Получение электроэнергии из магнитного поля земли: Получение электричества из магнитного поля Земли

Содержание

Планета Земля: природный электрический мотор – генератор и альтернативная чистая энергетика на его основе — Энергетика и промышленность России — № 1 (53) январь 2005 года — WWW.EPRUSSIA.RU

http://www.eprussia.ru/epr/53/3408.htm

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 1 (53) январь 2005 года

Для того, чтобы научиться получать чистую электроэнергию, надо вначале понять, как это делает наша планета. Разгадка тайн природного геоэлектричества – это ключ к прогрессу новой энергетики. В статье приведены результаты теоретического и экспериментального исследований на физических моделях процессов электромеханического преобразования энергии Солнца нашей планетой и путей его практического использования для выработки чистой электроэнергии.
Почему вращается Земля и как извлечь из этого вращения энергию?

На эти вечные вопросы правильные ответы ученые нашли сравнительно недавно.

Давно известно, что Земля — природный электромагнит в виде магнитного диполя с магнитными полюсами, почти противоположными географическим полюсам. Земля обладает и собственным электрическим зарядом и электрическим полем. В различных сферах планеты и в недрах и в Океане и в атмосфере давно зафиксированы электрические круговые токи. Однако вывод о том, что наша планета является, как ни парадоксально, – именно природной электрической машиной, которая и вращает планету, сделан сравнительно недавно.

Согласно теории Земля является природной индуктивноемкостной электрической машиной, причем одновременно и мотором и генератором.

Виды природных электрических машин нашей планеты их взаимосвязи

Перечислим их ниже в порядке нисходящей иерархии:

1. Околоземный магнитогазодинамический генератор (далее – МГД-генератор), преобразующий энергию потока солнечной плазмы и магнитного поля Земли (МПЗ) в природное электричество;

2. Околоземный МГД-двигатель, вращающий ионизированные слои атмосферы;

3. Планетарный электростатический природный высоковольтный мотор-генератор, работающий на принципе электродинамической индукции и взаимодействии электрического потенциала ионосферы с электропроводящими сферами и круговыми электрическими токами планеты;

4. Планетарный униполярный электромагнитный моторгенератор Фарадея;

5. Океанический и подземный магнитогидродинамические генераторы — двигатели, создающие смещение движущихся зарядов и перемещающих массы природного водного электролита в виде океанических течений и расплавленные электропроводящие породы внутри Земли;

6. Геомагнитная машина холода планеты – на ее магнитных полюсах.

Для всех этих совмещенных в разных геосферах электрических машин Земли характерны взаимосвязанность и саморегуляции их работы.

Иерархия уровней этой энергосистемы и взаимосвязь работы ее отдельных звеньев электромеханического преобразования солнечной энергии в кинетическую энергию вращения планеты пояснена кратко ниже.

Откуда, почему и как возникает природное электричество?

Как известно из электрофизики, возникновение электродвижущей силы (эдс) обусловлено такими физическими эффектами как электромагнитная, электродинамическая индукция, эффект Холла и некоторыми иными. Основным поставщиком природного электричества планеты является солнечный ветер.

Его исходно превращает в электрическое и магнитное поле планеты околоземный природный МГД-генератор.

Конкретно, он преобразует в рамках магнитосферы планеты весь поток солнечной плазмы посредством эффекта Холла и МПЗ в разность потенциалов и в природное околоземное геоэлектричество, путем сортировки и противоположного отклонения разноименных зарядов солнечной плазмы Определенный вклад в процесс вносит и ионосферная плазма.

В результате, возникает электрический заряд и электрическое поле планеты.

а) униполярной электромагнитный мотор–генератор планеты

Явление униполярной электромагнитной индукции открыто М. Фарадеем еще в 1831 г. Им же предложены раздельно с большим интервалом во времени первые униполярные мотор и генератор. Но Фарадей не исследовал их совместную работу, тем более в сочетании с электростатическим мотор-генератором. Известно, что работа униполярного электрического генератора основана на явлении униполярной электромагнитной индукции Для ее возникновения необходимо относительное перемещение силовых магнитных линий относительное ее электропроводящих сред.

Есть ли такое их взаимное перемещение на нашей красивой планете? Накопленная естествознанием и всей наукой информация свидетельствует о том, что ось геомагнитного диполя неподвижна в пространстве за суточный оборот планеты вокруг своей оси. Значит, индуцированные токи от униполярной индукции Земли должны наводиться.

Рассмотрим физику этого процесса подробнее. Вследствие орбитального вращения планеты силовые магнитные линии пересекают ее поверхность и все ее электропроводящие среды. В результате в электропроводящих средах планеты (в ионизированной высотной атмосфере, в морях, в ее недрах) возникают электродвижущие силы от униполярной электромагнитной индукции. Поэтому в этих электропроводящих средах планеты, включая ее расплавленное ядро планеты генерируется эдс униполярной индукции и протекают индуцированные от этой эдс – круговые электрические токи.

Они также усиливает и самоподдерживает магнитное поле Земли – т.е. Земля по сути представляет собою оригинальный природный электрический самовозбуждающийся униполярный генератор Фарадея.

Отметим, что униполярный электромагнитный генератор Земли наводит дополнительную разность природных электрических потенциалов по ее меридианам между магнитными полюсами и магнитным экватором планеты с общим напряжением порядка 250-400 кВ.

Режим работы этого природного планетарного униполярного генераторов различен даже в течение суток, потому что околоземное магнитное поле планеты в освещенной и теневой части орбиты несколько различны. Как известно, магнитосфера Земли сплюснута давлением солнечной плазмы в освещенной части и вытянута солнечным ветром в теневой ее части орбиты осевого вращения, т.е. оно весьма неоднородно даже на одной широте Земли, особенно с удалением от планеты, возрастает, что существенно влияет на работу природных электрогенераторов. Порожденные явлениями электромагнитной индукций, электрические токи протекают повсюду на планете и приводят к возникновению электромагнитных силы и момента вращения планеты,

б) магнитогидродинамический мотор-генератор планеты

Взаимодействие индуцированных круговых околопланетных токов в природном электролите — водах Мирового океана, с силовыми линиями ГМПЗ порождают силы Лоренца в них и как следствие возникает эффект магнитогидродинамического двигателя. Именно этот природный планетарный МГД-двигатель порождает мощные глобальные теченияциркуляции природного электролита в Океане, и глобальную циркуляцию высотных слоев ионизированной атмосферы и ядро планеты. Образованный этой униполярной индукцией суммарный индуцированный электрический ток всех сред планеты путем его электромагнитного взаимодействия с ГМПЗ электромеханический момент вращения планеты и ее отдельных электропроводящих сред совпадает с направлением вращения планеты и океанических течений.

в) природный электростатический мотор-генератора планеты

Явление электродинамической индукции открыто в России в 2000 г. Суть явления состоит в возникновении эдс в проводнике от изменения потока электрической индукции вследствие взаимного
перемещения проводника и источника внешнего электрического поля. Обнаруженное явление проявляется и на планете Земля, поскольку имеется и внешнее электрическое поле в виде суммарного заряда ионосферы и естественные проводники электропроводящих сфер планеты. В результате эффекта электродинамической индукции осуществляется генерация и трансформация

природного электричества во все электропроводящие сферы планеты, и, в частности, зарядка подземных конденсаторов планеты. Далее электрическое поле путем эффекта электродинамической индукции образует в ионосфере и иных электропроводящих слоях мощный круговой ток. Этот ток создает суммарное магнитное поле планеты. Путем электродинамической индукции электрический заряд ионосферы и энергия полей планеты трансформируются в виде наведенной эдс и электроэнергии емкостных токов внутрь Земли.

В результате, происходит электрическая зарядка всех подземные и наземных природных электрических конденсаторов.

Электростатический планетарный генератор своими эдс порождают индуцированные круговые электрические токи во всех электропроводящих сферах планеты. Взаимодействие этих круговых токов с электрическим полем планеты порождает ее электромеханический момент вращения электростатического планетарного двигателя, который частично обеспечивает двигательный режим планеты.

