Как из магнита получить электричество: Энергия или как зарядить телефон — Наука на TJ

Содержание

Энергия или как зарядить телефон — Наука на TJ

Что течет в проводе внутрь телефона?

2135 просмотров

Самое удивительное всегда находится вокруг человека, но зачастую остается никем незамеченным. Бывает, что человек просто воспринимает это как данность.

Возможно ли представить современный мир без электричества? Смартфоны, ноутбуки, кухонные плиты, свет и тепло, радио, пылесосы, автомобили, игровые приставки и сотни других вещей, которых бы просто не существовало или они бы существовали не в столь удобной форме.

Без электричества мы жили бы в другой эпохе, в другой реальности. Тем забавнее, что для большинства людей это нечто, что нельзя даже почувствовать и потрогать, а соприкосновение с ним происходит лишь при оплате ежемесячного счета.

После этой статьи вы узнаете откуда оно берется и как попадает внутрь телефона, который плотно вошел в ваш быт. Без занудных научных теорем и формул.

Ток, напряжение, сопротивление

Что все это значит? Ток — это частички, которые двигаются по какому-либо пути.

Их невозможно увидеть, но можно почувствовать, если в качестве этого самого пути будет выступать человек.

Частички достаточно юркие и поэтому могут пробегать через разнообразные предметы. В обычном и безопасном варианте они двигаются по кабелю.

Кабель. Ток.

Кабель — это как гоночная трасса, созданная человеком для частиц. Электрический ток — количественная величина, соответственно, она может быть большой или маленькой. Чем больше частиц перемещается по кабелю, тем выше сила тока, и наоборот. Сила тока выражается в Амперах. Разница между 5 и 10 Амперами заключается в том, что в первом случае по кабелю проходит в два раза меньше частиц, чем во втором.

Может ли что-то двигаться само по себе? Нет, обычно есть то, что приводит в движение. Например, мы ходим, благодаря мышцам, а машина передвигается благодаря работе двигателя.

Все это применимо и к частичкам. Для того, чтобы они двигались, что-то должно приводить их в движение. Этой двигательной силой является напряжение, которое выражается в вольтах.

Аквариум. Напряжение.

Для иллюстрации сути напряжения отлично подойдет пример с аквариумом. В правом нижнем углу аквариума расположена помпа. Если ее убрать, вода не будет двигаться. В рабочем же режиме она перемещает воду по аквариуму. Помпа — это и есть напряжение, которое приводит частички в движение.

Вначале упоминалось, что кабель является безопасным треком для частиц, но они могут пройти и через человека, который это почувствует. Именно поэтому все мы слышали фразу «Не суй пальцы в розетку!».

Стандартное напряжение в розетке 220 Вольт, и это значение довольно высоко для человека. Если он сунет пальцы в розетку, частицы хлынут через него большим потоком, как лавина, и это может привести к летальному исходу.

Если бы напряжение составляло 5 Вольт, то это был бы слабый двигатель, и, скорее всего, человек бы даже не почувствовал пару частичек, проскочивших по его телу.

Осталось разобраться с сопротивлением, которое выражается в Омах.

Бег с барьрами. Сопротивление.

Для примера лучше всего подойдет бег с барьерами. Бегуны — это электрический ток, их мышцы — это напряжение, а барьеры в данном случае — сопротивление.

Чем больше барьеров, тем больше времени атлетам нужно, чтобы добраться до финиша. Кроме того, некоторые могут запнуться, упасть и вообще не добежать. Если бы бегунов были тысячи, то довольно многие бы не добежали.

Так и с током. Чем больше препятствий, тем меньше частиц достигает цели, то есть их количество уменьшается. Соответственно, чем выше сопротивление, тем ниже сила тока.

Сопротивлением может быть все, по чему двигаются частицы, тот же кабель или какой-либо прибор. Просто кабель — как беговая дорожка, по нему им просто бежать, а прибор — как гора с буграми.

Откуда вообще берутся частицы?

Начинается самая интересная часть. Как уже говорилось выше, все лежит на поверхности и вокруг нас, просто кто-то когда-то взял и попробовал. Вроде как помахал волшебной палочкой и получилось новое заклинание. Тем, кто попробовал, был Майкл Фарадей.

Он выяснил, что магниты способны вырабатывать частицы, или электрический ток.

Если взять два небольших прямоугольных магнита, то они будут мгновенно притягиваться с одной стороны и отталкиваться с другой. Очевидно, что материал обладает интересными свойствами и как-то невидимо влияет на окружающую среду. Это невидимое влияние называется магнитным полем. Если изобразить магнитное поле графически, то получится следующая картинка.

Магнитное поле

Как уже говорилось, у магнита есть две стороны. В данном случае N — это северная сторона, а S — южная. У двух разных магнитов северная и южная стороны будут притягиваться, а южная и южная или северная и северная отталкиваться.

Причем, если бы мы сделали мультфильм про эти притягивания и отталкивания с магнитами и линиями их магнитных полей в главных ролях, то мы бы увидели, что линии меняются. То, что изображено выше — статичное состояние магнита, когда он, например, просто лежит на столе. Если начать с ним как-то взаимодействовать, линии магнитного поля будут изменяться и станут уже не такими ровными и красивыми как на рисунке. Человеческий глаз, разумеется, этого не увидит.

Фарадей выяснил, что при изменении магнитного поля, возникает электрический ток, и этот процесс зависит от некоторых параметров.

Как это выглядит на практике? Очень просто: если взять железный провод и начать водить им рядом с магнитами, в проводе начнут бежать частицы, то есть образуется электрический ток. Причем, чем длиннее провод и чем быстрее им махать, тем больше будет частиц. Разумеется, это работает и в обратную сторону, если быстро двигать магниты рядом с проводом, в нем образуется ток.

Образование тока

На фотографии изображен кадр из эксперимента. Два тонких черных прямоугольника – магниты. Провод двигается между ними, в нем образуется ток. Магниты являются в данном случае источником напряжения.

Пришло время вернуться к телефону и вопросу откуда получается энергия для него.

Все начинается на электростанции, сооружении, которое вырабатывает электроэнергию для всех нас. Существуют разные типы электростанций, такие как атомные, ветровые или угольные. Тем не менее, все базируются на одном и том же принципе.

Сердце любой станции — это генератор.

Электрогенератор

Что находится внутри этого устройства?

Электрогенератор в разрезе

Короткий ответ – магнит и провода. Генератор состоит из ротора и статора, т.е. подвижной и неподвижной частей.

Ротором является магнит, образующий магнитное поле. В роли статора выступают три катушки. Каждая катушка — это очень длинный провод, намотанный для компактности.

При вращении ротора вращается магнит и его магнитное поле. Когда поле проходит через неподвижные катушки, в них возникает ток. Через длинный провод начинают бежать частицы. Генератор на рисунке выше называется трехфазным. Это означает, что он вырабатывает три потока энергии. По потоку на каждую катушку.

Все, что нужно сделать для получения тока — это привести ротор в движение.

В этом и заключается основной принцип. Электростанции различаются только тем, каким способом они реализуют данный принцип.

В гидроэлектростанциях ротор вращается потоком воды.

В тепловых происходит выделение тепла, которое нагревает воду, вода превращается в пар, пар под давлением поступает в турбину, а турбина вращает ротор генератора. Тепло можно получить сжиганием угля, тогда речь идет об угольных электростанциях, или, например, делением атома, в этом случае мы говорим об атомной энергетике.

Но основа всегда одна. Преобразование механической энергии в электрическую. Необходимо придумать, как заставить ротор вращаться.

Еще один интересный момент заключается в том, что все описанное выше обратимо и любой генератор, одновременно может быть электродвигателем. Если подать электроэнергию на статор, то ротор начнет вращаться.

Транспортировка

После того, как электроэнергия получена, ее необходимо доставить туда, где в ней нуждаются. В нашем случае это телефон.

Генераторы, являются источником напряжения, тем, что приводит частицы в движение. Меняя длину провода и частоту вращения ротора, можно получить разное напряжение. Стандартные генераторы на электростанциях вырабатывают напряжение от 6 до 36 тысяч вольт в зависимости от типа генератора.

Транспорт электроэнергии происходит по кабелям линии электропередач (ЛЭП). Каждый наверняка хоть раз в жизни видел опоры подобных линий.

ЛЭП

Электроэнергию тяжело транспортировать, если напряжение слишком маленькое. Этого не скажешь, если сравнить числа с напряжением из примеров в начале статьи, но 6-36 тысяч вольт сравнительно небольшая величина.

Кабеля линии электропередач обладают сопротивлением. Если провести по ним напряжение в 6-36 тысяч вольт, то они будут перегреваться из-за высокой силы тока. Как уже говорилось выше, кабель — это что-то вроде гоночной трассы. При невысоком напряжении трасса заполняется машинами и не всем хватает на ней места. Болиды вылетают за пределы трека.

Если же повысить напряжение, то машин будет меньше, но двигаться они будут быстрее.

Итак, необходимо повысить напряжение. Для этого после генератора электроэнергия поступает на трансформатор.

Трансформатор

Трансформатор — это устройство, способное изменять напряжение электроэнергии. На электростанции он повышает напряжение до 110 -750 тысяч вольт в зависимости от количества энергии и расстояния, на которое ее нужно перенести.

После повышения напряжения сила тока невысока и электроэнергию можно переместить к потребителю без существенных потерь, например, в город.

Распределение и потребление

Когда энергия доставлена, напряжение должно быть обратно понижено. Семьсот пятьдесят тысяч вольт удобно транспортировать, но это слишком много для телефона.

По сути, все дальнейшие действия — это постепенное понижение напряжения.

Первое понижение происходит на понижающей подстанции и также осуществляется с помощью трансформатора. Подобные подстанции расположены вблизи жилых городских районов и каждый из нас хоть раз видел их:

Трансформаторная будка в спальном районе

После понижающей подстанции напряжение составляет около 10 тысяч вольт. Далее понижение продолжается. Посмотрим на кадр, иллюстрирующий американскую систему электрификации:

Компактный трансформатор

Линия электропередач идет от понижающей подстанции и напряжение на ней составляет 7200 вольт. Бочонок, прикрепленный к деревянному столбу — опять-таки трансформатор, понижающий напряжение до 240 вольт. Это уже привычная для нас величина, поступающая по проводам в дом. Именно 240 вольт является стандартом для американских домохозяйств.

Нужно понимать, что числа на разных этапах распределения электроэнергии варьируются от страны к стране. В России, например, напряжение в розетке будет 230 вольт. В некоторых государствах за стандарт приняты 120 вольт. Америка понижает напряжение до 7200 вольт, а Россия до 10000 вольт. Все зависит от принятых стандартов, количества электроэнергии и расстояния, на которое ее нужно переместить.

В большинстве стран мира стандарт напряжения в доме составляет 230 вольт. Именно такое напряжение способно привести в действие подавляющее большинство электроприборов.

Итак, электроэнергия, выработанная генератором на электростанции за много километров от дома, пройдя через повышения и понижения напряжения, наконец-то достигла дома и теперь мы можем зарядить телефон.

Зарядка телефона

Адаптер подключается к сети, где, как мы уже выяснили, получает 220-240 вольт, в зависимости от страны, в которой расположена розетка. Разные модели телефонов работают с разным напряжением. В среднем необходимое напряжение составляет 12 вольт. Небольшой белый адаптер с картинки выше, по сути, также является преобразователем. Технологичным преобразователем, одна из задач которого состоит в том, чтобы понизить 230 вольт из розетки до приемлемого напряжение в 12 вольт, которое требуется смартфону.

Таким образом, частицы, пройдя долгий и трудный путь от вращающихся магнитных полей и огромных длинных проводов, по уютной небольшой дорожке попадают в ваш телефон.

Эти частицы оживляют ноутбуки, посудомоечные машины, телевизоры и другие предметы, так сильно облегчающие и улучшающие жизнь.

И, разумеется, каждая частица учитывается, именно поэтому в конце месяца приходит счет за электричество, большой или маленький.

Американские ученые добыли электричество из магнитного поля электропроводки

Ученые из Университета штата Пенсильвания создали магнитоэлектрический преобразователь, способный извлекать энергию из магнитных полей вокруг сетевых кабелей.

Статья с описанием открытия была опубликована в журнале Energy & Environmental Science. Полученную энергию можно без труда использовать для питания небольших IoT-устройств — например, цифрового будильника.
Проблема энергоэффективности и экологичности IoT-устройств становится все более острой по мере развития технологий. Чем более сложными становятся системы, тем большее количество энергии требуется для их обеспечения. Встроенные батареи имеют ограниченный запас ресурсов, а для бесперебойного функционирования высокопроизводительного оборудования сроки службы должны составлять месяцы и годы. В связи с этим на первый план выходят «зеленые технологии» и сбор свободной энергией — то есть добыча ресурсов из внешних источников, например, тепла, вибрации или света.
Именно такой подход использовали в своем изобретении пенсильванские ученые. В качестве добывающего элемента выступила многослойная тонкая пластинка, состоящая из слоя пьезоэлектрика и слоя из магнитострикционного материала. Попадая в магнитное поле электропроводки такая пластинка начинает вибрировать и деформирует приклеенную к ней пластину из пьезоэлектрика. В результате такой деформации по проводам, подключенным к пластине, начинает течь электрический ток.
Сам магнитострикционный материал при этом вырабатывает до 16% электричества. Остальную выработку дает колебание постоянного магнита в электромагнитном поле. Ученые утверждают, что элемент позволяет генерировать напряжение до 80 Вт в поле силой 300 мкТл. Такого заряда достаточно, чтобы обеспечить прямое питание будильника или часов на расстоянии до 20 см от электропроводки.
«Преимущество такого подхода в том, что магнитное поле, создаваемое вокруг электропроводки — это вездесущая и дешевая энергия. Она есть везде: в наших домах, офисах, автомобилях. Возможность собирать этот фоновый шум и преобразовывать его в полезное электричество может обогатить наш подход к архитектуре «зеленой» энергии», — отмечает один из авторов исследования, инженер Шашанк Прия.

Источник: https://www.electronicsweekly.com/news/research-news/milliwats-electricity-mains-magnetic-field-2020-04/

Яндекс Дзен | Открывайте новое каждый день

Яндекс.Дзен – это платформа, которая подбирает контент специально для вас. В Дзене есть статьи и видео на разные темы от блогеров и медиа.

Ваш личный Дзен

Дзен понимает ваши интересы и собирает ленту для вас. Он анализирует действия: что вы смотрите, кому ставите лайки, на кого подписываетесь, а после – рекомендует вам и уже любимые источники, и ещё неизвестные, но интересные публикации.