Изменение солнечной активности и режимы работы планетного мотор-генератора

При изменении солнечной активности изменяются его напряжение, следовательно, изменяется и электромеханический момент вращения электростатического двигателя. Режимы этой совмещенной природной электрической машины изменчивы как в краткосрочном суточном цикле ее вращения так и в годовом и более длительных циклах. Это вызвано тем, что параметры магнитного и электрического полей планеты различны также в зависимости от положения планеты на ее эллипсной орбите относительно Солнца и от самой активности светила.

От этих параметров изменяется поток солнечной плазмы, пронизывающей магнитосферу планеты, что приводит к различным динамическим процессам и изменению момента вращения, напряжения и мощности этого природного униполярного мотор-генератора Земля. Циклические изменения магнитного поля планеты, ее орбитальной скорости вращения в периоды солнечной активности и разные геологические эпохи уже давно зарегистрированы учеными.

В рамках предлагаемой теории электромеханического преобразования энергии планетой эта зависимость скорости вращения природного униполярного мотор-генератора от величин эдс и момента является логичной и вполне понятна. В полном соответствии с теорией униполярных электрических машин, можно смело утверждать, что в процессе инверсии геомагнитного поля, который уже начался, геомагнитное поле и далее будет снижаться, что приведет к замедлению суточного вращения планеты и в последующем к реверсу направления вращения планеты.

Поскольку многократная инверсия МПЗ уже доказана геофизиками, то за всю историю существования планеты, она уже многократно меняла свое направление осевого вращения в связи с реверсом МПЗ.

Таким образом, планета Земля – уникальная природная электрическая машина, которая и обеспечивает планете ее непрерывное ее вращение и протекание всех природных явлений. По конструкции и режиму работы она представляет собою совмещенный природный электрический индуктивноемкостной мотор-генератор.

Солнечный ветер является ее первичным источником энергии, а динамика солнечной активности существенно влияет на ее работу. Осевое вращение планеты обусловлено сразу двумя электромеханическими моментами (электромагнитным и электростатическим, действующими на нее тангенциально и согласно.

Благодаря возникновению силы Лоренца и эффекта МГД-двигателя существует целая совокупность взаимосвязанных электромеханических явлений переноса и глобального круговорота атмосферы и океанических вод и т.д.).

Метод преобразования энергии Земли в полезную электроэнергию

Как полезно использовать эту огромную возобновляемую энергию планеты и естественные природные процессы генерации природного электричества на планете для выработки дешевой электроэнергии? По мере более полного понимания геомагнитных электромеханических эффектов на планете и процессов генерации ею природного электричества и в связи с энергетическими и экологическими проблемами цивилизации эта научно- практическая задача использования этой чистой энергии в целях энергетики становится все более актуальной.

Использование природного электричества в целях энергетики

Предложен способ использования природного электричества, образующего вокруг планеты естественный околоземный постоянно подзаряжаемый электрический конденсатор «ионосфераЗемля» путем подключения одного конца электрической нагрузки к ионосфере планеты, заряженной положительно относительно поверхности планеты, через ионизирующий луч, направленный с поверхности Земли в ионосферу, причем другой конец электрической нагрузки надежно заземляют — Земля). В состав установки входит рентгеновский лазер с изолятором, кольцевой электрод, разрядник.

Благодаря огромному запасу электроэнергии природного электричества электрогенераторов планеты и наличию механизма его постоянного естественного возобновления данный способ может обеспечить электроэнергией либо отдельный электропотребитель ограниченной мощности либо вообще всю цивилизацию при условии безопасного размещения таких установок в пустынных безлюдных местах без ущерба для окружающей среды. В качестве источника ионизирующего излучения целесообразно использовать рентгеновский лазер. После надежного электрического пробоя ионосферы на нагрузку ионизирующий источник может быть отключен. Способ проверен в лабораторных условиях. Настоящий способ получения электроэнергии из природного электричества является экологически чистым и может служить альтернативой существующим энергозатратным способам традиционного получения электроэнергии.

Альтернативная контурная геомагнитная электроэнергетика

Поскольку магнитное и электрическое поле планеты неподвижны в пространстве, а поверхность планеты вращается относительно геомагнитных и геоэлектрических силовых линий, то униполярная и электродинамическая эдс наводится во всех токопроводящих контурах планеты, пересекающих геомагнитные силовые линии.

Вполне понятно, что в любом искусственном электропроводном проводнике и контуре также будет наводиться униполярная эдс. Ее величина зависит от протяжности проводника, параметров геомагнитного поля в месте его размещения и от ориентации проводника относительно геомагнитных силовых линий.

Оценочные расчет показывает, что в проводнике длиной 1 км., сооринтированном в направлении восток-запад, униполярная эдс от ГМПЗ составит десятки вольт в зависимости от широты планеты. В таком замкнутом контуре из дух проводников длиною 100 км и минимальным внутренним сопротивлением, размещенным перпендикулярно силовым геомагнитным линиям, с магнитным экранирование второго параллельного проводника, генерируемая мощность составит уже десятки Мвт. Принцип функционирования такой альтернативной энергетики уже вполне ясен и состоит в наведении униполярной индукции от ГМПЗ в любом искусственном электропроводящем контуре, который пересекают силовые геомагнитные линии. Проблема практической реализации такой нетрадиционной наземной контурной энергетики состоит в решении двух условий:
1. В необходимости правильной ориентации этих генераторных контуров средних широтах перпендикулярно геомагнитным силовым линиям и соответствующих устройств;
2. В магнитном экранировании обратного проводника этого замкнутого контура для исключения наведения в нем эдс от ГМПЗ.

В случае выполнения этих двух условий вполне реально получать электроэнергию в них путем электромеханического преобразования огромной кинетической энергии вращения планеты посредством униполярной электромагнитной индукции.

Для этого их необходимо размещать этот частично экранированный двойной токовый контур, перпендикулярно силовым геомагнитным линиям, т.е. с ориентацией плоскости этого контура в направлении восток-запад, поскольку силовые геомагнитные линии в средних широтах идут практически параллельно поверхности планеты.

Варианты выполнения и размещения геомагнитных контуров на планете

Эти искусственные генераторные электропроводные контура могут быть самых разных размеров и конструкций. Например, их можно выполнить в виде полых металлических труб, заливаемый водою, то одновременно от электротермического нагрева этих треб наведенными индукционными токами можно получить и тепловую энергию и горячую воду и пар. Регулирование электрической мощности осуществляем изменением сопротивления нагрузок, включенной в эти контура, или углом поворота контура.

Вполне пригодятся в качестве устройств контурной гэеомагнитоэлектроэнергетики, особенно в начальной период их внедрения и реализации, правильно спроектированные линии электропередач и даже магистральные трубопроводы.

Конструирование, проектирование и изготовление таких необычных и простых контурных геомагнитных электростанций не вызовет больших трудностей , потому что все основные параметры геомагнитного поля и самой планеты давно известны, и накоплен опыт проектирования униполярных
электромашин.

Перспективы и предельные мощности контурной геомагнитной энергетики

Поскольку кинетическая энергия вращения планеты во многие миллиарды раз больше всей вырабатываемой электроэнергии цивилизацией, то суммарная мощность такой контурной геомагнитной энергетики может в принципе быть огромной.

Поэтому в перспективе такая контурная геоэлектроэнергетика может покрыть практически все текущие потребности цивилизации в электроэнергии без угрозы ощутимого торможения осевого вращения планеты. Усиление эффекта естественной генерации электроэнергии в искусственных контурах возможно путем размещения их в зонах магнитных аномалий планеты.