Вы смотрите и ставите лайки

шаг 1

Алгоритм отслеживает это и подбирает контент

шаг 2

Вы видите интересные именно вам материалы

шаг 3

Интересные истории

В Дзене есть популярные медиа и талантливые блогеры. Ежедневно они создают тысячи историй на сотни разных тем. И каждый находит в Дзене что-нибудь для себя.

Примеры публикаций

В Дзене действительно много уникальных статей и видео. Вот несколько примеров популярного сейчас контента.

Дзен — простой, современный и удобный

Посмотрите на главные возможности сервиса и начните пользоваться всеми преимуществами Дзена.

Читайте о своих интересах.

Алгоритмы Дзена понимают, что вам нравится, и стараются показывать только то, что будет действительно интересно. Если источник вам не подходит — его можно исключить.

1/4

Тематические ленты.

С общей ленты со всеми статьями легко переключайтесь на тематические: кино, еда, политика, знаменитости.

2/4

Разнообразные форматы.

Открывайте разные форматы историй для чтения и общения. В приложении удобно читать статьи и смотреть видео, писать комментарии.

3/4

Оставайтесь в курсе событий!

Возвращайтесь к нужным статьям: добавляйте статьи в Сохранённое, чтобы прочитать их позже или сохранить в коллекции. Настройте уведомления, чтобы не пропустить самое интересное от любимых блогеров, медиа и каналов.

4/4

Читайте о своих интересах.

1/4

Тематические ленты.

С общей ленты со всеми статьями легко переключайтесь на тематические: кино, еда, политика, знаменитости.

2/4

Разнообразные форматы.

3/4

Оставайтесь в курсе событий!

4/4

Читайте о своих интересах.

1/4

Тематические ленты.

С общей ленты со всеми статьями легко переключайтесь на тематические: кино, еда, политика, знаменитости.

2/4

Разнообразные форматы.

3/4

Оставайтесь в курсе событий!

4/4

Дзен доступен во всем мире более чем на 50 языках

Смело рекомендуйте Дзен своим друзьям из других стран.

العَرَبِيَّة‎العَرَبِيَّة‎

Удобно пользоваться в смартфоне

У Дзена есть приложения для iOS и Android.

Пользуйтесь в браузере

Дзен доступен с любого устройства в вашем любимом браузере. Также Дзен встроен в Яндекс.Браузер.

Удобно пользоваться в смартфоне

У Дзена есть приложения для iOS и Android.

Пользуйтесь в браузере

Дзен доступен с любого устройства в вашем любимом браузере. Также Дзен встроен в Яндекс.Браузер.

Удобно пользоваться в смартфоне

У Дзена есть приложения для iOS и Android.

Пользуйтесь в браузере

Дзен доступен с любого устройства в вашем любимом браузере. Также Дзен встроен в Яндекс.Браузер.

Дизайн и разработка — Charmer

К сожалению, браузер, которым вы пользуйтесь, устарел и не позволяет корректно отображать сайт. Пожалуйста, установите любой из современных браузеров, например:

Яндекс.Браузер Google Chrome Firefox Safari

Бесплатное электричество ! Это может сделать каждый!

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта Uspei.com. Сегодняшнюю статью посвящаем изготовлению простейшего прибора для получения бесплатного электричества. И сразу вам хочется сказать, что это все не фейк и я это вам докажу.

Следующий вопрос, почему это электричество не применяется везде? Многие скажут- «Ну кому это выгодно и зачем бесплатно». Нужно же с нас деньги за что-то брать, поэтому о таком приборе молчат и скрывает всю информацию по изготовлению.

Ну а мы с вами, попробуем изготовить миниатюрные источники бесплатного электричества из подручных материалов. Для этого, нам всего лишь понадобится круглый магнит и проволока.

Магнит, как оказалось, в настоящее время не так просто раздобыть. Берем проволоку и наматываем ее на магнит по кругу, снять изоляцию с обоих концов. Благодаря круговой намотке и замкнутому контуру, магнитные поля, создаваемые магнитом, приводят в движение свободные электроны в проволоке.

И поэтому, вокруг так называемой катушки, создается электромагнитное поле, которое и является источником бесплатного электричества. Все, магнитная катушка готова. Ну а теперь, приступим к испытаниям. Испытания проведем на люминесцентной лампочке,которую подносим к катушке.

Как видим, лампочка реагирует на электромагнитное поле и загорается. В зависимости от того, как поднести лампочку к полю, так и степень загорания и яркость меняется. Полностью лампочка загорается только в определенном положении, если бы магнит был побольше, то и результат был бы получше.

А сейчас попробуем поднести диодную лампочку, посмотрим, как она реагирует на поле. Как видим, она тоже загорается и также меняется яркость в зависимости от того, как близко лампочка находится от катушки.

А теперь поднесем обычную лампочку накаливания на 60 ватт к магнитной катушке, как не подноси, ни крути, никакой реакции нет. Возможно не хватает мощности магнита.

Еще проверим, как будет реагировать кусок светодиодной ленты. Результат совсем слабенький, но реакция есть. Как видим, магнитная катушка работает, возможно не та мощность, которую хотелось бы видеть, но здесь маленький магнит и изготовлено все в домашних условиях, без каких-либо расчетов, а самый главный результат достигнут!

Всем пока!!!

Выработка электроэнергии при помощи линейных генераторов — Энергетика и промышленность России — № 23-24 (235-236) декабрь 2013 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 23-24 (235-236) декабрь 2013 года

Для некоторых ситуаций предлагается использовать эффективные, с точки зрения автора, способы преобразования поступательных движений во вращательные – с целью применения вместе с обычными динамо-машинами.

Соленоид с магнитом

Первые линейные преобразователи энергии были созданы еще в начале девятнадцатого века (в работах Фарадея и Ленца) и представляли собой соленоиды с движущимися внутри них постоянными магнитами. Но использовались эти устройства только в физических лабораториях для формулирования законов электромагнетизма.

Впоследствии серьезное применение получили лишь генераторы, работающие от вращательных движений. Но теперь человечество «вспоминает давно забытое старое». Так, недавно были созданы «вечные» или «индукционные фонарики Фарадея», работающие от встряски и имеющие в своей основе «поступательный генератор» – это тот же соленоид, с колеблющимся внутри него постоянным магнитом, плюс – выпрямительная система, сглаживающий элемент и накопитель. (Необходимо отметить, что для появления тока в соленоиде необязательно вдвигать и выдвигать внутрь него магнит – достаточно, и не менее эффективно, приближать и удалять магнит от электрической катушки, если в нее вставить сердечник, лучше ферритовый).

В интернете можно найти описание того, как сделать генератор, питающий велосипедные фары, работающий на том же принципе – от движения магнита внутри соленоида (встряску здесь уже обеспечивает не человеческая рука, а само транспортное средство – велосипед).

Появились и проектируются поступательные генераторы, использующие «пьезоэлектрический эффект» – способность некоторых кристаллов при деформации продуцировать электрические заряды.

Это, например, всем известные пьезоэлектрические зажигалки. Французские ученые (в частности этим занимается Жан Жак Шелло в Гренобле) решили подставить пьезокристаллические модули под дождевые капли и таким образом получать электроэнергию. В Израиле фирмой «Innowatech» разрабатывается способ получения электроэнергии от давления машин на дорожное полотно – пьезокристаллы будут подложены под шоссе. А в Голландии подобным же образом планируют «собирать» электроэнергию из-под пола танцевального зала.

Все вышеперечисленные примеры, кроме использования энергии дождя, касаются «снятия» энергии с результатов деятельности человека. Здесь можно предложить еще размещение поступательных генераторов в амортизаторах автомобилей и поездов, а также снабжение этих транспортных средств увеличенными копиями вышеописанных генераторов велосипедов, работающих от встряски, и, кроме того, расположение поступательных генераторов под рельсами железных дорог.

Новый способ использования ветра

Рассмотрим теперь, как полнее использовать энергию ветра. Известны ветроэлектрогенераторы, в которых ветер вращает воздушные винты, а они, в свою очередь, – валы динамо-машин. Но не всегда воздушные винты удобны в использовании. Если они применяются в жилых районах, то требуют дополнительного места, и их, для безопасности, надо заключать в сетки. Они могут портить внешний вид, заслонять солнце и ухудшать обзор. Вращающиеся генераторы сложны в изготовлении: требуются хорошие подшипники и балансировка вращающихся частей. А размещенные на припаркованных электромобилях ветроэлектрогенераторы могут быть похищены или повреждены.

Автор предлагает использовать более удобные рабочие тела, на которые будет воздействовать ветер: щиты, пластины, паруса, надувные формы. А вместо привычных динамо-машин – специальные крепления в виде поступательных генераторов, в которых от механических перемещений и давлений, производимых рабочими телами, будет вырабатываться электроэнергия. В таких креплениях могут быть использованы как пьезокристаллы, так и соленоиды с подвижными магнитными сердечниками. Токи, созданные этими креплениями, будут проходить через выпрямители, сглаживающие элементы и заряжать аккумуляторы для дальнейшего использования выработанной электроэнергии. Все части таких поступательных генераторов просты в изготовлении.

Щиты с подобными креплениями, размещенные на стенах зданий, балконов и т. п., будут приносить вместо неудобств только выгоду: звуко- и теплоизоляцию, тень. Они практически не требуют дополнительного пространства. Рекламные щиты, навесы от солнца или дождя, снабженные такими креплениями и «дождевыми» пьезокристаллическими модулями, будут кроме своей основной функции еще и вырабатывать электроэнергию. По такому же принципу можно заставить работать и любой забор.

Энергопроизводящие окна и столбы

Есть возможность использовать прочные стекла в окнах в качестве «ветрозаборников», а электровырабатывающие крепления расположить в раме.

Если взять случай с электромобилями, то крепления можно переключать: на стоянке, где позволительна вибрация стекол от ветра, будут использоваться электрогенерирующие крепления, а при движении, чтобы не нарушать аэродинамические свойства электромобиля – обычные. Хотя при использовании пьезокристаллов можно добиться совсем небольшого люфта и переключения не потребуются.

В более простом (непрозрачном варианте выполнения щитов) на стоянке обычные стекла опускаются и вместо них вставляются щитовые ветроэлектрогенераторы, креплениями опирающиеся на рамы окон. То же можно сделать и в доме ночью, когда окна не должны пропускать свет: вместо стекол или внешних ставень устанавливать подобные ветроэлектрогенераторы.

Опора в виде треноги для фонарного столба или сотовой антенны будет вырабатывать электроэнергию, если мы в каждой «ноге», разделив их поперек на две части, в стыке разместим вышеописанное электрогенерирующее крепление. Столб фонаря или антенны можно поместить в зарытый в землю и укрепленный полый цилиндр с подобными электрогенераторами, размещенными по внешнему ободу, – это еще один вариант.

Фонари на столбах, оснащенных такой «поддержкой», могут работать самостоятельно, без подвода к ним кабелей электропитания – ведь их раскачивание от ветра или от колебаний дорожного полотна всегда имеет место. Такие фонари должны быть очень востребованы там, где либо нет электростанций, либо местность еще не «охвачена» проводкой.

Кроме того, поступательные генераторы позволяют нам задействовать еще и такие «природные ветрозаборники», как деревья: ведь их ветви раскачиваются от ветра. С деревьями лучше использовать генераторы соленоидного типа, а не на пьезокристаллах. Соленоиды с магнитами и пружинами будут обеспечивать мягкую «упряжку».

Вот один из возможных вариантов использования качания ветки. Одну веревку, идущую от бобины электрической катушки, закрепляем на стволе или прикрепляем к «якорю» (типа морского), зарытому в землю, а вторую, соединенную с магнитом, закрепляем за качающуюся ветвь. Закрепление бобины можно и не производить – оставить только связь с веткой. Тогда генератор будет работать от встряски, которую ему обеспечит раскачивание ветки от ветра (катушке не даст упасть пружина).

«Летящее» электричество

Что же касается надувных «рабочих тел» для поступательных ветроэлектрогенераторов, то многие видели рекламные надувные фигуры на бензоколонках, которые качаются от ветра.

Такие надувные формы (их можно выполнять в виде шаров, эллипсоидов, надувных матрацев и т.д.) также могут поработать на экологически чистую электроэнергию. Их преимущество в том, что они, «отвязавшись» и движимые ветром, никого из людей серьезно не травмируют.

Так, например, можно использовать воздушный шар как рабочее тело для поступательного ветроэлектрогенератора соленоидного типа. Магнит привязывается к шару, а катушка «якорится», причем лучше использовать упругие соединения, чтобы не порвать шар и не повредить катушку и электронику (упомянутые выше выпрямительную, сглаживающую и накопительную системы).

Энергию ветра можно задействовать для выработки электричества еще и на парусных судах в местах крепления парусов (тут больше подойдут электрогенерирующие крепления на пьезокристаллах, чтобы не создавать больших перемещений). Выработанное электричество пойдет на зарядку аккумулятора как дополнительной энергетической возможности в случае штиля, для движения на электромоторе и для внутренних нужд судна, скажем, для освещения и холодильных агрегатов.

Энергия волн

Теперь посмотрим, как использовать энергию морских и речных волн. Можно сделать такие генераторы поступательного действия, где рабочими телами будут служить не большие щиты или другие крупные геометрические формы, а небольшие пластины.

Электрогенерирующие крепления останутся такими же (на соленоидах или же на пьезокристаллах), но только меньших размеров. Наборы из таких пластинчатых электрогенераторов установим на плавучих средствах на уровне их ватерлиний. Они (генераторы), в силу их небольших размеров, не будут слишком сильно портить обвод судна. Следует позаботиться и о гидроизоляции генераторов, поместив их под водонепроницаемую эластичную оболочку. Волны, бьющие по судну (по пластинам), будут вырабатывать электроэнергию для двигателя (ходовая часть) и для внутренних нужд судна, что позволит избавиться от громоздкого и опасного (переворачивающего плавучее средство) паруса, с которым, кроме того, сложно идти против ветра, и загрязняющих окружающую среду моторов и генераторов внутреннего сгорания.

Использовать энергию волн у берега – еще проще, закрепив соленоиды к пирсу, дебаркадеру или другому сооружению. Здесь возьмем щиты и крепления побольше: в этом случае обтекаемость только повредит.

Генератор в виде плота

Для этой же цели (использования энергии волн) предназначен «плот-электрогенератор». Здесь волны будут обеспечивать движение поплавков друг относительно друга, что при помощи стоек на шарнирах вызовет движение магнитов относительно соленоидов.

Напомним, что магниты, соленоиды и пружины составляют поступательные генераторы, прикрепленные к стойкам на шарнирах. Аккумулятор и электронный блок заключены в общий жесткий кожух, подвешенный на канатах к стойкам.

Система стоек, шарниров и пружин, не ограничивая полностью взаимные перемещения поплавков, в то же время не даст плоту распасться. А относительное движение магнитов и соленоидов обеспечит выработку тока в соленоидных обмотках, который будет передаваться по проводам в электронный блок. Там он пройдет выпрямитель и сглаживающий элемент, после чего поступит в аккумулятор плота или по кабелям будет передаваться на берег или на судно, буксирующее плот для своих энергетических нужд.

Для более полного использования всех направлений воздействия волн можно из таких плотов составить конгломерат, разместив их под оптимальным углом друг относительно друга, или же на одном плоту сделать комплексную (учитывающую все возможные относительные перемещения поплавков), более сложную систему стоек шарниров и пружин.

Использование перепадов уровней воды

Поступательные генераторы подходят также и для использования энергии перепадов уровней воды у рек, водопадов, приливов и отливов. Они будут работать вместо гидротурбин. Эффективность их, по предварительным оценкам, меньше, но зато поступательные генераторы вместе с сопутствующими устройствами здесь проще построить: ведь гидротурбинные генераторы, в силу их принадлежности к вращающимся, нуждаются в точности изготовления, балансировке и хороших подшипниках.

Самой простой для выполнения является следующая схема. Соленоид закрепляется на берегу (очень хорошо к мосту) речки или водопада, а к магниту привязывается поплавок, опущенный в воду. Если течение турбулентное, а это мы наблюдаем в быстрых речках и водопадах, то поплавок будет колебаться и передаст колебания магниту, что и требуется для выработки электроэнергии. Магнит вместе с поплавком не уплывет из‑за того, что магнит закреплен к днищу бобины соленоида пружиной. Эта схема очень напоминает вышеприведенную поплавковую схему для использования энергии волн.

Есть еще одна достаточно хорошо известная система. Сверху в накопительную чашу идет непрерывный поток воды, например из отводного канала от речки. Чаша заполняется. Когда гидростатическое давление на конец трубки, находящейся в этой емкости, превысит определенный «порог запирания» (ведь в трубке пока воздух), вода начнет через нее проходить и выльется на поступательный генератор, находящийся внизу. Уровень воды в чаше спустится ниже изогнутого конца трубки, и воздух опять «запрет» ее.

За счет поступления воды сверху снова произойдет заполнение емкости до максимального уровня. А при нем гидростатическое давление способно «отпереть» трубку (и т. д.). Тем самым обеспечивается прерывистое падение воды на поступательный генератор, что и требуется для выработки электроэнергии. После совершения «работы» вода стечет вниз на водосборник, откуда по соответствующему каналу поступит опять в речку, но уже на более низком уровне.

Поступательные генераторы, предназначенные для использования прерывистых падений на них жидкости, выглядят так. Соленоидного типа – здесь наклонная кювета для сбора и слива воды жестко крепится к магниту, находящемуся внутри закрепленного соленоида. А сам магнит снизу подпирает пружина, закрепленная к днищу бобины соленоида. Пьезоэлектрического типа – здесь такая же кювета опирается на пьезокристалл.

Есть устройство такого же предназначения, но другого типа – это поворачивающаяся (в вертикальной плоскости) на шарнире чаша. Она имеет разные центры тяжести в ненаполненном и наполненном состояниях. В ненаполненном состоянии чаша находится в устойчивом равновесии: она опирается на шарнир и подставку. Вертикаль, опущенная из ее центра тяжести, проходит через площадь опоры. Но по мере заполнения чаши водой, например из отводного канала от речки, ее центр тяжести смещается. И когда вертикаль, опущенная из нового центра тяжести выйдет за площадь опоры, чаша начнет переворачиваться.

По мере переворачивания вертикаль из центра тяжести все больше и больше будет выходить за площадь опоры. В конце концов жидкость из чаши выльется на поступательный генератор, а затем в водосборник и в возвращающий к речке канал. Пустая же чаша возвратится в свое исходное положение устойчивого равновесия, снова начнет заполняться водой, и цикл повторится.

Совершенствование конструкций

Можно придумать еще много возможностей для использования электрогенераторов поступательного действия, вариантов их конструктивного выполнения и сопутствующих им устройств. Автор надеется, что эти генераторы займут свою «нишу» в области выработки экологически чистой электроэнергии.

Если по каким‑то причинам электрогенераторы поступательного действия не могут быть построены и применены или уже имеются обычные генераторы, действующие от вращательных движений, то некоторые поступательные движения, имеющие достаточную амплитуду (например, качания веток деревьев от ветра, движения поплавка или воздушного шара), все равно могут быть использованы, так как существуют механические передачи, преобразующие поступательные движения во вращательные.

Можно назвать, например, реечную передачу, винтовую (как у детской игрушки – юлы) и ременную с катушкой: на катушку наматываем ремешок, леску или кабель и присоединяем к ней возвратную пружину, например спиральную. А для еще большей эффективности выработки электроэнергии таким способом надо в качестве мультипликатора поставить коробку передач, как в автомобиле или велосипеде, и переключать скорости (передаточное число) в зависимости от силы ветра или волн на текущий день или час.

Если мы оценим, какая часть «приземной» воздушной поверхности, подверженной воздействию ветров, еще не «задействована» для выработки электричества, какая водная поверхность с волнами и сколько рек и водопадов пока не «работают» (это еще не говоря о солнечных лучах и геотермальных источниках), то мы увидим, что у экологически чистой энергетики есть большое будущее.

Как получить электричество из проволоки и магнита. Как 3 магнита и кусок проволоки, превратить в вечный источник энергии? Смотрим.

ГлавнаяПолКак получить электричество из проволоки и магнита

Как собрать из двух магнитов, вечный фонарик с бесплатным электричеством?

Элементарно. Посмотрите подробную инструкцию по сборке универсального фонаря. И соберите его самостоятельно у себя дома.

Это одна из множества моделей в закрытом сообществе энтузиастов свободной энергии.

Все что понадобится – 2 магнита, кусок медной проволоки, клей , патрон под лампу и светодиодная лампа на 12 вольт.

1 — Собираем катушку

Можно обматывать на предмет круглой формы, баллон с дезодарантом или бутылку…

2 – Приклеиваем катушку к магниту №1

Чтобы зафиксировать проволоку.

Два одинаковых магнита.

Проволока.

Клей.

3 – Приклеиваем второй магнит

Нужно приклеивать так чтобы магниты отталкивали друг друга, создавая поле.

Гамбургер Тесла.))

Теперь начинаем снимать энергию.

5 – Прикручиваем к проволоке патрон

И все готово.

Бесплатное электричество по заветам Великого Н. Тесла.

В сообществе FreeTeslaEnergy вы можете получить доступ к сборникам инструкций, по сборке генераторов бесплатного электричества и других устройств, для экономии на энергии.

Вы можете стать частью сообщества, получить помощь в изготовлении БТГ. И помочь этому миру стать чуточку лучше.

Facebook

Twitter

Мой мир

Вконтакте

Одноклассники

Google+

freeteslaenergy.ru

Как сделать вечный фонарик из магнита и проволоки? Подробная инструкция:

Бесплатное электричество из магнита и простой медной проволоки, можно получить собрав модель по этой инструкции.

Хотите бесплатное электричество и свой вечный фонарик?

Посмотрите как он выглядит в уже собранном виде:

Приготовьтесь к сборке, скоро сможете собрать сами

Вот что нужно для сборки вечного фонарика:

Магнит
Проволока медная
Держатель магнита от аудио-стерео динамика
Светодиодная лампочка

Начинаем сборку, берем магнит

проволоки медной моток

держатель (стержень) магнита

светодиодную лампу

Начинаем собирать фонарик

наматываем катушку

виток за витком, получаем вот такую форму:

вот что должно получиться в итоге

Теперь прикрепляем магнит к платформе

на клей

Чтобы получилось вот так

Приклеиваем стержень с катушкой к магниту

предварительно зачистив концы провода

приклеиваем сверху

придерживаем пока не застынет клей

Вот так должно быть в итоге

теперь приклеим диодную лампу

для удобства

Начинаем соединять катушки провода и лампочки

вот так

оба провода

и теперь

соединяем второй провод и лампа горит

вот как выглядит система в итоге:

Готовы повторить этот эксперимент?

Верите что это правда?

Как считаете есть ли здесь обман?

пишите свой комментарий на странице ниже:

Помните!

Что вы можете стать частью сообщества, где есть база знаний, в которой сборник готовых инструкций по сборке БТГ, чертежи, схемы, ОБСУЖДЕНИЯ, и такие же энтузиасты.

В сообществе ФриТеслаЭнерджи — вы всегда можете найти друзей и единомышленников, таких же энтузиастов свободной энергии.

Мы собрали сборник инструкций, моделей, чертежей БТГ, которые сможете собрать и вы. Вступайте в закрытое сообщество энтузиастов FreeTeslaEnergy

Участники сообщества вместе обсуждают модели и сборки авторов, ищут тех кто может собрать бестопливный генератор энергии, для освещения или отопления дома или квартиры…

Получить Доступ к Сообществу

Напишите ниже на этой странице, о своем опыте, что вы об этом думаете…

Facebook

Twitter

Мой мир

Вконтакте

Одноклассники

Google+

freeteslaenergy.ru

Электричество из магнита: виды магнитных двигателей

Содержание:

Как получить электричество из магнита
Основные виды магнитных двигателей
Применение устройств на постоянных магнитах

Существует большое количество устройств, относящихся к так называемым «вечным двигателям». Среди них имеются многочисленные конструкции генераторов тока, позволяющие получать электричество из магнита. В этих устройствах применяются свойства постоянных магнитов, способных к совершению внешней полезной работы.

В настоящее время ведутся работы по созданию магнитного двигателя, способного приводить в движение устройство вырабатывающее ток. Исследования в этой области еще до конца не закончены, однако, на основе полученных результатов можно вполне представить себе его устройство и принцип действия.

Как получить электричество из магнита

Для того, чтобы понять как работают подобные устройства, необходимо точно знать, чем они отличаются от обычных электрических двигателей. Все электродвигатели, хотя и пользуются магнитными свойствами материалов, движение свое осуществляют исключительно под действием тока.

Для работы настоящего магнитного двигателя используется только лишь постоянная энергия магнитов, с помощью которой выполняются все необходимые перемещения. Основной проблемой этих устройств является склонность магнитов к статическому равновесию. Поэтому на первый план выходит создание переменного притяжения, с использованием физических свойств магнитов или механических приспособлений в самом двигателе.

Принцип действия двигателя на постоянных магнитах основан на крутящем моменте отталкивающих сил. Происходит действие одноименных магнитных полей постоянных магнитов, расположенных в статоре и роторе. Их движение осуществляется во встречном направлении по отношению друг к другу. Для того, чтобы решить проблему притяжения был использован медный проводник с пропущенным по нему электрическим током. Такой проводник начинает притягиваться к магниту, однако при отсутствии тока, притяжение прекращается. В результате, обеспечивается цикличное притяжение и отталкивание деталей статора и ротора.

Основные виды магнитных двигателей

За весь период исследований было разработано большое количество устройств, позволяющих получить электричество из магнита. Каждый из них имеет собственную технологию, однако все модели объединяет магнитное поле. Среди них не существует идеальных вечных двигателей, поскольку магниты через определенное время полностью утрачивают свои качества.

Наиболее простое устройство у антигравитационного магнитного двигателя Лоренца. В его конструкцию входят два диска с разноименными зарядами, подключенные к питанию. Половина этих дисков размещается в полусферическом магнитном экране, после чего начинается их постепенное вращение.

Самым реальным функционирующим устройством считается простейшая конструкция роторного кольцара Лазарева. Он состоит из емкости, которую разделяет пополам специальная пористая перегородка или керамический диск. Внутри диска устанавливается трубка, а сама емкость заполняется жидкостью. Вначале жидкость попадает в низ емкости, а затем под действием давления начинает пот трубке перемещаться вверх. Здесь жидкость начинает капать из загнутого конца трубки и вновь попадает в нижнюю часть емкости. Для того, чтобы это сооружение приняло форму двигателя, под каплями жидкости располагается колесико с лопастями.

Непосредственно на лопастях устанавливаются магниты, образующее магнитное поле. Вращение колесика ускоряется, вода перекачивается быстрее и, в конце концов, устанавливается определенная предельная скорость работы всего устройства.

Основой линейного двигателя Шкондина является система расположения одного колеса в другом колесе.Вся конструкция состоит из двойной пары катушек с разноименными магнитными полями. За счет этого обеспечивается их движение в разные стороны.

В альтернативном двигателе Перендева используется только магнитная энергия. Конструкция состоит из двух кругов – динамичного и статичного. На каждом из них с одинаковой последовательностью и интервалами расположены магниты. Свободная сила самоотталкивания приводит в бесконечное движение внутренний круг.

Применение устройств на постоянных магнитах

Результаты исследований в данной области уже сейчас заставляют задумываться о перспективах применения магнитных устройств.

В будущем отпадет надобность во всевозможных выпрямителях и зарядных устройствах. Вместо них будут использоваться магнитные двигатели самых разных размеров, приводящие в движение миниатюрные генераторы тока. Таким образом, множество ноутбуков, планшетов, смартфонов и прочей аналогичной аппаратуры будут непрерывно работать в течение продолжительного времени. Эти источники питания смогут переставляться со старых моделей на новые.

Магнитные устройства с более высокой мощностью смогут вращать такие генераторы, которые заменят оборудование современных электростанций. Они легко смогут работать вместо двигателей внутреннего сгорания. В каждой квартире или доме будет установлена индивидуальная система энергообеспечения.

electric-220.ru

Эксперимент по извлечению энергии из поля постоянного магнита

Идею, заложенную в ниже описываемом устройстве, пытаются реализовать многие. Суть ее такова: есть постоянный магнит (ПМ) — гипотетический источник энергии, выходная катушка (коллектор) и некий модулятор, изменяющий распределение магнитного поля ПМ, создавая тем самым переменный магнитный поток в катушке.Реализация (18.08.2004)Для реализации этого проекта (назовем его TEG, как производная от двух конструкций: VTA Флойда Свита и MEG Тома Бердена 🙂 ) я взял два ферритовых кольцевых сердечника марки М2000НМ размерами O40хO25х11 мм, сложил их вместе, скрепив изолентой, и намотал коллекторную (выходную) обмотку по периметру сердечника — 105 витков проводом ПЭВ-1 в 6 слоев, также закрепив каждый слой изолентой.