По материалам сайта Membrana —

Также читайте в номере № 1 (53) январь 2005 года:

  • Планета Земля: природный электрический мотор – генератор и альтернативная чистая энергетика на его основе

    Для того, чтобы научиться получать чистую электроэнергию, надо вначале понять, как это делает наша планета. Разгадка тайн природного геоэлектричества – это ключ к прогрессу новой энергетики. В статье приведены результаты теоретического и …

  • План участия нашего издания в выставках первого полугодия 2005 года

    ФЕВРАЛЬ 02-04 Роспромэкспо – 2005. Воронеж 08-10 Уралпромэкспо – 2005. Уфа 08-11 Энергетика – 2005. Самара 09-11 Закамье. Энерго-2005. Учет и контроль. Нижнекамск 09-11 Энергетика в промышленности и ЖКХ. Энергоресурсосбережение – 2005. Ростов-на-Дону 10-12 Оборудов. ..

  • Германия: Канцлер ФРГ Герхард Шредер обеспокоен ценами на нефть

    Канцлер ФРГ Герхард Шредер планирует поднять на следующей встрече «восьмерки» вопросы о цене на нефть и слабом долларе. «По оценкам экспертов, скачки цен на нефть в прошедшие месяцы объясняются не только растущим спросом, но и массированны…

  • ОАО «Иркутскэнерго»: генерация и транспортировка электроэнергии

    В рамках реформирования ОАО «Иркутскэнерго» с 1 апреля 2005 года начнут действовать его дочерние общества – ООО «Генерация» и ООО «Сети». Об этом сообщил генеральный директор энергокомпании Владимир Колмогоров. Дочерние предприятия будут …

  • Водогрейный котел для сжигания цилиндрических брикетов соломы

    Проблема снабжения жилых и промышленных объектов тепловой энергией является достаточно острой для большинства районов юга Западной Сибири и, в частности, Алтайского края. Это связано с высокими ценами на ископаемое топливо, постоянно рас. ..




Смотрите и читайте нас в

Электричество из земли для дома своими руками — nehomesdeaf

Земля как источник бесплатного электричества

Расходы на электрическую энергию растут с каждым повышением тарифов. И если жители города Для снижения денежных трат уменьшают лишнее электропотребление, то хозяева частных строений имеют шанс дополнительно получать электричество из земли.

Приобретаем бесплатное электричество из земли

Вопрос эффективности

Получение электричества из земли окутано мифами – в Интернет постоянно ложатся материалы на тему получения бесплатной электрической энергии благодаря применению неисчерпаемого потенциала электромагнитного поля планеты. Однако бесчисленные видео, на каких самодельные установки добывают ток из земли и вынуждают светится многоваттные лампочки или вращаться электрические моторы, являются мошенническими. Если бы получение электричества из земли было настолько хорошо, атомная и гидроэнергетика давно ушли бы в минувшее.

Однако бесплатное электричество добыть из земной оболочки вполне возможно и выполнить это можно собственными руками. Правда, полученного тока хватит исключительно на LED подсветку или на то, чтобы не торопясь подзарядить мобильное устройство.

Напряжение из магнитного поля Земли — можно ли!?

Для получения тока из обстановки природы на постоянной основе (другими словами, исключаем разряды молний), нам нужен проводник и разница потенциалов. Найти разница потенциалов большого труда не составит в земля, которая соединяет все три среды – твёрдую, жидкую и газообразную. По собственной структуре грунт собой представляет твёрдые частицы, между которыми присутствуют водяные молекулы и воздушные пузырьки.

Необходимо помнить, что элементарной единицей почвы считается глинисто-гумусовый комплекс (мицелла), который обладает конкретной разностью потенциалов. Оболочка с внешной стороны мицеллы копит негативный заряд, изнутри нее сформировывается позитивный. Благодаря тому, что электроотрицательная оболочка мицеллы притягивает из внешней среды ионы с позитивным зарядом, в почве беспрерывно протекают электрохимические и работающие от электричества процессы. Этим почва прекрасно выделяется от водной и воздушной среды и позволяет собственными руками создать устройство для добычи электрической энергии.

Способ с 2-мя электродами

Самый простой способ получить дома электрическую энергию – задействовать принцип, по которому устроены традиционные солевые батарейки, где потреблена гальваническая пара и электролит. При погружении стержней, сделанных из различных металлов, в раствор соли, на их концах образуется разница потенциалов.

Мощность подобного гальванического элемента зависит от целого нескольких моментов, включая:

  • сечение и длину электродов;
  • глубину погружения электродов в электролит;
  • концентрацию солей в электролите и его температуру и т.д.

Дабы получить электричество, требуется взять два электрода для гальванической пары – один из меди, второй из оцинкованного железа. Электроды опускают в почву примерно на глубину в полметра, установив их на расстоянии около 25 см, по отношению друг к другу. Грунт между электродами необходимо прекрасно пролить раствором соли. Замеряя вольтметром напряжение на концах электродов спустя 10-15 минут, можно понять, что система даёт бесплатно ток около 3 В.

Добыча электричества при помощи 2-х стержней

Если провести ряд экспериментов на различных участках, раскроется, что показания вольтметра варьируются в зависимости от параметров грунта и его влаги, размеров и глубины установки электродов. Для увеличения эффективности рекомендуется уменьшить с помощью куска трубы нужного диаметра контур, куда будет заливаться солевой раствор.

Внимание! Необходимо применять сочный электролит, а подобная концентрация соли выполняет почву неподходящей для роста растений.

Способ с нулевым проводом

Напряжение в дом жилого фонда подается с применением 2-ух проводников: один из них фаза, второй – нуль. Если например дом оснащен высококачественным заземляющим контуром, во время интенсивного электропотребления часть тока уходит через заземление в почву. Подключив к нулевому проводу и заземлению лампочку на 12 В, вы заставите ее светиться, потому как между контактами нуля и «земли» напряжение достигает 15 В. И этот ток электрическим счетчиком не крепится.

Добыча электричества при помощи нулевого провода

Схема, собранная по принципу ноль – покупатель энергии – земля, вполне рабочая. При вашем желании для выравнивания колебаний напряжения можно применять преобразователь электрической энергии. Минусом считается нестабильность возникновения электричества между нулем и заземлением – чтобы это сделать требуется, чтобы дом потреблял много электрической энергии.

Нужно обратить внимание! Этот способ добывать бесплатное электричество подходящ только в условиях приватного домовладения. В жилых площадях нет хорошего заземления, а применять в этом качестве магистрали из труб отопительных систем или водообеспечения нельзя. Тем более запрещено объединять заземляющий контур с фазой для получения электричества, так как заземляющая шина оказывается под напряжением 220 В, что смертельно страшно.

Не обращая внимания на то, что подобная система задействует для работы землю, ее нельзя отнести к источнику земной электрической энергии. Как добыть энергию, применяя электромагнитный потенциал планеты, остается открытым.

Энергия магнитного поля планеты

Земля собой представляет своего рода конденсатор сферообразной формы, на поверхности внутри которой скапливается негативный заряд, а с наружной стороны – позитивный. Изолятором служит обстановка – через нее проходит переменный ток, при этом разница потенциалов сберегается. Утерянные заряды восполняются за счёт магнитного поля, которое служит натуральным электрическим генератором.

Как получить в работе электричество из земли? По существу, нужно подсоединиться к полюсу генератора и организовать надежное заземление.

Устройство, получающее электричество из природных источников, должно состоять из таких элементов:

  • проводник;
  • контур заземления, к которому подсоединен проводник;
  • эмиттер (катушка Тесла, высоковольтный генератор, дающий возможность электронам оставлять проводник).

Схема получения электрической энергии

Верхняя точка конструкции, на которой размещен эмиттер, должна размещаться на такой высоте, чтобы за счёт разницы потенциалов электрического поля планеты электроны поднимались по проводнику вверх. Эмиттер их будет освобождать из металла и в виде ионов отпускать в атмосферу. Процесс не будет прекращаться до той поры, пока потенциал в верхних слоях атмосферы не станет наравне с электрическим полем планеты.

К цепи подсоединяется покупатель энергии, причем чем эффектнее не прекращает работу катушка Тесла, тем выше сила тока в цепи, тем больше (или мощнее) потребителей тока можно присоединить к системе.

Так как электрическое поле окружает заземленные проводники, к которым относятся деревья, строения, разные высотные конструкции, то в черте города верхняя часть системы должна находиться выше всех имеющихся объектов. Собственными руками создать конструкцию такого типа не по настоящему.