Коллекторная обмотка на ферритовом сердечнике.

Далее оборачиваем это еще раз изолентой и поверх наматываем катушку модулятора (входную). Ее мотаем как обычно — тороидальную. Я намотал 400 витков в два провода ПЭВ-0.3, т.е. получилось две обмотки по 400 витков. Это было сделано с целью расширения вариантов эксперимента.

Обмотка модулятора.

Теперь помещаем всю эту систему между двумя магнитами. В моем случае это были оксидно-бариевые магниты, материал марки М22РА220-1, намагничен в магнитном поле напряженностью не менее 640000 А/м,размеры 80х60х16 мм. Магниты взяты из магниторазрядного диодного насоса НМД 0,16-1 или ему подобных. Магниты ориентированы «на притяжение» и их магнитные линии пронизывают ферритовые кольца по оси.

TEG в сборе (схема).

Работа ТЭГа заключается в следующем. Изначально напряженность магнитного поля внутри коллекторной катушки выше, чем снаружи из-за присутствия внутри феррита. Если же насытить сердечник, то егомагнитная проницаемость резко снизится, что приведет к уменьшению напряженности внутри катушки коллектора. Т.е. нам необходимо создать такой ток в модулирующей катушке, чтобы насытить сердечник. К моменту насыщения сердечника, напряжение на коллекторной катушке будет повышаться. При снятии напряжения с управляющей катушки, напряженность поля вновь возрастет, что приведет к выбросу обратной полярности на выходе. Идея в изложенном виде рождена где-то в середине февраля 2004 г.

Схема управления модулятором.

В принципе, достаточно одной модуляторной катушки. Блок управлениясобран по классической схеме на TL494. Верхний по схеме переменныйрезистор меняет скважность импульсов от 0 примерно до 45% на каждомканале, нижний — задает частоту в диапазоне примерно от 150 Гц до 20кГц. При использовании одного канала, частота, соответственно,снижается вдвое. В схеме также предусмотрена защита по току черезмодулятор примерно в 5А.

ТЭГ в сборе (внешний вид).

Параметры ТЭГа (измерено мультиметром MY-81):сопротивления обмоток:коллектора — 0,5 Оммодуляторов — 11,3 Ом и 11,4 Оминдуктивности обмоток без магнитов:коллектора — 1,16 мГнмодуляторов — 628 мГн и 627 мГниндуктивности обмоток с установленными магнитами:коллектора — 1,15 мГнмодуляторов — 375 мГн и 374 мГнЭксперимент №1 (19.08.2004)Модуляторные катушки соединены последовательно, получилась как бы бифилярка. Использовался один канал генератора. Индуктивность модулятора 1,52 Гн, сопротивление — 22,7 Ом. Питание блока управленияздесь и далее 15 В, осциллограммы снимались двухлучевым осциллографом С1-55. Первый канал (нижний луч) подключен через делитель 1:20 (Cвх 17 пФ, Rвх 1 Мом), второй канал (верхний луч) — напрямую (Cвх 40 пФ, Rвх 1 Мом). Нагрузка в цепи коллектора отсутствует.Первое на что было обращено внимание: после снятия импульса с управляющей катушки, в ней возникают резонансные колебания, и если следующий импульс подать в момент противофазы резонансному всплеску,то в этот момент возникает импульс на выходе коллектора. Также это явление было замечено и без магнитов, но в гораздо меньшей степени. Т.е., скажем так, в данном случае важна крутизна смены потенциала на обмотке. Амплитуда импульсов на выходе могла достигать 20 В. Однако ток таких выбросов очень мал, и с трудом удается заряжать емкость на 100 мкФ, подключенную к выходу через выпрямительный мост. Никакую другую нагрузку выход не тянет. На высокой частоте генератора, когда ток модулятора предельно мал, и форма импульсов напряжения на нем сохраняет прямоугольную форму, выбросы на выходе также присутствуют, хотя магнитопровод еще очень далек от насыщения.

Напряжение на модуляторе (верхний) и коллекторе (нижний). Амплитуду выхода следует умножить на 20.

Выводы:Пока ничего существенного не произошло. Просто отметим для себя некоторые эффекты. 🙂Здесь же, думаю, будет справедливым отметить, что есть, по крайней мере, еще один человек — некий Сергей А, экспериментирующий с такой же системой. Клянусь, до этой идеи мы дошли совершенно независимо :). На сколько далеко прошли его исследования, мне не известно, я с ним не связывался. Но он также отмечал подобные эффекты.Эксперимент №2 (19.08.2004)Модуляторные катушки разъединены и подключены к двум каналам генератора, причем подключены встречно, т.е. поочередно создается магнитный поток в кольце в разных направлениях. Индуктивности катушек даны выше в параметрах ТЭГа. Замеры велись как и в предыдущем эксперименте. Нагрузка на коллекторе отсутствует.Ниже на осциллограммах представлены напряжение на одной из обмоток модулятора и ток через модулятор (слева) и также напряжение на модуляторной обмотке и напряжение на выходе коллектора (справа) приразной длительности импульсов. Я пока не стану указывать амплитуды и временные характеристики, во-первых, я их не все сохранил, а во-вторых, это пока не важно, пока попытаемся качественно отследить поведение системы.

Скважность заполнения импульсов на канале около 11%, т.е. общая — 22%.

Скважность заполнения импульсов на канале 17,5%, общая — 35%.

Поясню картинку напряжения на модуляторе (верхний луч). Напряжение измерялось относительно плюса питания. Начальная полочка — это есть включение модулятора, далее обратный всплеск при снятии напряжения и возбуждение осцилляций из-за паразитных емкостей ключа. Снова всплеск, но спадающий — это работает второй модулятор. Еще раз обращу внимание, что второй модулятор включен «встречно». Следующая полочка — отключение второго модулятора и снова осцилляции. Второй луч на левыхрисунках — это ток через модуляторы. Ток измерялся путем снятия напряжения с низкоомного резистора, включенного последовательно с ключами, т.е. потенциал на выводе 16 TL494 (см. схему генератора). Нарисунках справа второй луч — напряжение на выходе коллектора в тех же режимах.На первой серии осциллограмм видно, что при определенном токе модулятора напряжение на выходе коллектора достигает максимума — это промежуточный момент перед переходом сердечника в насыщение, его магнитная проницаемость начинает падать. В этот момент происходит отключение модулятора и магнитное поле восстанавливается в коллекторной катушке, что сопровождается отрицательным броском навыходе. На следующей серии осциллограмм длительность импульса увеличена, и сердечник доходит до полного насыщения — изменение магнитного потока прекращается и напряжение на выходе равно нулю (спадв положительной области). Далее снова следует обратный выброс при отключении обмотки модулятора.Теперь попытаемся исключить из системы магниты, сохранив режим работы.

Удален один магнит.

Удалены оба магнита.

При удалении одного магнита, амплитуда выхода снизилась почти в 2 раза. Заметим так же, что снизилась частота осцилляций, поскольку увеличилась индуктивность модуляторов. При удалении второго магнита,сигнала на выходе нет.Выводы:Похоже, идея, в том виде как она была заложена, работает.Эксперимент №3 (19.08.2004)Модуляторные катушки вновь соединены последовательно, как в 1-ом эксперименте. Встречное последовательное соединение абсолютно никакого эффекта не дает. Ничего другого я и не ожидал :). Соединены как положено. Проверяется работа, как в холостом режиме, так и с нагрузкой. Ниже на осциллограммах показаны ток модулятора (верхний луч) и напряжение выхода (нижний луч) при различных длительностях импульса на модуляторе. Здесь и далее я решил привязываться к току модуляторов,как к наиболее подходящему в роли опорного сигнала. Осциллограммы снимались относительно общего провода. Первые 3 рисунка — в холостом режиме, последний — с нагрузкой.

Рисунки слева направо и сверху вниз: 1) малая длительность импульса, 2) увеличение длительности с подходом к области насыщения, 3) оптимальная длительность, полное насыщение и максимальное выходноенапряжение (при холостом ходе), 4) последний режим работы, но с подключенной нагрузкой.Нагрузкой служила лампа накаливания 6,3 В, 0,22 А. Свечением этоконечно назвать нельзя… 🙂

Замеры мощности в нагрузке не проводились, интересно другое:

Потребление с отключенной нагрузкой 127,2 мА.

Потребление с подключенной нагрузкой 126,8 мА.

Выводы:Не знаю, что и думать… Потребление снизилось на 0,3%. Сам генератор без ТЭГа потребляет 18,5 мА. Возможно, нагрузка косвенно через изменение распределения магнитного поля повлияла на индуктивностьмодуляторов. Хотя, если сравнить осциллограммы тока через модулятор в холостом режиме и с нагрузкой (например, при листании туда-сюда в ACDSee), то можно заметить слабый завал верхушки пика при работе снагрузкой. Увеличение же индуктивности привело бы к уменьшению ширины пика. Хотя все это очень призрачно…Эксперимент №4 (20.08.2004)Поставлена цель: получить максимальный выход на том что есть. В прошлом эксперименте уперся в предел частоты, на которой обеспечивалась оптимальная длительность импульса при максимально возможном уровне заполнения импульса ~45% (скважность минимальна). Так что необходимо было уменьшить индуктивность модуляторной обмотки (ранее были соединены две последовательно), однако в этом случаепридется увеличить ток. Так что теперь модуляторные катушки подключены раздельно к обоим выходам генератора, как во 2-м эксперименте, однако в этот раз они включены в одном направлении (как указано напринципиальной схеме генератора). Осциллограммы при этом изменились (снимались относительно общего провода). Выглядят гораздо приятнее :). Кроме того, мы теперь имеем две обмотки, которые работают поочередно. Значит при той же максимальной длительности импульса мы можем удвоить частоту (для данной схемы).Выбран определенный режим работы генератора по максимальной яркости лампы на выходе. Итак, как обычно, сразу перейдем к рисункам…

Верхний луч — ток модулятора. Нижний слева — напряжение на одном из модуляторов, справа — управляющий импульс этого же канала с выхода TL494.

Здесь слева явно видим повышение напряжения на обмотке модулятора в период работы второго (второй полупериод, логический «0» на правой осциллограмме). Выбросы при отключении модулятора в 60 вольт ограничиваются диодами, входящими в состав полевых ключей.

Верхний луч — ток модулятора. Нижний слева — напряжение выхода с нагрузкой, справа — напряжение выхода на холостом ходу.

Нагрузка — все та же лампа 6,3 В, 0,22 А. И снова повторяется картина с потреблением…

Потребление с отключенной нагрузкой 0,62 А.

Потребление с подключенной нагрузкой 0,61 А.

Снова имеем снижение потребления при подключенной к коллектору нагрузке. Измерения конечно на пороге точности прибора, но, тем не менее, повторяемость 100%. Мощность в нагрузке составила около 156мВт. На входе — 9,15 Вт. А про «вечный двигатель» пока никто и не говорил 🙂Здесь можно полюбоваться на горящую лампочку:

Выводы:Эффект налицо. Что мы сможем от этого получить — время покажет. На что следует обратить внимание? Первое, увеличить количество витков коллектора, возможно, добавив еще пару колец, а лучше бы подобратьоптимальные размеры магнитопровода. Кто бы занялся расчетами? 😉 Возможно, имеет смысл увеличить магнитную проницаемость магнитопровода. Это должно увеличить разность напряженностей магнитного поля внутри и снаружи катушки. Одновременно снизить бы индуктивность модулятора. Думалось также, что нужны зазоры между кольцом и магнитом, чтобы, скажем так, было место для изгибания магнитных линий при смене свойств среды — магнитной проницаемости. Однако на практике это приводит только к спаду напряжения на выходе. В настоящий момент зазоры определяются 3 слоями изоленты и толщиной модуляторной обмотки, на глаз это максимум по 1,5 мм с каждой стороны.Эксперимент №4.1 (21.08.2004)Предыдущие эксперименты проводились на работе. Принес блок управления и «трансформатор» домой. Такой же набор магнитов у меня давно валялся и дома. Собрал. С удивлением обнаружил, что могу поднять еще частоту. Видимо мои «домашние» магниты были чуть посильнее, вследствие чего индуктивность модуляторов снизилась. Радиаторы уже грелись сильнее, однако ток потребления схемы составил 0,56 А и 0,55 А без нагрузки и с нагрузкой соответственно, при том же питании 15 В. Возможно, имел место сквозной ток через ключи. В данной схеме на высокой частоте такое не исключено. На выход подключил галогенную лампочку на 2,5 В, 0,3А. В нагрузке получил 1,3 В, 200 мА. Итого вход 8,25 Вт, выход 0,26 Вт — КПД 3,15%. Но заметьте, опять же без ожидаемого традиционного влияния на источник !Эксперимент №5 (26.08.2004)Собран новый преобразователь (версия 1.2) на кольце с большей проницаемостью — М10000НМ, размеры те же: O40хO25х11 мм. К сожалению, кольцо было только одно. Чтобы уместить больше витков на коллекторной обмотке, провод взят потоньше. Итого: коллектор 160 витков проводом O 0,3 и так же два модулятора по 235 витков, так же проводом O 0,3. А так же найден новый блок питания аж до 100 В и током до 1,2 А. Напряжение питания тоже может сыграть роль, поскольку оно обеспечивает скорость нарастания тока через модулятор, а тот, в свою очередь, скорость изменения магнитного потока, что напрямую связано с амплитудой выходного напряжения.Пока нечем измерить индуктивности и запечатлеть картинки. Поэтому без излишеств изложу голые цифры. Было проведено несколько измерений при разных напряжениях питания и режимах работы генератора. Ниже приведены некоторые из них.без выхода в полное насыщение\

Вход: 20 В x 0,3 А = 6 ВтВыход: 9 В x 24 мА = 0,216 ВтКПД: 3,6 %

Вход: 10 В x 0,6 А = 6 ВтВыход: 9 В x 24 мА = 0,216 ВтКПД: 3,6 %Вход: 15 В x 0,5 А = 7,5 ВтВыход: 11 В x 29 мА = 0,32 ВтКПД: 4,2 %с полным насыщением

Вход: 15 В x 1,2 А = 18 ВтВыход: 16 В x 35 мА = 0,56 ВтКПД: 3,1 %Выводы:Оказалось, что в режиме полного насыщения, идет спад КПД, поскольку резко возрастает ток модулятора. Оптимального режима работы (по КПД) удалось достичь при напряжении питания 15 В. Влияния нагрузки на источник питания не обнаружено. Для приведенного 3-го примера с КПД 4,2, ток схемы с подключенной с нагрузкой должен увеличиваться примерно на 20 мА, но повышения так же не зафиксировано.Эксперимент №6 (2.09.2004)Убрана часть витков модулятора с целью повышения частоты и уменьшения зазоров между кольцом и магнитом. Теперь имеем две обмотки модулятора по 118 витков, намотанных в один слой. Коллектор оставлен без изменений — 160 витков. Кроме того, измерены электрические характеристики нового преобразователя.

Модулятор ТЭГа (версия 1.21)

Параметры ТЭГа (версия 1.21), измерено мультиметром MY-81:сопротивления обмоток:коллектора — 8,9 Оммодуляторов — по 1,5 Оминдуктивности обмоток без магнитов:коллектора — 3,37 мГнмодуляторов — по 133,4 мГнпоследовательно соединенных модуляторов — 514 мГниндуктивности обмоток с установленными магнитами:коллектора — 3,36 мГнмодуляторов — по 89,3 мГнпоследовательно соединенных модуляторов — 357 мГнНиже представляю результаты двух измерений работы ТЭГа в разных режимах. При более высоком напряжении питания частота модуляции выше. В обоих случаях модуляторы соединены последовательно.

Вход: 15 В x 0,55 А = 8,25 ВтВыход: 1,88 В x 123 мА = 0,231 ВтКПД: 2,8 %

Вход: 19,4 В x 0,81 А = 15,714 ВтВыход: 3,35 В x 176 мА = 0,59 ВтКПД: 3,75 %Выводы:Первое и самое печальное. После внесения изменений в модулятор, зафиксировано увеличение потребления при работе с новым преобразователем. Во втором случае потребление возросло примерно на 30 мА. Т.е. без нагрузки потребление составляло 0,78 А, с нагрузкой — 0,81 А. Помножаем на питающие 19,4 В и получим 0,582 Вт — ту самую мощность, что сняли с выхода. Однако я повторюсь со всей ответственностью, что раньше такого не наблюдалось. При подключении нагрузки в данном случае явно прослеживается более крутое нарастание тока через модулятор, что является следствием уменьшения индуктивности модулятора. С чем это связано, пока не известно.И еще ложка дегтя. Боюсь, в данной конфигурации не удастся получить КПД более 5% из-за слабого перекрытия магнитного поля. Другими словами, насыщая сердечник, мы ослабляем поле внутри коллекторной катушки лишь в области прохождения этого самого сердечника. Но магнитные линии идущие из центра магнита через центр катушки ничем не перекрываются. Более того, часть магнитных линий «вытесненных» из сердечника при его насыщении также обходит последний с внутренней стороны кольца. Т.е. таким образом модулируется лишь малая часть магнитного потока ПМ. Необходимо изменить геометрию всей системы. Возможно, следует ожидать некоторого прироста КПД, используя кольцевые магниты от динамиков. Так же не отпускает мысль о работе модуляторов в режиме резонанса. Однако в условиях насыщения сердечника и, соответственно, постоянно меняющейся индуктивности модуляторов это сделать весьма не просто.Исследования продолжаются…Если хотите обсудить, заходите на «увлеченный форум», — мой ник Armer.Или пишите на [email protected], но думаю, лучше в форум.

х х хDragons’ Lord : Во первых, огромное спасибо Armer’у за то, что предоставил отчёт о проведённых экспериментах с великолепными иллюстрациями. Думаю, скоро нас ожидают новые работы Владислава. А пока я выскажу свои мысли на счёт этого проекта и его возможного пути усовершенствования. Предлагаю изменить схему генератора следующим образом:

Схемотехника нового TEG’а (предложение).

Вместо плоских внешних магнитов (плит) предлагается использовать кольцевые магниты. Причём, внутренний диаметр магнита должен быть приблизительно равным аналогичному диаметру кольца магнитопровода, а внешний диаметр магнита больше, чем внешний диаметр кольца магнитопровода.В чём проблема низкого КПД ? Проблема в том, что магнитные линии, вытесняемые из магнитопровода по-прежнему пересекают площадь витков вторичной обмотки (отжимаются и концентрируются в центральной области). Указанное соотношение колец создаёт асимметричность и принуждает большую часть магнитных линий, при насыщенном до предела центральном магнитопроводе, огибать его по ВНЕШНЕМУ пространству. Во внутренней области магнитных линий будет меньше, чем в базовом варианте. Вообще-то, эту «болезнь» полностью излечить нельзя, по прежнему используя кольца. Как поднять общий КПД сказано ниже.Также предлагается использовать дополнительный внешний магнитопровод, который концентрирует силовыелинии в рабочей области устройства, делая его мощнее (здесь важно не переборщить, т.к. используем идею с полным насыщением центрального сердечника). Конструктивно, внешний магнитопровод представляет собой точённые ферромагнитные детали осесимметричной геометрии (что-то наподобие трубы с фланцами). Горизонтальную линию разъёма верхней и нижней «чашек» вы видите на картинке. Либо, это могут быть дискретные независимые магнитопроводы (скобы).Далее стоит подумать над усовершенствованием процесса с «электрической» точки зрения. Понятно, — первое, что нужно сделать, это раскачать первичную цепь в резонанс. Ведь у нас отсутствует вредное обратное влияние со вторичной цепи. Предлагается использовать резонанс ТОКА по понятным причинам (ведь цель, — насытить сердечник). Второе замечание, быть может, не такое очевидное на первый взгляд. Предлагается в качестве вторичной обмотки использовать не стандартную соленоидную намотку катушки, а сделать несколько плоских бифилярных катушек Тесла и поместить их на внешнем диаметре магнитопровода «слоённым пирожком», соединив последовательно. Чтобы вообще убрать существующее минимальное взаимодействие друг с другом в осевом направлении соседних бифилярных катушек, — нужно соединить их так же ЧЕРЕЗ ОДНУ, вернувшись с последней на вторую (повторное использование смысла бифилярки).Таким образом, за счёт максимальной разницы потенциала в двух соседних витках запасённая энергия вторичной цепи будет максимально возможная, что на порядок превосходит вариант с обычным соленоидом.Как видно из схемы, в виду того, что «пирожок» из бифилярок имеет довольно приличную протяжённость вгоризонтальном направлении, — предлагается мотать первичку не поверху вторички, а под ней. Непосредственно на магнитопровод.Как я уже сказал, используя кольца, невозможно превозмочь определённый предел КПД. И уверяю, что сверхеденичностью там и не пахнет. Вытесненные из центрального магнитопровода магнитные линии будутогибать его вдоль самой поверхности (по кратчайшему пути), тем самым, по прежнему пересекая площадь,ограниченную витками вторички. Анализ конструкции принуждает отказаться от текущей схемотехники. Нужен центральный магнитопровод БЕЗ отверстия. Взглянем на следующую схему:

Более совершенная схемотехника нового TEG’а.

Основной магнитопровод набирается из отдельных пластин или стержней прямоугольного сечения, ипредставляет из себя параллелепипед. Первичка кладётся непосредственно на него. Её ось горизонтальнаи по схеме смотрит на нас. Вторичка, по-прежнему «слоённый пирожок» из бифилярок Тесла. Теперьзаметим, что мы ввели дополнительный (вторичный) магнитопровод, представляющий из себя «чашки» сотверстиями в их донцах. Зазор между краем отверстия и основным центральным магнитопроводом (первичной катушкой) должен быть минимален, для того, чтобы эффективно перехватывать вытесненные магнитные линии и оттягивать их на себя, не давая им проходить сквозь бифиляры. Конечно, следует заметить, что магнитная проницаемость центрального магнитопровода должна быть на порядок выше, чемвспомогательного. Например: центрального параллелепипеда — 10000, «чашек» — 1000. В нормальном (не насыщенном) состоянии центральный сердечник, за счёт своей большей магнитной проницаемости, будет втягивать магнитные линии в себя.А теперь самое интересное 😉 . Внимательно приглядимся, — что же мы получили ?… А получили мы самый обычный MEG, только в «недоделанном» варианте. Другими словами, я хочу сказать, что классическоеисполнение генератора MEG v.4.0 в пару раз обгоняет нашу лучшую схему, в виду его возможности перераспределяя магнитные линии (качая «качели») снимать полезную энергию на всём цикле своей работы.Причём, с обоих плеч магнитопровода. В нашем же случае имеем одноплечую конструкцию. Половину возможного КПД просто не используем.Выражаю надежду, что Владислав в самое ближайшее время проведёт эксперименты над MEG v.4.0, темболее, что таковая машинка (в исполнении v.3.0) у него уже имеется ;). И конечно, нужно обязательноиспользовать резонанс тока на первичных управляющих катушках, установленных не непосредственно на плечах магнитопровода, а на ферритовых вставках-пластинах, перпендикулярно таковому (в разрыв магнитопровода). Отчёт, по поступлению ко мне, я сразу же сверстаю и предоставлю нашим читателям.

«Новосибирский генератор TEG»

Владислав АРМБРИСТЕР

Источник

www.glubinnaya.info

Как из магнита и многожильной проволоки собрать генератор энергии.

Чтобы собрать бестопливный источник энергии и сделать вечный фонарик, нам понадобиться кусок провода от проводки и магнит.

Вот как выглядит в итоге БТГ

Чтобы собрать более мощные БТГ, для квартиры, дома, дачи, вступайте в сообщество энтузиастов и получите доступ к сборникам инструкций по сборке.

Начинаем собирать. Берем провод

Берем магнит

Светодиодную лампу на 12 вольт

Начинаем наматывать провод на магнит

С одной стороны в виде катушки

Вот что будет в результате:

Зачищаем края провода

В результате:

Самый волнительный момент, подносим провода к контактам лампы

И лампочка гори!

Положим контакты к контактам

И лампа горит.

Что вы скажете об этом?

Что вы думаете о этой сборке?

Можете ли вы собрать подобное или делали уже это?

Напишите свои комментарии в форме ниже.

Помните!

Получить Доступ к Сообществу

Facebook

Twitter

Мой мир

Вконтакте

Одноклассники

Google+

freeteslaenergy.ru

Как 3 магнита и кусок проволоки, превратить в вечный источник энергии? Смотрим.

Хотите собрать вечный фонарик? Готовы использовать «холодный ток» получая его из простейшей катушки с тремя магнитами?

Вот что у вас может получиться:

Смотрите подробную инструкцию.

Как собрать бестопливный генератор энергии, из магнитов и проволоки.

Для начала возьмём:

Три магнита разного диаметра
Кусок медной проволоки
Лампу светодиодную

Три магнита разного диаметра

Кусок медной проволоки

Начинаем пронизывать проволокой магниты, для обмотки катушки

Плоскогубцами помогаем себе гнуть проволоку

ровненький чтобы был провод

первый виток готов, продолжаем

Начинаем второй виток…

продолжаем делать катушку

Почти готово

вот что в итоге получается

Берем светодиодную лампу

и…

Лампа горит!

Готовы повторить этот эксперимент?

Верите что это правда?

Как считаете есть ли здесь обман?

пишите свой комментарий на странице ниже:

Помните!

Получить Доступ к Сообществу

Напишите ниже на этой странице, о своем опыте, что вы об этом думаете…

Facebook

Twitter

Мой мир

Вконтакте

Одноклассники

Google+

freeteslaenergy.ru

Найдете 2 магнита? Соберите вечный фонарик! Инструкция:

Бесплатное электричество из двух магнитов и куска проволоки. Вы сможете собрать эту модель БТГ своими руками. Свободная энергия доступна в каждом доме, соберите свой фонарик. Или устройство посерьёзнее…

Вот что будет в результате сборки:

Вот что понадобится для сборки генератора:

Два круглых магнита (из старых колонок например)
Диод — можно автомобильный как в примере или другой
Три куска проволоки (можно разные цвета для удобства)
Светодиодная лампочка
А также клей, паяльник, эта инструкция.

Приготовимся к сборке.

Возьмем 2 магнита

Найдите такой диод, или возьмите подобный

1. Намотаем на один магнит целый кусок проволоки:

Намотав катушку, фиксируем провода клеем

вот как должно получиться

2. Обматываем второй магнит двумя, меньшими кусками

сначала один

потом его фиксируем клеем

Наматываем второй провод

фиксируем клеем

Вот что должно получиться: 2 магнита в катушках

крепим их на платформу

3. Берем диод. посмотрите на разметку

Крепим диод к платформе

подрезаем и зачищаем провода

4. Припаиваем провода к диоду. Схема видна на фото

еще один провод

теперь еще один

Вот как должно быть собрано:

5. Готовим лампу к сборке.

Припаиваем провода.

зачистив делаем припой

припаиваем проводок

второй закрепим без припоя, просто вставив

вытащите клемо и вставьте провод

зажмите вместе с проводом

6. Начинаем собирать весь БТГ (вечный фонарик) и получать электричество бесплатно:

Скручиваем первый провод лампы

берем второй…

и… лампочка гори!!!

скручиваем второй контакт, а лампа уже светит

вот он бесплатный источник энергии!

Пользуемся..

Готовы повторить этот эксперимент?

Верите что это правда?

Как считаете есть ли здесь обман?

пишите свой комментарий на странице ниже:

Помните!

Получить Доступ к Сообществу

Напишите ниже на этой странице, о своем опыте, что вы об этом думаете…

Facebook

Twitter

Мой мир

Вконтакте

Одноклассники

Google+

freeteslaenergy.ru

Как Фарадей запряг электричество в работу – Наука – Коммерсантъ

В ходе экспериментов Фарадей создал устройство, которое сейчас называется трансформатором, а затем первую в мире динамо-машину. Фарадей подвел под открытые им явления теоретическую базу, сформулировав закон электромагнитной индукции о превращении механической работы в электрический ток.

К XIX веку ученые довольно хорошо изучили законы электричества, вызванного трением, и даже открыли новый, химический источник электроэнергии — аккумулятор. Но для полезной работы, отличной от притягивания и отталкивания пушинок в электрическом поле и создания искусственной молнии (вольтовой дуги), эти источники тока были слишком слабые. Потом эту науку об электричестве назовут электростатикой, подчеркивая ее названием отсутствие в ней полезного движения.

Откуда взять ток в неограниченном количестве, было понятно. Если электричество можно превратить в магнетизм (обмотанный проволокой кусок железа при подаче тока в обмотку становился магнитом), то надо было лишь произвести обратное действие: превратить магнетизм в электричество. До Фарадея эту цель ставили себе многие ученые, но в цепочке их действий был логический пробел.