Из данного следует

Электрическая энергия из земли потенциально может быть добыта, однако в данное время нет технологий, которые разрешают выполнить это хорошо. Если есть собственный дом с участком, то можно экспериментировать с разработкой земляной батареи из листов меди и фольги на алюминевой основе – чертежи и фотографии не сложно отыскать во всемирной сети. Но опыт говорит, что мощность выполненного конденсатора ощутимо ниже заявленной и конструкция быстро выходит из строя. При этом денежные расходы на материалы навряд ли когда-нибудь оправдаются.

Как получить электричество из земли

Постоянно стоимость электрической энергии в наших квартирах и домах растет, что заставляет очень многие люди подумать об ее экономии. Но имеются и такие, что пытаются всеми методами добыть хоть мало-мальски бесплатной энергии, к примеру, электричество из земли. Потому как количество данных людей постоянно растет, имеет смысл решить вопрос детальнее, что и будет сделано в этой публикации.

Мифы и реальность

В интернете существует огромное количество видеороликов, где люди зажигают от земли лампы мощностью 150 Вт, запускают электрические двигатели и так дальше. Намного больше есть разных текстовых материалов, детально рассказывающих о земляных батареях. К аналогичной информации не рекомендуется относиться очень серьезно, ведь написать можно все что угодно, а перед съемкой видеоролика провести необходимую подготовку.

Просмотрев или прочтя данные материалы, вы на самом деле можете верить в различные небылицы. К примеру, что электрическое или магнитное поле Земли имеет океан бесплатной электрической энергии, получение которой очень легко. Правда состоит в том, что запас энергии на самом деле большой, но вот вынуть ее абсолютно не просто. Иначе никто бы уже не пользовался двигателями внутреннего сгорания, не обогревался сетевым газом и так дальше.

Для справки. Магнитное поле у нашей планеты на самом деле есть и оберегает все живое от губительного влияния различных частиц, идущих от солнечных лучей. Силовые линии этого поля проходят параллельно поверхности на восток с запада.

Если соответственно с теорией провести некий виртуальный эксперимент, то можно удостовериться, насколько сложно приобрести электричество из магнитного поля земли. Возьмём 2 железных электрода, для чистоты эксперимента – в виде квадратных листов со сторонами 1 м. Один лист установим на земле перпендикулярно силовым линиям, а второй – поднимем на высоту 500 м и сориентируем его в пространстве точно также.

В теории между электродами появится разница потенциалов порядка 80 вольт. Тот же результат будет наблюдаться, если второй лист разместить под землёй, на дне самой глубокой шахты. А сейчас представьте такую электростанцию – в километр высотой, с большой поверхностной площадью электродов. Более того, станция должна сопротивляться ударам молний, что неминуемо будут бить собственно по ней. Может быть, это реальность далекого грядущего.

Но все таки получить электричество от земли – действительно возможно, хотя и в мизерных количествах. Его может хватить на то, чтобы зажечь светодиодный фонарик, включить калькулятор или чуть-чуть зарядить мобильный телефон. Рассмотрим способы, разрешающие это выполнить.

Электричество от 2-ух стержней

Этот способ построен совсем на другой теории и никакого отношения к магнитному или электрическому полю Земли не имеет. А доктрина эта – о взаимном действии гальванических пар в солевом растворе. Если взять два стержня из различных металлов, загрузить их в раствор такого типа (электролит), то на концах возникнет разница потенциалов. Ее величина зависит от большого количества самых разных факторов: состава, насыщенности и температуры электролита, размеров электродов, глубины погружения и так дальше.

Такое получение электричества возможно и через землю. Берем 2 стержня из различных металлов, образующих говоря иначе гальваническую пару: металлический и медный. Опускаем их в землю на глубину примерно полметра, расстояние между электродами соблюдаем маленькое, хватит 20—30 см. Земельный участок между ними хорошо поливаем раствором с применением соли и спустя 5—10 мин производим измерение электронным вольтметром. Показания прибора бывают разнообразными, но как максимум вы получите 3 В.

Примечание. Показания вольтметра зависят от влаги почвы, ее натурального солесодержания, размеров стержней и глубины их погружения.

В реальности все просто, получившееся бесплатное электричество – это результат взаимные действия гальванической пары, при котором влажная почва служила электролитом, принцип схож на работу солевой батарейки. Настоящий эксперимент о разнице потенциалов на электродах, забитых в землю, можно взглянуть на видео:

Электричество от земли и нулевого провода

Это явление тоже появляется не от магнитного поля Земли, а потому, что часть тока «течет» через заземление в часы самого большого электропотребления. Большинству клиентов известно, что напряжение для дома подается через 2 проводника: фазный и нулевой. Если есть 3-ий проводник, присоединенный к хорошему заземляющему контуру, то между ним и нулевым контактом может «гулять» напряжение до 15 В. Данный факт можно закрепить, включив меж контактами нагрузку в виде лампочки на 12 В. И что отличительно, проходящий из земли на «ноль» ток вовсе не крепится учетными приборами.

Воспользоваться таким бесплатным напряжением в квартире трудно, потому как хорошего заземления там не найти, магистрали из труб таким считаться не могут. А вот в личном доме, где a priori обязан быть контур заземления, электричество получить можно. Для подсоединения применяется обычная схема: нулевой провод – нагрузка – земля. Некоторые умельцы даже научились выравнивать колебания тока преобразователем электрической энергии и подсоединять подобающую нагрузку.

Внимание! Не идите на поводу у «добрых» советчиков, предлагающих взамен нулевого проводника задействовать фазный! А дело все в том, что при аналогичном подсоединении фаза и земля дадут вам 220 В, но касаться к заземляющей шине смертельно страшно. Тем более это касается «мастеров», проделывающих такие вещи в жилых площадях, добавляя нагрузку к фазе и батарее. Они формируют опасность удара током для абсолютно всех соседей.

Заключение

Извлекать электрическую энергию из магнитного поля планеты собственными руками – невозможно. Выше описанные способы – иное дело, однако их фактическая ценность невелика. Разве что заряжать телефон во время похода, но тогда придется тянуть с собой трубы из металла. Касаемо второго способа стоит выделить, что напряжение между землёй и нулем рождается абсолютно не всегда, а если и есть, то очень нестабильно. Другие способы просят приличного количества меди и алюминия при неизвестном результате, о чем добросовестно предупреждает автор установки, изображенной на рисунке:

Электричество из земли

Энергетический потенциал Земли невообразимо большой. Магнитное поле планеты одновременно с солнечной радиацией содействует генерации большого количества электроэнергии. Доказательством тому являются искровые электрические токи в газах в виде молний. При разряде молнии, хотя и очень краткосрочно, развивается мощность около 100 млн. кВт. Проблематика только в том, как извлечь эту энергию и обратить себе для пользы.

Электрический потенциал атмосферы

Разница потенциалов между поверхностью земли и ионосферой будет примерно 300 000 Вольт. Напряженность электрического поля вблизи поверхности может достигать 150 Вольт на метр (В/м) и уменьшается по экспоненте с увеличением высоты. На высоте 30 км величина напряженности будет примерно 1 В/м. На уровне ионосферы напряженность поля стремится до нуля, из-за увеличения проводимости среды в результате ионизации под влиянием излучения солнца.

Большинство из нас чувствовали на себе эффект собирания атмосферного заряда. К примеру, в сухую ветреную погоду, выходя из автомобиля, можно ощутить разряд статического напряжения. А дело все в том, что электрический заряд скапливается на автомобиле благодаря шинам. Резиновые шины считаются замечательным изолятором, который предохраняет стекание заряда на землю. При выходе из автомобиля собранный заряд с кузова уходит в землю через наше тело в виде искры и лёгкого, но малоприятного удара электротока.

Заманчиво смотрится идея усмирения энергии молнии, но на этом пути масса технических трудностей. Очень большая энергия, заключенная в молнии очень краткосрочна и непостоянна. Необходимо застигнуть разряд и направить энергию в какой-то накопитель. Потому как место проникания молнии непредсказуемо а пиковая мощность слишком большая, современная техника не обладает большими возможностями, чтобы с данной задачей справиться.