Все видели, что вблизи проводника с током магнитная стрелка в приходит в движение. Как раз движение они пропускали в своих рассуждениях об обратной связи магнетизма с электричеством, пытаясь вызвать ток в проводнике в поле неподвижного магнита. Стоило всего лишь подвигать магнит, и в проводке потек бы ток. Но задним умом любой крепок. Гениальность же Фарадея заключалась в том, что он тоже не предпринимал попыток подвигать магнитом, но после опыта 29 августа 1931 года понял, почему это надо сделать.

Намотав две изолированные друг от друга обмотки на железный бублик (сделав первый в мире трансформатор) он подавал ток в одну и видел, что при включении и выключении в ней тока магнитная стрелка вблизи проводов, отведенных от второй обмотки, дергается. Только при включении и выключении! Когда магнитное поле движется — растет или падает. Он подвигал магнитом внутри обмотки из проводов, и в ней потек ток. Так было открыто явление электромагнитной индукции.

В следующих опытах Фарадей крутил в поле магнита медный круг со скользящими по нему проволочками-токосъемниками — в цепи потек ток. Это был первый электрогенератор, остальное было делом техники. Спустя полвека были построены первые электростанции и в домах людей зажглись первые электрические лампочки.

Сергей Петухов

Медь и электричество — как производить электричество от движения

Что такое генератор?
Ветряная турбина включает генератор для выработки электроэнергии. Ветер заставляет его вращаться. В свою очередь, турбина вращает генератор; внутри генератора находится катушка с проволокой, которая вращается в магнитном поле. Если повернуть катушку, в катушке появится напряжение. Напряжение может управлять током по кабелям национальной сети, чтобы осветить наши дома.

(С любезного разрешения «Новости альтернативной энергетики».)

Компоненты ветряной турбины.

Генераторы на электростанции похожи, но намного больше. Они способны производить многие мегаватты энергии.

Генератор немного похож на двигатель заднего хода. Приводим в движение и вынимаем электрический ток.

Это пример электромагнитной индукции — в катушке возникает напряжение, когда она движется в магнитном поле.

Внутри генератора
Внутренняя часть простого генератора очень похожа на внутреннюю часть простого электродвигателя.Есть катушка, которая может свободно вращаться между двумя магнитами. Магниты связаны стальным каркасом, а катушка соединяется с проводами с помощью щеток. Однако вместо коммутатора в генераторе используются контактные кольца. Таким образом, контакты не меняются местами — каждая щетка поддерживает контакт с одним концом катушки на протяжении всего цикла.

Напряжение индуцируется, когда катушка вращается в магнитном поле. Смотрите видео ниже.

Простая анимация генерации постоянного тока. (Любезно предоставлено Стивеном Карпентером.)

Уведомление:

положение катушки, когда наведенное напряжение достигает максимального значения.
изменение направления тока во время цикла.

Что заставляет генератор работать?
Генератор вырабатывает напряжение. Он подает ток, когда мы подключаем его к нагрузке (например, к лампочке). Ток загорается лампочкой. Однако это также затрудняет вращение генератора.

Мы должны усерднее работать, чтобы генератор продолжал вращаться после получения тока.Чем больше тока мы берем от генератора, тем труднее его крутить.

В этом есть смысл: мы ничего не получаем даром. Как только мы заставим генератор работать за нас, мы должны вложить в него больше работы. И чем больше у нас работы, тем больше работы мы должны вложить. Если бы это было не так, мы бы получали что-то бесплатно. А это противоречило бы идеям сохранения энергии.

Есть веская физическая причина, по которой становится труднее повернуть генератор, когда он выдает ток: он начинает вести себя как двигатель.В катушках течет ток. Следовательно, на катушки действует сила — как если бы это был двигатель. И эта сила будет противодействовать движению генератора и затруднять его вращение. Это физическое происхождение закона Ленца. Сила наведенного тока противостоит силе, которую вы прикладываете, чтобы заставить ток течь.

Работа включена, электричество отключено
Когда вы крутите педали на велосипеде, становится немного сложнее, когда динамо-машина работает для включения света. Дело не только в увеличении трения.Вы должны сделать так, чтобы динамо-машина снабжала свет электричеством. И чем больше тока потребляет лампа, тем сложнее крутить педали.

Всякий раз, когда мы получаем ток от генератора или динамо-машины, должна быть какая-то механическая движущая сила:

Велосипедист крутил педали, чтобы включить динамо-машину (используя химическую энергию из пищи).
Ветер вращает турбину; ветер стихает.
Движущийся пар на тепловой электростанции вращает турбины, которые вращают генераторы (мы должны сжигать больше топлива, чтобы произвести больше пара).

В каждом случае мы ничего не получаем даром. Чтобы подать электрический ток, нам нужно выполнять механическую работу.

Велосипедное динамо-машина генерирует напряжение для зажигания лампы. Чем больше сила тока, тем труднее крутить педали.

Что такое индукция?

Создание напряжения
Мы можем индуцировать напряжение в проводе с помощью магнитного поля. Нам нужно заставить проволоку двигаться по полю.Мы называем напряжение наведенной ЭДС (электродвижущей силой). Чем быстрее проводник движется через поле, тем больше наведенная ЭДС. Это закон Фарадея.

Если мы переместим провод в другую сторону, то направление ЭДС изменится на противоположное.

ЭДС упадет до нуля, если на проводе:

останавливается или
находится вне магнитного поля.

Проволоку необходимо прорезать линии потока, чтобы вызвать ЭДС.

Создание напряжения в проводе, проходящем через магнитное поле.

Чем быстрее проводник движется через поле, тем больше наведенная ЭДС.

При перемещении провода в противоположном направлении направление ЭДС меняется на противоположное.

ЭДС падает до нуля, если провод перестает двигаться или выходит за пределы магнитного поля.

Мы получаем наибольшее индуцированное напряжение, когда эти три величины расположены под прямым углом друг к другу:

движение кондуктора.
магнитное поле Б.
провод (а значит, и наведенная ЭДС).

Почему у нас напряжение?
Представьте, что несколько свободных электронов (или пучок электронов) выстреливают в магнитное поле. На электроны будет действовать сила. Электроны имеют отрицательный заряд. Это означает, что, хотя электроны движутся слева направо, они подобны току, текущему справа налево.

Мы можем использовать правило мотора левой руки Флеминга, чтобы определить направление силы.Это вниз. Таким образом, электроны выталкиваются вниз.

Кусок медной проволоки также содержит свободные электроны (A). Поэтому, когда проволока движется в поле, электроны выталкиваются вниз (B). Это оставляет чистый положительный заряд в верхней части провода. Следовательно, заряд разделяется в проводе, создавая напряжение (C). Верх стал более позитивным, а нижний — более негативным.

(А)

(В)

(К)

В каком направлении находится сила?
Эта ЭДС подобна ЭДС клетки.Он может управлять током по цепи. Если к проводу прикрепить нагрузку, то будет течь ток. Мы называем это индуцированным током. Однако, как только мы снимаем ток с провода, провод ощущает силу (провод, несущий ток в магнитном поле, ощущает силу).

Мы можем использовать правило моторики левой руки Флеминга, чтобы определить направление силы. В данном случае это вниз.

Другими словами, сила будет противодействовать движению проволоки.Проволока замедлится. Если мы хотим, чтобы он продолжал двигаться, нам нужно его подтолкнуть.

Если мы возьмем из провода больший ток, нам придется протолкнуть его сильнее. Чем больше ток, который мы получаем от наведенной ЭДС, тем больше работы мы должны приложить.

В этом есть смысл: мы ничего не получаем даром. Когда мы берем больший ток, мы заставляем наведенную ЭДС выполнять за нас больше работы с электричеством. Следовательно, мы должны приложить больше механических усилий. Это сохранение энергии.

Закон Ленца
Когда мы начинаем получать ток из индуцированного напряжения, на провод действует сила. Мы уже видели, что сила будет замедлять провод или затруднять его удержание. Это выражено в законе Ленца:

«Индуцированный ток течет таким образом, чтобы противодействовать движению, которое его вызвало».

Закон Ленца основан на идее сохранения энергии. Если бы индуцированный ток не протекал таким образом, мы могли бы получить что-то бесплатно.

Индукция в катушках

Наведение тока
Представьте себе магнит возле катушки с медной проволокой. Катушка подключена к чувствительному амперметру. Когда магнит неподвижен, в катушке нет тока. Однако, если мы подвинем магнит к катушке, амперметр сдвинется вправо. Теперь давайте вытащим магнит. Катушка щелкнет влево.

Это показывает, что мы индуцировали ток в катушке — но только во время движения магнита. Направление тока зависело от направления движения.

Чтобы получить длительный ток от катушки, мы должны постоянно вталкивать магнит внутрь и вытягивать его. Это заставит ток двигаться вперед и назад. Другими словами, мы создали переменный ток.

Но как мы можем определить, в каком направлении будет течь ток? Используя закон Ленца.

Закон Ленца и катушки
Когда мы индуцируем ток в катушке, она становится электромагнитом. Один конец катушки — это северный полюс, а другой конец — южный полюс.

Когда северный полюс нашего магнита движется к левому концу катушки, индуцированный ток течет против часовой стрелки (если смотреть на левый конец). Это превращает левый конец катушки в северный полюс. И этот северный полюс пытается отразить входящий северный полюс магнита.

Итак, индуцированный ток противодействует движению, которое его вызвало (из закона Ленца).

Когда мы вытаскиваем магнит, левый конец катушки становится южным полюсом (чтобы попытаться удержать магнит).Следовательно, индуцированный ток должен течь по часовой стрелке.

Поддержание тока
Мы можем установить магнит на коленчатый вал и повернуть ручку, чтобы получился простой генератор.

Как всегда, мы должны продолжать вращать магнит, чтобы преодолеть противодействующую силу, создаваемую индуцированным током. Т.е. мы должны выполнять механическую работу, чтобы получить электроэнергию.

В некоторых генераторах используется магнит, перемещающийся рядом с катушкой. Другие используют движущуюся катушку в магнитном поле.Хотя движется катушка, это работает по тому же принципу — магнитное поле движется относительно катушки.

Еще раз о движущихся катушках
Теперь мы можем понять, почему мы получаем индуцированное напряжение в движущейся катушке. Есть два взгляда на это.

Провода на стороне катушки прорезают линии магнитного потока.
: катушка продвигается к северному полюсу, затем к южному полюсу и так далее.

Флюс и плотность потока

Наведение тока
Мы видели, что мы можем вызвать ЭДС, изменяя величину магнитного поля в цепи.Мы можем сделать это, пропуская провод через магнитное поле или перемещая магнит рядом с катушкой. Но что мы подразумеваем под величиной магнитного поля?

Магнитный поток
Представьте себе провод, движущийся в магнитном поле. Мы представляем магнитное поле с помощью силовых линий магнитного поля. По мере того, как провод движется по полю, он прорезает силовые линии. Количество силовых линий, перерезаемых проволокой, называется магнитным потоком. Это связано с площадью магнитного поля, через которое проходит провод, и силой магнитного поля (плотностью магнитного потока).

Мы можем увеличить поток, перемещая провод быстрее или увеличивая напряженность магнитного поля. Это похоже на приближение магнита к катушке в предыдущем примере.

Таким образом, поток в цепи изменяется независимо от того, мы ли:

переместите провод в устойчивом поле, или
изменить поле.

И в каждом случае мы получаем наведенную ЭДС.

Плотность магнитного потока
Вы можете думать о потоке как о количестве силовых линий.Иногда мы называем их линиями магнитного потока. Чем ближе друг к другу линии потока, тем сильнее поле. То есть напряженность поля представлена плотностью линий магнитного потока. Иногда мы называем напряженность магнитного поля B плотностью магнитного потока. И мы используем эту идею для определения потока:

Напряженность магнитного поля = плотность магнитного потока = поток на единицу площади

B = Φ / A
Φ = B A

Закон Фарадея
Мы видели, что чем быстрее мы перемещаем провод, тем большую ЭДС мы индуцируем.Фактически, мы обнаруживаем, что ЭДС (ε) пропорциональна скорости изменения потока. Итак, в простой схеме:

ε ∝ dΦ / dt

Это означает, что если мы удвоим скорость проволоки, поток в цепи увеличится в два раза быстрее. Следовательно, ЭДС в два раза больше.

Мы можем увеличить общий поток, соединяющий цепь, используя катушку, а не отдельный кусок провода. В этом случае ЭДС ε будет увеличиваться пропорционально количеству катушек N.Итак, мы получаем выражение для закона Фарадея:

ε = — N (dΦ / dt)

Обратите внимание на знак минус в уравнении. Это указывает на то, что наведенная ЭДС противодействует изменению потока, которое ее произвело.

Как преобразовать магнетизм в электричество — Электромагнитная индукция

При перемещении катушки поперек магнитного поля возникает ток (см. Изображение ниже). Это называется электромагнитной индукцией. Направление тока зависит от того, как движется катушка.Возникающий ток называется индуцированным током.

Электромагентный ток — это ключ к принципам работы трансформаторов, электродвигателей генератора и соленоидов. Майклу Фарадею обычно приписывают открытие индукции в 1831 году. Он сформулировал, что электродвижущая сила (ЭДС), возникающая вокруг замкнутого пути, пропорциональна скорости изменения магнитного потока любой поверхностью, ограниченной этим путем — (упростите это). . Это означает, что электрический ток будет индуцироваться в любой цепи при изменении магнитного потока через поверхность проводника.Это применимо независимо от того, изменяется ли само поле по длине или через него проходят проводники.

Генератор

Важным приложением электромагнитной индукции является генератор. Генератор — это устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую (см. Виды энергии). Генераторы на электростанциях отвечают за производство 99% (проверьте это) энергии, используемой в Соединенных Штатах. Простой генератор состоит из петли провода, расположенной между полюсами магнита.Петля прикреплена к стержню или оси, которая может вращаться. Когда проволочная петля вращается или прорезает силовые линии магнитного поля, индуцируется электрический ток. По мере того как проволочная петля продолжает вращаться, будет точка, в которой проволока будет параллельна силовым линиям магнитного поля. В этот момент ток не вырабатывается. Дальнейшее вращение перемещает петлю в положение, в котором силовые линии разрезаются в противоположном направлении. Это приведет к тому, что ток будет течь в противоположном направлении.Поскольку направление тока изменяется с каждым оборотом контура, ток называется переменным током (AC) —

Нужно несколько изображений на этой странице.

почему изменение переменного тока 120 раз в секунду?

Что такое трансформатор?

Трансформатор — это устройство, повышающее или понижающее напряжение переменного тока. Ток в одной катушке индуцирует ток в другой катушке.

Трансформатор состоит из двух катушек (одна катушка является первичной, а другая — вторичной), намотанных на металлический сердечник.(см. изображения —) Когда переменный ток проходит через первичную катушку и индуцируется магнитное поле, электромагнитная индукция вызывает ток во вторичной катушке. Если количество витков провода одинаково в обеих катушках, индуцированное напряжение во вторичной катушке будет одинаковым. Если количество витков во вторичной катушке больше, чем в первичной катушке, напряжение во вторичной катушке будет больше. Это пример повышающего трансформатора. Посмотрите, как работают трансформаторы

Как магниты используются для выработки электроэнергии?

Когда проводник помещается в изменяющееся магнитное поле, электроны в проводнике перемещаются, генерируя электрический ток.Магниты создают такие магнитные поля и могут использоваться в различных конфигурациях для выработки электроэнергии. В зависимости от типа используемого магнита вращающийся электрический генератор может иметь магниты, расположенные в разных местах, и может генерировать электричество по-разному. Большая часть используемой электроэнергии поступает от генераторов, которые используют магнитные поля для производства этого электричества.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Электрические генераторы вращают катушки проводов через магнитные поля, создаваемые постоянными или электрическими магнитами.Когда проводящие катушки движутся через магнитные поля, электроны в проводах движутся, создавая электрический ток.

Использование магнетизма для создания электричества

Хотя все большее количество электричества вырабатывается солнечными панелями и небольшое количество получается из батарей, большая часть электричества вырабатывается генераторами, которые используют магнитные поля для создания электричества. Эти генераторы состоят из катушек проволоки, которые либо вращаются под действием магнитных полей, либо неподвижны вокруг вала с вращающимися магнитами.В любом случае катушки с проволокой подвергаются воздействию изменяющихся магнитных полей, создаваемых магнитами.

Магниты могут быть постоянными или электрическими. Постоянные магниты в основном используются в небольших генераторах, и у них есть то преимущество, что они не нуждаются в источнике питания. Электромагниты бывают из железа или стали, намотанных проволокой. Когда электричество проходит через провод, металл становится магнитным и создает магнитное поле.

Катушки проводов генераторов являются проводниками, и когда электроны в проводах подвергаются воздействию изменяющихся магнитных полей, они перемещаются, создавая в проводах электрический ток.Провода соединяются вместе, и электричество в конечном итоге уходит с электростанции и направляется в дома и фабрики.

Попытка построить вечный магнитный генератор

Когда в генераторе используются постоянные магниты, вам просто нужно повернуть вал генератора, чтобы произвести электричество. После того, как эти генераторы были впервые разработаны, люди думали, что они могут заставить генератор приводить в действие двигатель, который затем вращал бы генератор. Они думали, что если двигатель и генератор будут точно согласованы, они смогут построить магнитный источник энергии, который будет работать вечно как вечный двигатель.

К сожалению, не сработало. Хотя такие генераторы и двигатели очень эффективны, они все же имеют электрические потери в сопротивлении проводов и трение в подшипниках вала. Даже когда люди, проводившие эксперименты, заставляли генератор-двигатель работать некоторое время, в конечном итоге он останавливался из-за потерь и трения.

Как работает типичный генератор электростанции

На крупных электростанциях установлены большие генераторы размером с комнату, которые вырабатывают электричество, используя магнитные поля из электрических магнитов.Обычно электромагниты устанавливаются на валу и подключаются к источнику электроэнергии. Когда включается электричество, электрические магниты создают мощные магнитные поля. Катушки с проволокой смонтированы вокруг вала. Когда вал с магнитами вращается, катушки с проволокой подвергаются воздействию изменяющихся магнитных полей, и в проводах генерируется электрический ток.

Можно использовать множество различных методов, чтобы валы генераторов вращались и производили электричество.В ветряных турбинах пропеллер вращает вал. На угольных и атомных электростанциях тепло от сжигания угля или ядерной реакции создает пар для запуска турбины, которая приводит в действие генератор. На электростанциях, работающих на природном газе, газовая турбина выполняет ту же работу. Электростанциям нужен источник энергии, который может заставить вращаться вал генератора, а затем магниты могут создавать магнитные поля, генерирующие электричество.

почему мы не используем магнитную энергию Земли для создания электричества?

Любопытные дети — серия для детей.Если у вас есть вопрос, на который вам нужен эксперт, отправьте его по адресу [email protected]. Вам также может понравиться подкаст «Представь это», совместное производство ABC KIDS listen и The Conversation, основанное на «Любопытных детях».

Почему мы не используем магнитную энергию, которую дает Земля, для создания электричества? — ученица 5-го класса естественных наук г-жи Браун Южной начальной школы Неэрим, Виктория.

Привет!

Сначала это звучит неплохо, но не очень практично.Прежде чем я объясню почему, позвольте мне сначала объяснить, как мы производим электричество, если кто-то, читающий это, еще не знает.

Электричество (скажем, «электрический ток») — это когда электрически заряженные частицы текут, как вода в трубе. Есть два вида электрических зарядов — положительный и отрицательный. Положительные заряды притягивают отрицательные заряды, но две частицы с одинаковым зарядом (как положительные, так и отрицательные) будут отталкиваться. Это означает, что они раздвигаются.

Другими словами, противоположности притягиваются.

Обычно электрический ток состоит из крошечных отрицательных зарядов, называемых «электронами», которые исходят от атомов.

Все, к чему вы можете прикоснуться, состоит из атомов. Каждый атом окружен облаком электронов, беспорядочно движущихся, как пчелы, вокруг улья, притягиваемых положительными зарядами в центре (или «ядре») атома.

Электрический ток обычно возникает, когда электроны покидают свои атомы и перетекают к другим атомам.

Читать далее: Любопытные дети: как и почему магниты слипаются?

Как создать электрический ток

Есть три основных способа производства электрического тока.

Первый — это батарейки. В батареях существует «электрохимическая реакция», которая заставляет электроны перемещаться от одного типа атома к другому с более сильным притяжением к электронам. Батарея предназначена для того, чтобы заставить эти электроны проходить через провод в ваши электронные устройства.

Второй способ — солнечные батареи. Световая энергия поглощается электронами в чем-то, что называется «полупроводниками» (обычно кремнием), что заставляет электроны двигаться, создавая электрический ток.

Но я думаю, вы спрашиваете о третьем способе, который обычно используется для генерации электрического тока для электрических розеток в вашем доме.

Прядение бухты проволоки в сильном магнитном поле

Третий способ — быстро провести электрический провод через магнитное поле. Вам нужно сделать это, потому что электроны в проводе не могут чувствовать магнитную силу, если они не движутся.

Чтобы получить ток, достаточный для всех, вы должны пропустить много провода через магнитное поле.Мы делаем это, быстро раскручивая катушку (содержащую множество петель из проволоки) в сильном магнитном поле.

Во время каждого поворота катушки электроны получают толчок от магнитного поля, перемещая их. Это создает электрический ток. На этой анимации S представляет собой «южный полюс» магнита, а N — «северный полюс». Анимация показывает только одну петлю из проволоки, вращающейся в магнитном поле. В реальном генераторе были бы сотни или даже тысячи петель.

Машины, которые это делают, называются генераторами.Вы можете вращать змеевик, используя падающую воду (это называется «гидроэлектричество»), пар (полученный из угля, нефти, газа, ядерной энергии или тепла от Солнца), ветряные турбины, использующие ветер, и так далее.

В большинстве генераторов каждый раз, когда катушка делает пол-оборота, электроны получают магнитный удар. В следующий пол-оборота они получают магнитный удар в обратном направлении. Это означает, что направление тока продолжает быстро меняться в течение многих циклов.

Электрический ток, меняющий направление, называют «переменным током» или сокращенно AC.Батареи вырабатывают ток, который движется только в одном направлении, называемом «постоянный ток» или сокращенно DC.

В генераторах мы не забираем энергию из магнитного поля. Энергия, переходящая в электрический ток, на самом деле исходит из энергии, используемой для вращения катушки. Ученые называют это «кинетической энергией».

Назад к магнитному полю Земли

Теперь (наконец!) Отвечу на ваш вопрос: почему бы нам не использовать магнитное поле Земли для выработки электричества?

Сила тока, производимого генератором, в основном зависит, по крайней мере, от трех вещей: 1) количества витков провода в катушке, 2) скорости вращения катушки и 3) силы магнитного поля.

Магнитное поле Земли очень слабое, поэтому от вашего генератора будет очень мало тока.

Насколько слаб? Вы когда-нибудь видели магниты из неодима, железа и бора в форме пуговиц, которые также называют «неомагнитами»? (Будьте осторожны, они действительно могут вас ущипнуть).

Эти магниты маленькие, но мощные. Flickr / brett jordan, CC BY

У них магнитные поля примерно в 6000 раз сильнее, чем магнитное поле Земли. Магнитные поля внутри электрических генераторов похожи на это.

Даже магниты на холодильник имеют магнитные поля примерно в 200 раз сильнее, чем у Земли.

Обновление: эта статья была обновлена 21 мая, чтобы включить ядерную энергию в список источников энергии.

Читать далее: Любопытные дети: почему с деревьев падают листья?

Здравствуйте, любопытные детки! У вас есть вопрос, на который вы хотите получить ответ от эксперта? Попросите кого-нибудь из взрослых отправить ваш вопрос на адрес curiouskids @ theconversation.edu.au

CC BY-ND

Сообщите нам свое имя, возраст и город, в котором вы живете. Мы не сможем ответить на все вопросы, но сделаем все возможное.

Создайте электромагнит — Science NetLinks

Введение

Если вы когда-либо играли с действительно мощным магнитом, вы, вероятно, заметили одну проблему. Вы должны быть довольно сильными, чтобы снова разделить магниты! Сегодня у нас есть много применений для мощных магнитов, но они не принесли бы нам никакой пользы, если бы мы не могли заставить их высвобождать объекты, которые они притягивают.В 1820 году датский физик Ганс Кристиан Эрстед обнаружил связь между электричеством и магнетизмом. Благодаря Эрстеду и некоторым другим, используя электричество, мы теперь можем делать огромные магниты. Мы также можем заставить их освободить свои объекты.

Электричество и магнетизм тесно связаны. Движение электронов вызывает оба, и каждый электрический ток имеет собственное магнитное поле. Эта магнитная сила в электричестве может быть использована для создания мощных электромагнитов, которые можно включать и выключать одним щелчком переключателя.Но как сделать электромагнит?

Просто намотав провод, по которому проходит электрический ток, вокруг гвоздя, можно сделать электромагнит. Когда электрический ток движется по проводу, он создает магнитное поле. Если вы намотаете провод по кругу, это усилит магнитную силу, но все равно будет довольно слабой. Помещение куска железа или стали внутри катушки делает магнит достаточно сильным, чтобы притягивать предметы. Силу электромагнита можно увеличить, увеличив количество витков проволоки вокруг железного сердечника и увеличив ток или напряжение.

Вы можете сделать временный магнит, поглаживая кусок железа или стали (например, иглу) вдоль постоянного магнита. Есть еще один способ изготовления временного магнита с помощью электричества, называемый электромагнитом. Давайте построим!

Вам понадобится:

Стальной или железный болт
24 дюйма изолированного провода
2 батареи типа D с держателями
Зажимы «крокодил» или лента для удержания проводов вместе
Скрепки или другие магнитные предметы
Журнал или газета для заметок и ответов на вопросы

Направление:

1.Оберните проволоку плотной ровной спиралью вокруг болта. Оставьте 3 или 4 дюйма проволоки свободными с каждого конца. Продолжайте наматывать проволоку, пока не дойдете до конца болта. На всем пути вверх и вниз по болту может быть до 3 или 4 слоев проволоки. Ваш электромагнит должен выглядеть примерно так:

2. Присоедините один конец провода к положительному (+) концу одной из батарей. Присоедините другой конец провода к отрицательному концу (-) аккумуляторной батареи.

3. Попробуйте подобрать электромагнитом одну из скрепок.Что происходит? Теперь отсоедините один из проводов от аккумулятора. Подхватит ли теперь ваш электромагнит скрепку? Что нужно для протекания через проволоку, чтобы железный болт действовал как магнит?

4. Сколько скрепок вмещает ваш электромагнит? Можно ли повесить зажимы на оба конца болта? Почему?

5. Как сделать электромагнит сильнее? Попробуйте добавить в аккумуляторную батарею больше батарей. Убедитесь, что все батареи «обращены» в цепи в одном направлении. Теперь, сколько скрепок будет вмещать ваш электромагнит?

6.Как на силу электромагнита влияет увеличение количества электричества, проходящего через провод?

7. После использования электромагнита удалите железный гвоздь или болт. Может ли гвоздь подбирать вещи? Сколько скрепок или скрепок он может уловить? Попробуйте пару раз уронить гвоздь или болт на пол. Как это повлияет на то, сможете ли вы взять в руки скрепки или скобы? Сколько скрепок или скрепок может поднять гвоздь или болт после падения?

Обязательно отсоединяйте электромагнит, когда он не используется.Если оставить провода подключенными, аккумулятор разрядится.

Невероятная попытка одного человека привести мир в действие с помощью магнитов

Астрофизик Карл Саган любил говорить, что экстраординарные утверждения требуют экстраординарных доказательств. Но Деннис Данзик утверждения проносятся мимо необычных и превращаются в фантастические.

Г-н Данзик, сотрудник по науке и технологиям в Inductance Energy Corp., штат Вайоминг., говорит, что он изобрел магнитный генератор, систему маховика, которая извлекает полезную энергию из взаимодействия экзотических магнитов — также известное как устройство свободной энергии, двоюродный брат легендарного вечного двигателя.

Мистер Данзик вздрагивает от словосочетания «вечный двигатель», за которым стоят столетия надувательства. «Это генератор», — сказал он во время интервью в лаборатории и на тренировочном центре IEC в Скоттсдейле, штат Аризона. Оставленные работающими машины, известные как Earth Engines, со временем исчерпают себя.Он просто не знает, когда.

«Мы действительно не знаем, как долго будут работать магниты», — сказал г-н Данзик.

Подписка на информационный бюллетень

Все будущее

Взгляд на то, как инновации и технологии меняют наш образ жизни, работы и развлечений.

IEC наняла его в 2015 году для улучшения конструкции дизельного генератора для нефтяных месторождений. Когда этот проект не увенчался успехом, генеральный директор компании Билл Хинц спросил, какие еще идеи у него есть.