В теории, если взять два металлического листа площадью 1 м 2 и разнести их на расстояние 500 м в вертикальном положении относительно поверхности земли, то напряжение между ними будет составлять около 80 В. Понятно, что правильность и результативность такой «электрические станции» очень сомнительна, принимая к сведению масштаб нужного строения для разнесения листов.

Не обращая внимания на то, что обстановка Земли буквально пропитана электротоком, какого то реального способа извлечения и применения этой энергии на данное время не существует.

Земляная батарейка

Этот способ совсем не связан с магнитными или работающими от электричества полями планеты. Он построен на явлении появления электротока между разными железными электродами в обстановке электролита.

В качестве электродов можно применять штыри из самых разных металлов. Подходящей эффективностью обладает пара меди с алюминием или цинком. Можно применять стальной оцинкованный электрод. Засор электроды в почву на расстоянии около 20 см и полив землю между ними раствором поваренной соли, можно закрепить наличие напряжения между электродами в районе 3 В.

Результативность этой энергоустановки зависит от очень многих моментов: влаги почвы, концентрации в ней солей, площади электродов, температуры и множестве прочих. Делая больше кол-во электродов и используя последовательно-параллельные схемы соединения земляных компонентов, можно получить разные уровни напряжения и мощности земляной батарейки. Собрав постепенно около сотни ячеек вполне возможно получить из земли 220В. Другой вариант – задействовать повышающий инвертор.

Принимая к сведению кол-во и цена используемых цветных металлов, такой способ, также как и предыдущий экономически навряд ли оправдан. Более того, раствор из соли повредит почву, в результате она станет неподходящей для роста растений.

Электрическая энергия от нулевого провода

В основном, для электрического питания домов для жилья применяется трёхфазная сеть с глухозаземленной нейтралью. Некоторые потребители запитываются фазным напряжением от одной фазы и нулевого провода. Если в доме есть надёжный заземляющий контур с невысоким сопротивлением, то в периоды интенсивного использования электроэнергии, между нулевым проводом питающей сети и заземляющим проводником образуется разница потенциалов. Эта разница достигает 12-15 В. Сложность заключается в нестабильности величины напряжения между нулем и заземлением, которая зависит от величины потребляемой домом мощности. Максимальное напряжение достигается исключительно при пиковом токопотреблении.

Выше описанные способы получения электрической энергии вполне работоспособны. С использованием импульсных электронных преобразователей, возможно получение напряжения самой разной величины. Но, для настоящего применения в обиходе описанные способы не годятся ввиду очень меньшей мощности аналогичных источников тока. Исключение составляет схема с железными электродами, однако для достижения подходящей мощности, понадобится занять значительную площадь железными штырями и иногда поливать её раствором соли. Добыть электричество из земли в достаточном для применения количестве не очень просто, как может показаться. Не обращая внимания на то, что магнитные и работающие от электричества поля окутывают планету, на данное время нет техвозможности задействовать этот потенциал. Рассматривать эти методы как источник энергоснабжения дома нельзя. Собственными руками можно соорудить разве что источник питания для пары светоизлучающих диодов, часов или радиоприёмника с очень невысоким уровнем использования мощности.

БЕСПЛАТНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО ЕСТЬ В КАЖДОМ ДОМЕ


Самые необычные способы выработки электроэнергии | Публикации

Доступ к безграничной энергии — едва ли не самая востребованная идея человечества. Недаром новые разработки, которые навсегда избавили бы население Земли от нехватки энергии, то и дело появляются в научных корпоративных и университетских лабораториях.

Генератор из турникетов, пьезоэлементы в напольной плитке, выработка электроэнергии при помощи «лежачих полицейских», использование вулканической энергии или сточных вод — каких только методов электрогенерации не предложили исследователи за последнее десятилетие. В 2020 году этот список пополнили новые изобретения, позволяющие получать электричество из необычных источников. И хотя сроки масштабной реализации этих проектов отодвигаются на годы или даже десятилетия, это не останавливает изобретателей, вновь и вновь пытающихся получить хотя бы первые микроватты энергии из альтернативных источников.

Электричество из воздуха

В лаборатории Университета Массачусетса в Амхерсте (UMass Amherst) создан Air-gen — пневматический генератор с электропроводящими белковыми нанопроволоками, которые производят микробы Geobacter.

Тонкая пленка из нанопроволок толщиной менее 10 мкм нижним и верхним концами касается миниатюрных электродов. Она адсорбирует водяной пар из воздуха, создавая на устройстве градиент напряжения. Комбинация электропроводности и химического состава поверхности белковых нанопроволок в сочетании с порами между ними в пленке создает условия для генерации электрического тока. По мнению исследователей, с помощью Air-gen можно генерировать электроэнергию даже в условиях низкой влажности, сравнимых с пустыней Сахарой.

В лабораторном прототипе генератора удалось получить постоянное напряжение около 0,5 В на пленке толщиной 7 мкм с плотностью тока 17 мкА на квадратный сантиметр. Этого достаточно, чтобы обеспечить работу малогабаритной электроники. Но если запустить в производство так называемый патч Air-gen, то он сможет заменить аккумуляторы в браслетах для фитнеса, умных часах и мобильных телефонах.

Падающие с высоты капли — это не просто дождь, а возобновляемый источник электроэнергии

В Городском университете Гонконга (City university of Hong Kong) разработан электрогенератор на основе падающих капель воды с полевой транзисторной структурой (ПТС). Устройство обеспечивает очень высокую эффективность преобразования энергии и удельную мощность до 50,1 Вт/кв. м, что на несколько порядков выше, чем у аналогичных трибогенераторов.

Исследователи применили для сбора энергии от ударов падающих капель устройство, состоящее из верхней политетрафторэтиленовой пленки на подложке из оксида индия и олова, и алюминиевого электрода. Падая на верхний слой и растекаясь, капли соединяют алюминиевый электрод и электрод из оксида индия и олова. Тем самым компоненты создают электрическую систему с замкнутым контуром, преобразуя обычный межфазный эффект в объемный эффект и увеличивая мгновенную плотность мощности.

В лабораторном генераторе капля воды объемом 100 микролитров (0,1 г), падающая с высоты 15 см, генерирует напряжение более 140 В, зажигая 100 светодиодных лампочек. Кинетическая энергия падающей воды обусловлена гравитацией и может рассматриваться как возобновляемая. По мнению исследователей, этот метод получения электроэнергии применим везде, где вода попадает на твердую поверхность — от корпуса судна до зонтика.

«Из света в тень перелетая»

Солнечные электростанции используют энергию солнечного света, и любое изменение оптимального угла падения лучей, а уж тем более тень снижают эффективность фотопанелей. Однако ученые из Национального университета Сингапура (National university of Singapore, NUS) создали SEG-генератор (Shadow-effect energy generator), использующий эффект солнечной тени. Электрический ток в генераторе возникает благодаря разности потенциалов между участками с контрастным освещением. SEG-генератор работает наиболее эффективно тогда, когда половина его поверхности освещена ярким солнцем, а другая находится в тени. Генерирующая поверхность состоит из ячеек, в которых на кремниевую подложку нанесена сверхтонкая пленка золота.

В помещении удельная плотность электромощности устройства составляет 0,14 мкВт на квадратный сантиметр, а полученной под воздействием тени энергии (1,2 В) достаточно для управления электронными часами.

Кроме того, SEG может служить датчиком движения с автономным питанием, отслеживая перемещение теней, и использоваться в интеллектуальных сенсорных системах. Благодаря рентабельности, простоте и стабильности, SEG имеет широкие перспективы применения — от выработки «зеленой» энергии до силовой электроники, уверяют исследователи.

Источники электроэнергии вокруг нас

Электричество, которое присутствует в домах, офисах, рабочих помещениях и автомобилях, создает низкоуровневые магнитные поля. В Пенсильванском университете (University of Pennsylvania) разработан способ для сбора этих случайных магнитных полей и преобразования их энергии в электричество.