Когда г-н Данзик описал генератор, который он имел в виду, г-н Хинц — бывший президент и главный исполнительный директор AlliedSignal Aerospace — произнес соответствующий эпитет недоверия. Но после еще нескольких демонстраций он стал вторым сторонником Earth Engine.

Деннис Данзик, сотрудник IEC по науке и технологиям, построил несколько устройств на основе своих теорий.

Фото: Джесси Ризер для The Wall Street Journal

Можно было ожидать, что 61-летний г-н Данзик, инженер-технолог, но не обученный физик, поступит осторожно, возможно, начав с небольшого лабораторного устройства, чтобы доказать свои теории.Фактически, он построил несколько, в том числе Crystal, демонстрационный образец весом 1222 фунта, изготовленный из поликарбоната Lexan, чтобы быть буквально прозрачным для посетителей и скептиков. Пока вы читаете это, IEC ведет прямую трансляцию Crystal из своей лаборатории в Скоттсдейле.

Если Crystal будет работать так, как рекламируется, г-н Данзик откроет новую область в, ну, полях, динамике среди его фирменных магнитов и их способности выполнять работу. Он также достигнет того, что ускользало от великих умов от Леонардо да Винчи до пионера электротехники Николы Тесла.Как это вообще возможно? «У Tesla не было редкоземельных магнитов и цифрового управления машинами», — сказал г-н Данзик.

Наука уже говорила по этому поводу — и говорит, что нет необходимости видеть Земной Двигатель.

«Вечный двигатель — отстой, а магниты — прибежище шарлатанов», — писал Дон Линкольн, Старший научный сотрудник Национальной ускорительной лаборатории Ферми Министерства энергетики США в Чикаго, по электронной почте.«Ключ — энергия. Сколько энергии вы вкладываете в это по сравнению с тем, сколько вы получаете? Если энергии на выходе больше, чем на входе, мы выбрасываем учебники и отправляем [Mr. Данзик] полдюжины Нобелевских премий, потому что одной мало.

Но г-н Данзик не ждет у телефона звонка из Стокгольма. «Я мог и демонстрировал [явление] безошибочно, тысячи раз», — написал он в электронном письме в The Wall Street Journal. «На данный момент я концентрируюсь на практическом применении с коммерческой выгодой.

Вот где странная история IEC принимает неожиданный оборот. В другой части здания компания уже производит генераторы на основе его радикальных идей. Большие. IEC заявляет, что его первая коммерческая модель, R32 Earth Engine, раскачивает два 900-килограммовых маховика на скоростях от 125 до 250 об / мин, вырабатывая 240 В или 480 В при 100 А. На высоком уровне, это 48 киловатт, примерно столько же, сколько выдает небольшой резервный дизельный генератор. Но в отличие от дизельного генератора, заявляют в компании, R32 не производит вредных выбросов, не производит шума (агрегат находится в герметичном корпусе с защитой от несанкционированного доступа) и не использует топливо.

Крупнейший инвестор IEC, Майк Халверсон, владеет компанией в Северном Лас-Вегасе, штат Невада, которая производит модульные стрелковые тиры для автономных объектов с резервным питанием. Испытательный образец R32, установленный на его предприятии в январе, проработал 422 часа, сообщает IEC, при средней выходной мощности 4,4 кВт, прежде чем его вернули в лабораторию для анализа. Этой энергии достаточно, чтобы осветить три средних дома в США в течение месяца или подзарядить несколько десятков совершенно плоских Tesla Model S.

Майк Халверсон, крупнейший инвестор IEC, испытал двигатель IEC Earth Engine на своем производственном предприятии. Компания заявляет, что он проработал 422 часа.

Фото: Джесси Ризер для The Wall Street Journal

По словам г-на Данзика, ограничивающим фактором в полевых установках является не выработка электроэнергии, а ее хранение в батареях, стоимость которых намного превышает стоимость самих генераторов.

Но опять же, не будет ли ограничивающим фактором то, что Earth Engine не должен производить, он просто не может производить , вообще никакой мощности, согласно всем правилам в книге по физике? Наиболее заметным является первый закон термодинамики, также известный как сохранение энергии. Откуда эта энергия?

Затем есть закон Гаусса для магнетизма, второе из известных уравнений Максвелла, в котором говорится, что магниты не могут работать, потому что им не присуща энергия, потому что сила притяжения одного полюса нейтрализует силу отталкивания другого.Эта магнитная взаимность буквально была камнем преткновения в подобных круговоротах на велосипеде на протяжении всей истории.

Посетители завода в Скоттсдейле обнаружат, что размышляют о двух удивительных возможностях, одна из которых должна быть правдой, независимо от того, насколько трудно ее принять: во-первых, г-н Данзик действительно нашел способ выжать огромную, неожиданную энергию из постоянного магниты — «батарейки природы», как он их называет. Такое открытие можно приравнять к использованию пара, электричества и атома.

Деннис Данзик, которого видели в лаборатории IEC, инженер-промышленник, говорит об изобретенных им устройствах: «Честно говоря, в этом явлении есть вещи, которых я не понимаю».

Фото: Джесси Ризер для The Wall Street Journal

Во второй сценарий поверить как-то труднее. Что мистер Данзик, красивый мужчина в школьных очках и страусиных сапогах, — это Дэвид Копперфилд из магнетизма, а рабочее пространство МЭК с бетонным полом — его сцена, скрывающая генераторы, кабели и двигатели.Также нужно было бы пригласить мистера Хинца — восьмилетнего дедушку со сверхвысоким капиталом — на роль помощника фокусника.

Конечно, есть причины для беспокойства. IEC еще предстоит подать какие-либо патентные документы для изучения экспертами, что, по словам г-на Хинца, было вызвано опасениями, что технология может быть подвергнута переманиванию в ходе встречного иска о патенте. Он также не позволил независимым аналитикам проникнуть в Earth Engine для изучения основных IP, которые г-н Данзик описывает как «геометрию и геологию» магнитов. Crystal, прозрачный демонстратор, скрывает свои самые запатентованные элементы в непрозрачной коробке.

«Этих ребят стоит хорошенько встряхнуть», — сказал доктор Линкольн из Fermi Labs. «Но честная встряска означает передать пару копий их штуковины группе придирчивых инженеров и ученых и позволить им заняться этим». Г-н Данзик говорит, что любой физик, заинтересованный в том, чтобы увидеть эту машину, получил открытое приглашение.

Это не первое предприятие г-на Данзика в области высоких технологий. Ранее он был главным исполнительным директором RDX Technologies Corp. , которая инвестировала в нефтеперерабатывающий завод, который разрабатывал процесс производства дизельного топлива из бытовых отходов.В 2015 году RDX объявила об увольнении г-на Данзика. Г-н Данзик и другие коммерческие структуры, связанные с гексогеном, были вовлечены в затяжную судебную тяжбу, которая будет передана 6 августа в федеральный суд в Аризоне.

Если Earth Engine — иллюзия, то это очень сложная иллюзия, не имеющая четкого способа окупиться. IEC не продает и даже не сдает в аренду машины, чтобы хранить секреты в секрете. Вместо этого он будет взимать плату за киловатт-час, доставленный на поле, а также на гроши, от 8 до 45 центов за кВт-час.При эксплуатации нефтяных месторождений можно легко заплатить эквивалент 1 доллара за кВтч за дизельное топливо.

Имея около 30 сотрудников, оценку в 100 миллионов долларов и около 16 миллионов долларов инвестиций инвесторов, IEC планирует еще один раунд сбора средств, но г-н Хинц сказал, что не торопится. «Что нам действительно нужно сейчас, так это более умные люди», — сказал он.

Исполнительный директор

IEC Билл Хинц — бывший президент и главный исполнительный директор AlliedSignal Aerospace.

Фото: Джесси Ризер для The Wall Street Journal

Но если Earth Engine не вырабатывает энергию, никто из этих умных людей вряд ли получит деньги, а IEC, скорее всего, будет рассмотрено в суде до праха. И, повторюсь, генераторы не могут работать , согласно глубокой и хорошо зарекомендовавшей себя науке. По сравнению с переворачиванием Гаусса и Максвелла, более вероятно, что все здание заполнено галлюциногенным газом или что посетители находятся под гипнотическим контролем разума.

И все же R32, ревущий на испытательном стенде, кажется, что он работает.

У некоторых пошатнулась вера в классическую физику. Тим Тайт, технический консультант в области залива, со степенью магистра инженерии и MBA из Стэнфорда, посетил IEC в апреле после того, как больше года слышал о Earth Engine. «Это звучало слишком хорошо, чтобы быть правдой», — сказал он. Он вернулся из своего визита верующим и начал общаться с друзьями и бывшими одноклассниками в Стэнфорде, ища докторскую степень.Д. физик, чтобы объяснить, «почему машина… не нарушает законы термодинамики».

Не все, кто посетил Кристалл, ушли убежденными. «Я не сомневаюсь в искренности Денниса и его команды», — сказал Питер Рез, физик из Университета штата Аризона, в электронном письме. Но даже если бы ему удалось извлечь немного энергии, это почти ничего не дало бы. Так должно быть. «Сохранение энергии не нарушено», — написал он.

«Я не физик», — сказал г.- сказал Данзик. «Честно говоря, в этом явлении есть вещи, которых я не понимаю. Если бы я понял больше, я смог бы сделать это лучше ». Например, г-н Данзик хочет знать, как относительно небольшое количество электричества, используемого для поляризации его магнитов, позволяет им проявлять почти неиссякаемый магнетизм в течение многих лет. Большинство физиков согласятся: это хороший вопрос.

Доктор Саган потребовал бы экстраординарные доказательства для Земного двигателя. Можно утверждать, что господа Данзик и Хинц предоставили единственное доказательство, которого было бы достаточно: деньги и центы, шкура в игре.Если генераторы включаются, свет на молочном заводе горит, а домкраты работают на велосипеде, возможно, наука должна объяснить, как это сделать, а не наоборот.

Г-н Хинц, по крайней мере, кажется убежденным. «Я бы не стал продавать эту компанию за миллиард долларов».

Для дополнительной оценки: как это должно работать

Магнит — это любой материал или объект, создающий магнитное поле. Среди самых сильных магнитов — магниты, полученные из редкоземельных минералов.В случае Earth Engine сверхсильные магниты в сочетании с компьютерным управлением и старым добрым маховиком позволяют IEC заявить, что он может «приостанавливать энтропию».

Г-н Данзик говорит, что он убедился, что может извлекать энергию из мощных магнитов (в основном из обычного железа), которые сгруппированы таким образом, чтобы усилить их действие. Такие массивы хорошо известны. Например, в автомобилях Tesla используются электромагнитные двигатели с так называемыми решетками «Хальбаха», которые примерно на 30% сильнее обычных неодимовых магнитов.

Деннис Данзик с детства экспериментирует с магнитами.

Фото: Джесси Ризер для The Wall Street Journal

Магниты, используемые IEC, также очень односторонние, или «анизотропные», что означает, что их поле сильнее на одной стороне, чем на другой — скажем, 85% север и 15% юг.

В R32 магниты, расположенные в трех черных башнях, взаимодействуют с магнитами, размещенными в двух однотонных маховиках, вращающихся в противоположных направлениях.Когда маховик вращается, небольшие двигатели с батарейным питанием изменяют ориентацию магнитов опоры в моменты наибольшего сопротивления. Это позволяет магнитам ускоряться по мере приближения и не так сильно замедляться, когда они проходят.

Чистая сила передает угловой момент маховикам, который затем может быть собран механически или электрически, утверждает МЭК.

Самая большая загадка связана с сохранением энергии. Традиционная физика утверждает, что магниты имеют почти нулевую внутреннюю энергию. Мистер.Данзик считает, что это связано с тем, что мы рассчитываем силу магнитов по тому, какой ток они индуцируют в проволочной петле. Он утверждает, что с появлением анизотропных редкоземельных магнитов нам нужна новая система уравнений для расчета новой физической величины, которую он описывает как «результирующий крутящий момент центрального вала, создаваемый из углового момента, полученного из силы парных магнитных полей. поля ».

Если все пройдет успешно, эту новую величину нужно будет измерить в новой единице: Данзик.

Напишите Дэну Нилу в [email protected]

Вопросы и ответы — Вырабатывают ли вращающиеся магниты энергию? Где я могу найти дополнительную информацию по этой теме?

Вращающиеся магниты создают энергию? Где я могу найти дополнительную информацию по этой теме?

Первый закон термодинамики состоит в том, что материю / энергию нельзя «создать» или разрушить. Мы можем преобразовывать энергию из одной формы в другую.Например, в автомобиле мы преобразуем химическую энергию (фактически, энергию связи электронов) в тепло, которое, в свою очередь, преобразуется в кинетическую энергию (движение).

У вашего вопроса есть аналогичный ответ. Когда вы вращаете магнит, вы используете кинетическую энергию для его перемещения. Эта кинетическая энергия может быть преобразована в электрическую, используя свойства электромагнетизма. Поскольку вы не можете «создавать» энергию, количество произведенной электроэнергии всегда будет таким же или меньшим, чем количество энергии, которое вы вложили.На самом деле, это не может быть точно таким же, потому что всегда есть хоть какая-то энергия, преобразованная в тепло за счет трения. Эта потраченная впустую энергия приводит к «эффективности» преобразования энергии менее 100%. Классическое применение вашего примера — электрический генератор.

Один из самых полезных и прекрасно симметричных принципов в физике — это связь между электричеством и магнетизмом. Эту связь можно описать так. Электроны ощущают силу магнитного поля.Это потому, что электроны ведут себя как крошечные магниты с северным и южным полюсами. Таким образом, магнитное поле будет влиять на электроны в этом поле. Если поле движется, электроны в нем будут пытаться двигаться. И наоборот, если у нас есть движущиеся электроны (например, электрический ток в проводе), эти движущиеся заряды создают магнитную силу (из-за их магнитоподобных свойств). Итак, если вы приклеите магнит к оси и поверните ось, вы создадите вращающееся магнитное поле. Оберните кусок проволоки вокруг вращающегося магнита, и в проволоке возникнет электрический ток (движущиеся электроны).Это называется индукцией. Если вы намотаете провод несколько раз, вы увеличите наведенный ток. В этом можно убедиться, если у вас есть очень чувствительный амперметр для измерения тока. Теперь мы также можем взять кусок провода и намотать его, а затем пропустить через него электрический ток. Из-за магнитных свойств электронов эта катушка становится электромагнитом.