Ученые использовали композитную структуру, сложив вместе два разных материала. Один из них является магнитострикционным и преобразует магнитное поле в напряжение, а другой — пьезоэлектрическим и преобразует напряжение или колебания в электрическое поле.

Чтобы получить электроэнергию, тонкие, как бумага, генераторы длиной около 1,5 дюйма (3,8 см) размещаются на приборах, источниках света и в других местах наибольшего магнитного поля. На расстоянии 4 дюймов (более 10 см) от обогревателя такое устройство производило достаточно электроэнергии для питания 180 светодиодных матриц, а на расстоянии 8 дюймов (почти 20,5 см) — для питания цифрового будильника.

По мнению разработчиков, эта технология имеет значение при проектировании интеллектуальных зданий, в которых применяются автономные беспроводные сенсорные сети для дистанционного мониторинга и управления.

Бактерии для биохимической генерации энергии

Получением электроэнергии с помощью различных микроорганизмов занимаются многие изобретатели во всем мире. Исследователи из Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» создали макет биотопливной установки для получения электричества с помощью штаммов сине-зеленых водорослей Anabaena и Synechococcus, которые обладают бактериальной структурой клеток. Эти водоросли способны использовать солнечный свет для получения энергии, воду в качестве донора электронов, а углекислый газ из воздуха для получения углеродсодержащих соединений.

Лабораторная модель биотопливного элемента на основе водорослей позволила сгенерировать электроэнергию под действием солнечного света. Чтобы увеличить эффективность установки, петербургские ученые оптимизировали параметры наноструктурированных анодов из различных углеродных материалов, на которые осаждались микроорганизмы. Ячейка с бактерией Synechococcus на гибридном углеродном аноде показала наибольшую эффективность — 183 мВт/кв. м.

Электростанция галактического масштаба

Черные дыры обладают колоссальной энергией, и за последние полвека ученые предложили немало вариантов, как воспользоваться этим источником или его искусственным аналогом. На этот раз физики Лука Комиссо (Luca Comisso) из Колумбийского университета (Нью-Йорк, США) и Фелипе Асенжо (Felipe A. Asenjo) из Университета Адольфо Ибаньеса (Саньтьяго, Чили) предложили новый способ получения энергии из черных дыр путем размыкания и повторного соединения линий магнитного поля вблизи горизонта событий.

Эта область пространства обычно заполнена плазмой из остатков вещества, еще не поглощенного черной дырой. Формируя «косички» из линий магнитного поля, можно заставить заряженные частицы ускоряться до околосветовых скоростей либо в направлении вращения черной дыры, либо против.

Частицы плазмы, которые двигаются против вращения, будут иметь противоположный спин, получат отрицательную энергию и исчезнут в гравитационной яме. А двигающиеся в направлении вращения частицы ускорятся и смогут избежать хватки черной дыры, а также унести часть ее энергии. По подсчетам исследователей, если когда-нибудь можно будет реализовать такой процесс, то его производительность достигнет не менее 150 %.

почему мы не используем магнитную энергию Земли для производства электричества?

Любопытные дети — серия для детей. Если у вас есть вопрос, на который вы хотели бы получить ответ от эксперта, отправьте его по адресу [email protected]. Вам также может понравиться подкаст Imagine This, созданный совместно ABC KIDS listen и The Conversation на основе Любопытных детей.


Почему мы не используем магнитную энергию Земли для производства электричества? – ученица 5-го класса естественнонаучного класса г-жи Браун в начальной школе Нирим Саут, Виктория.


Привет!

Поначалу это звучит как хорошая идея, но не очень практичная. Прежде чем я объясню почему, позвольте мне сначала объяснить, как мы вырабатываем электричество на случай, если кто-то, читающий это, еще не знает.

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

Другими словами, противоположности притягиваются.

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

Все, к чему можно прикоснуться, состоит из атомов. Каждый атом окружен облаком электронов, беспорядочно движущихся, как пчелы вокруг улья, притягивающихся к положительным зарядам в центре (или «ядре») атома.

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


Читать далее: Любознательные дети: Как и почему магниты слипаются?


Как создать электрический ток

Существует три основных способа получения электрического тока.

Во-первых, это аккумуляторы. В батареях происходит «электрохимическая реакция», которая заставляет электроны перемещаться от атома одного типа к атому другого типа с более сильным притяжением к электронам. Батарея предназначена для того, чтобы заставить эти электроны проходить по проводу в ваши электронные устройства.

Второй способ — солнечные батареи. Энергия света поглощается электронами в так называемых «полупроводниках» (обычно кремний), что заставляет электроны двигаться, создавая электрический ток.

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

Вращение катушки провода в сильном магнитном поле

Третий способ заключается в быстром перемещении электрического провода через магнитное поле. Вы должны сделать это, потому что электроны в проводе не могут чувствовать магнитную силу, если они не движутся.

Чтобы всем хватило тока, вы должны провести много проводов через магнитное поле. Мы делаем это, быстро вращая катушку (содержащую множество витков проволоки) в сильном магнитном поле.

При каждом обороте катушки электроны получают толчок от магнитного поля, перемещая их. Это создает электрический ток. В этой анимации S представляет «южный полюс» магнита, а N представляет «северный полюс». Анимация показывает только одну петлю проволоки, вращающуюся в магнитном поле. В реальном генераторе были бы сотни или даже тысячи циклов.

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

В большинстве генераторов каждый раз, когда катушка делает пол-оборота, электроны получают магнитный толчок. В следующем полуобороте они получают магнитный толчок в противоположном направлении. Это означает, что направление тока быстро меняется в течение многих циклов.

Электрический ток, который меняет направление, называется «переменный ток» или сокращенно AC. Батареи производят ток, который течет только в одном направлении, называемом «постоянный ток» или сокращенно DC.

В генераторах мы не берем энергию из магнитного поля. Энергия, идущая 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-то!) ответим на ваш вопрос: почему мы не используем магнитное поле Земли для выработки электроэнергии?

Величина тока, вырабатываемого генератором, в основном зависит как минимум от трех факторов: 1) количества витков проволоки в катушке, 2) скорости вращения катушки и 3) силы магнитного поля.

Магнитное поле Земли очень слабое, поэтому вы получите очень небольшой ток от вашего генератора.

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

Эти магниты маленькие, но мощные. Flickr/Бретт Джордан, CC BY

Их магнитные поля примерно в 6000 раз сильнее, чем магнитное поле Земли. Магнитные поля внутри электрических генераторов аналогичны этому.

Даже магниты на холодильник имеют магнитное поле примерно в 200 раз сильнее, чем земное.

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


Читать далее: Любознательные дети: почему с деревьев опадают листья?


Привет, любознательные малыши! У вас есть вопрос, на который вы хотели бы получить ответ от эксперта? Попросите взрослого отправить свой вопрос на адрес любопытного@theconversation.edu.au

. CC BY-ND

Укажите, пожалуйста, ваше имя, возраст и город, в котором вы живете. Мы не сможем ответить на все вопросы, но постараемся.

Магнитное поле Земли

Магнитосфера защищает поверхность Земли от заряженных частиц солнечного ветра и генерируется электрическими токами, расположенными во многих различных частях Земли. Она сжимается на дневной (Солнце) стороне силой прилетающих частиц и расширяется на ночной стороне. (Изображение не в масштабе.)

Разница между магнитным севером и «истинным» севером.

Магнитное поле Земли (и поверхностное магнитное поле ) приблизительно представляет собой магнитный диполь с полюсом S магнитного поля вблизи географического северного полюса Земли (см. географический южный полюс (см. Магнитный южный полюс). Это делает компас пригодным для навигации. Причину поля можно объяснить теорией динамо. Магнитное поле простирается бесконечно, хотя и ослабевает по мере удаления от источника. Магнитное поле Земли, также называемое 9-мГеомагнитное поле 0107 , которое эффективно простирается на несколько десятков тысяч километров в космос, формирует магнитосферу Земли. Палеомагнитное исследование австралийского красного дацита и подушечного базальта показало, что возраст магнитного поля составляет не менее 3,5 миллиардов лет. [1] [2]

Содержание

  • 0128
  • . магнитное поле и межпланетное магнитное поле.

    Земля в значительной степени защищена от солнечного ветра, потока энергичных заряженных частиц, исходящих от Солнца, своим магнитным полем, которое отклоняет большинство заряженных частиц. Некоторые из заряженных частиц солнечного ветра имеют попал в ловушку в радиационном поясе Ван Аллена. Меньшее количество частиц солнечного ветра успевает пройти, как по линии передачи электромагнитной энергии, в верхние слои атмосферы и ионосферы Земли в авроральные зоны. Солнечный ветер можно наблюдать на Земле только тогда, когда он достаточно силен, чтобы вызвать такие явления, как полярное сияние и геомагнитные бури. Яркие полярные сияния сильно нагревают ионосферу, заставляя ее плазму расширяться в магнитосферу, увеличивая размер плазменной геосферы и вызывая выход атмосферного вещества в солнечный ветер. Геомагнитные бури возникают, когда давление плазмы, содержащейся внутри магнитосферы, достаточно велико, чтобы раздуть и тем самым исказить геомагнитное поле.

    Солнечный ветер отвечает за общую форму магнитосферы Земли, и колебания его скорости, плотности, направления и увлеченного магнитного поля сильно влияют на местную космическую среду Земли. Например, уровни ионизирующего излучения и радиопомех могут варьироваться в сотни и тысячи раз; а форма и расположение магнитопаузы и головной ударной волны перед ней могут изменяться на несколько земных радиусов, подвергая геостационарные спутники воздействию прямого солнечного ветра. Эти явления в совокупности называются космической погодой. Механизм атмосферного обдирания обусловлен попаданием газа в пузырьки магнитного поля, срываемые солнечным ветром. [3] Изменения напряженности магнитного поля коррелируют с изменением количества осадков в тропиках. [4]

    Магнитные полюса и магнитный диполь

    Основные статьи: Северный магнитный полюс и Южный магнитный полюс

    Магнитное склонение относительно истинного севера в 2000 г. полюса могут быть определены как минимум двумя способами [5] .

    Часто магнитный полюс (падение) рассматривается как точка на поверхности Земли, где магнитное поле полностью вертикально. Другими словами, наклон поля Земли составляет 90° на Северном магнитном полюсе и -90° на Южном магнитном полюсе. На магнитном полюсе компас, удерживаемый в горизонтальной плоскости, указывает случайным образом, в то время как в противном случае он указывает почти на Северный магнитный полюс или в сторону от Южного магнитного полюса, хотя существуют локальные отклонения. Два полюса блуждают независимо друг от друга и не находятся в прямо противоположных положениях на земном шаре. Магнитный полюс падения может быстро мигрировать, для Северного магнитного полюса было сделано наблюдение до 40 км в год [6] .

    Магнитное поле Земли можно приблизительно сравнить с полем магнитного диполя, расположенного недалеко от центра Земли. Ориентация диполя определяется осью. Два положения, в которых ось диполя, наиболее точно соответствующего геомагнитному полю, пересекает поверхность Земли, называются северным и южным геомагнитными полюсами. Для наилучшего соответствия диполь, представляющий геомагнитное поле, должен быть расположен примерно в 500 км от центра Земли. Это приводит к тому, что внутренний радиационный пояс опускается ниже в южной части Атлантического океана, где поверхностное поле является самым слабым, создавая так называемую Южно-Атлантическую аномалию.

    Если бы магнитное поле Земли было совершенно диполярным, то геомагнитный и магнитный полюсы падения совпадали бы. Однако значительные недиполярные члены в точном описании геомагнитного поля приводят к тому, что положение двух типов полюсов оказывается в разных местах.

    Характеристики поля

    Напряженность поля на поверхности Земли колеблется от менее 30 микротеслас (0,3 Гс) на территории, включающей большую часть Южной Америки и Южной Африки, до более 60 микротеслас (0,6 Гс) вокруг магнитных полюсов на севере. Канаде и югу Австралии, а также в части Сибири. Средняя напряженность магнитного поля во внешнем ядре Земли составила 25 Гаусс, что в 50 раз сильнее, чем магнитное поле на поверхности. [9] [10]

    Поле похоже на поле стержневого магнита. Магнитное поле Земли в основном создается электрическими токами в жидком внешнем ядре. Ядро Земли горячее 1043 К, температуры точки Кюри, выше которой ориентация спинов в железе становится случайной. Такая рандомизация приводит к тому, что вещество теряет свою намагниченность.

    Конвекция расплавленного железа во внешнем жидком ядре вместе с эффектом Кориолиса, вызванным общим вращением планет, имеет тенденцию организовывать эти «электрические токи» в валы, выровненные вдоль полярной оси север-юг. Когда проводящая жидкость течет через существующее магнитное поле, индуцируются электрические токи, которые, в свою очередь, создают другое магнитное поле. Когда это магнитное поле усиливает первоначальное магнитное поле, создается динамо, которое поддерживает себя. Это называется теорией динамо, и она объясняет, как поддерживается магнитное поле Земли.

    Еще одной особенностью, которая магнитно отличает Землю от стержневого магнита, является ее магнитосфера. На больших расстояниях от планеты это доминирует над поверхностным магнитным полем. Электрические токи, наведенные в ионосфере, также генерируют магнитные поля. Такое поле всегда создается вблизи того места, где атмосфера находится ближе всего к Солнцу, вызывая ежедневные изменения, которые могут отклонять поверхностные магнитные поля на целых один градус. Типичные ежедневные колебания напряженности поля составляют около 25 нанотеслас (нТл) (т.е. ~ 1:2000), с изменениями в течение нескольких секунд обычно около 1 нТл (т.е. ~ 1:50000). [11]

    Вариации магнитного поля

    Вариации геомагнитного поля с момента последнего инверсии.

    Токи в ядре Земли, создающие ее магнитное поле, зародились не менее 3 450 миллионов лет назад. [12] [13]

    Магнитометры обнаруживают мельчайшие отклонения в магнитном поле Земли, вызванные артефактами из железа, печами, некоторыми типами каменных сооружений и даже канавами и отбросами в археологической геофизике. Используя магнитные инструменты, адаптированные из бортовых детекторов магнитных аномалий, разработанных во время Второй мировой войны для обнаружения подводных лодок, были нанесены на карту магнитные вариации на дне океана. Базальт — богатая железом вулканическая порода, слагающая дно океана, — содержит сильно магнитный минерал (магнетит) и может локально искажать показания компаса. Искажение было обнаружено исландскими мореплавателями еще в конце 18 века. Что еще более важно, поскольку присутствие магнетита придает базальту измеримые магнитные свойства, эти магнитные вариации предоставили еще одно средство для изучения глубоководного дна океана. Когда новообразованная порода остывает, такие магнитные материалы записывают магнитное поле Земли.

    Часто в магнитосферу Земли попадают солнечные вспышки, вызывающие геомагнитные бури, провоцирующие появление полярных сияний. Кратковременная нестабильность магнитного поля измеряется K-индексом.

    Недавно были обнаружены утечки в магнитном поле, которые взаимодействуют с солнечным ветром противоположным первоначальной гипотезе образом. Во время солнечных бурь это может привести к масштабным отключениям электроэнергии и сбоям в работе искусственных спутников. [14]

    См. также Магнитная аномалия

    Инверсия магнитного поля

    Основная статья: Геомагнитная инверсия от десятков тысяч до многих миллионов лет, со средним интервалом около 300 000 лет. [15] Однако последнее такое событие, называемое инверсией Брюнеса-Матуямы, произошло примерно 780 000 лет назад.

    Нет четкой теории относительно того, как могла произойти инверсия геомагнитного поля. Некоторые ученые создали модели ядра Земли, в которых магнитное поле лишь квазистабильно, а полюса могут спонтанно мигрировать из одной ориентации в другую в течение от нескольких сотен до нескольких тысяч лет. Другие ученые предполагают, что геодинамо сначала отключается либо спонтанно, либо в результате какого-то внешнего воздействия, такого как удар кометы, а затем перезапускается с магнитным «северным» полюсом, указывающим либо на север, либо на юг. Внешние события вряд ли могут быть обычными причинами инверсии магнитного поля из-за отсутствия корреляции между возрастом ударных кратеров и временем инверсии. Независимо от причины, когда магнитный полюс перескакивает с одного полушария на другое, это известно как инверсия, тогда как временные изменения наклона диполя, которые проводят ось диполя через экватор, а затем возвращаются к исходной полярности, известны как отклонения.

    Исследования потоков лавы на горе Стинс, штат Орегон, показывают, что магнитное поле могло смещаться со скоростью до 6 градусов в день в какой-то момент истории Земли, что серьезно ставит под сомнение общепринятое понимание того, как работает магнитное поле Земли. . [16]

    Палеомагнитные исследования, подобные этим, обычно состоят из измерений остаточной намагниченности изверженных пород вулканических извержений. Отложения, лежащие на дне океана, ориентируются по местному магнитному полю, сигнал, который можно зарегистрировать по мере их затвердевания. Хотя отложения магматических пород в основном парамагнитны, они содержат следы ферри- и антиферромагнитных материалов в виде оксидов железа, что придает им способность обладать остаточной намагниченностью. На самом деле, эта характеристика довольно распространена во многих других типах горных пород и отложений, встречающихся по всему миру. Одним из наиболее распространенных из этих оксидов, обнаруживаемых в месторождениях природных горных пород, является магнетит.

    В качестве примера того, как это свойство магматических пород позволяет нам определить, что поле Земли в прошлом менялось на противоположное, рассмотрим измерения магнетизма через океанские хребты. Прежде чем магма выйдет из мантии через трещину, она имеет чрезвычайно высокую температуру, выше температуры Кюри любого оксида железа, который она может содержать. Лава начинает остывать и затвердевать, как только попадает в океан, что позволяет этим оксидам железа в конечном итоге восстановить свои магнитные свойства, в частности, способность удерживать остаточную намагниченность. Если предположить, что единственное магнитное поле, присутствующее в этих местах, связано с самой Землей, эта затвердевшая порода намагничивается в направлении геомагнитного поля. Хотя напряженность поля довольно слабая, а содержание железа в типичных образцах горных пород невелико, относительно малая остаточная намагниченность образцов находится в пределах разрешающей способности современных магнитометров. Затем можно измерить возраст и намагниченность образцов затвердевшей лавы, чтобы определить ориентацию геомагнитного поля в древние эпохи.

    Обнаружение магнитного поля

    Отклонения модели магнитного поля от измеренных данных, данные, созданные спутниками с чувствительными магнитометрами распад около 10% за последние 150 лет. [17] Спутник Magsat и более поздние спутники использовали 3-осевые векторные магнитометры для исследования трехмерной структуры магнитного поля Земли. Более поздний спутник Эрстеда позволил провести сравнение, указывающее на динамическое геодинамо в действии, которое, по-видимому, порождает альтернативный полюс под Атлантическим океаном к западу от Южной Африки. [18]

    Правительства иногда используют подразделения, специализирующиеся на измерении магнитного поля Земли. Это геомагнитные обсерватории, обычно входящие в состав национальной геологической службы, например, обсерватория Эскдалемуир Британской геологической службы. Такие обсерватории могут измерять и прогнозировать магнитные условия, которые иногда влияют на связь, электроэнергию и другую деятельность человека. (См. магнитная буря.)

    Международная сеть магнитных обсерваторий в режиме реального времени, объединяющая более 100 взаимосвязанных геомагнитных обсерваторий по всему миру, записывает магнитное поле Земли с 1991.

    Военные определяют характеристики местного геомагнитного поля, чтобы обнаружить аномалии на естественном фоне, которые могут быть вызваны значительным металлическим объектом, таким как затопленная подводная лодка. Как правило, эти детекторы магнитных аномалий летают на самолетах, таких как британский Nimrod, или буксируются в качестве инструмента или набора инструментов с надводных кораблей.

    В коммерческих целях геофизические разведочные компании также используют магнитные детекторы для выявления природных аномалий в рудных телах, таких как Курская магнитная аномалия.

    Животные, включая птиц и черепах, могут обнаруживать магнитное поле Земли и использовать его для навигации во время миграции. [19] Коровы и дикие олени, как правило, выравнивают свои тела с севера на юг во время отдыха, но не тогда, когда животные находятся под высоковольтными линиями электропередач, что наводит исследователей на мысль, что за это ответственен магнетизм. [20] [21]

    Сейсмоэлектромагнетизм — область исследований, направленная на прогнозирование землетрясений.

    Примечания 9

    Дайсон, П.Дж. (2009). «Биология: электрические коровы». Природа 458 (7237): 389. doi:10.1038/458389a. PMID 19325587.
  • Внешние ссылки


    • Уильям Дж. Броуд, Укажет ли компас на юг? . New York Times, 13 июля 2004 г.
    • Джон Роуч, Почему магнитное поле Земли переворачивается? . National Geographic, 27 сентября 2004 г.
    • Когда север идет на юг . Проекты в области научных вычислений, 1996.
    • Трехмерный симулятор заряженных частиц магнитного поля Земли . Инструмент, предназначенный для трехмерного моделирования заряженных частиц в магнитосфере.. [Требуется подключаемый модуль VRML]
    • Великий магнит, Земля , История открытия магнитного поля Земли Дэвидом П. Стерн.
    • Исследование магнитосферы Земли , Образовательный веб-сайт Дэвида П. Стерна и Маурисио Передо

    Магнитное поле Земли

    Магнитное поле Земли

    Магнитное поле Земли похоже на что из стержневого магнита наклонен на 11 градусов от ось вращения Земля. Проблема с этой картинкой заключается в том, что температура Кюри железо около 770 С. Ядро Земли горячее, чем это, и, следовательно, не магнитный. Так как же Земля получила свое магнитное поле?

    Магнитные поля окружают электрические токи, поэтому мы предполагаем, что циркулирующие электрические токи в расплавленном металлическом ядре Земли являются источником магнитного поля. Токовая петля создает поле, подобное земному. Величина магнитного поля, измеренная на поверхности Земли, составляет около половины гаусса и опускается к Земле в северном полушарии. Магнитуда изменяется по поверхности Земли в диапазоне от 0,3 до 0,6 Гс.

    Магнитное поле Земли объясняется динамо-эффектом циркулирующего электрического тока, но оно непостоянно по направлению. Образцы горных пород разного возраста в одинаковых местах имеют разное направление постоянной намагниченности. Сообщается о 171 инверсии магнитного поля за последние 71 миллион лет.

    Хотя детали динамо-эффекта подробно не известны, вращение Земли играет роль в генерации токов, которые, как предполагается, являются источником магнитного поля. Mariner 2 обнаружил, что у Венеры нет такого магнитного поля, хотя содержание железа в ее ядре должно быть таким же, как у Земли. Период вращения Венеры, составляющий 243 земных дня, слишком медленный, чтобы вызвать динамо-эффект.

    Взаимодействие земного магнитного поля с частицами солнечного ветра создает условия для явления полярных сияний вблизи полюсов.

    Северный полюс стрелки компаса является магнитным северным полюсом. Его притягивает географический Северный полюс, который является южным магнитным полюсом (противоположные магнитные полюса притягиваются).

    Данные Земли
    Индекс

    Концепции магнитного поля

    Токи как источники магнитного поля

      91445
    Гиперфизика***** Электричество и магнетизм R Ступица Назад

    На простой вопрос «откуда у Земли магнитное поле?» у не есть простой ответ. Кажется очевидным, что генерация магнитного поля связана с вращением Земли, поскольку Венера с аналогичным составом железного ядра, но с периодом вращения 243 земных дня, не имеет измеримого магнитного поля. Конечно, кажется правдоподобным, что это зависит от вращения жидкого металлического железа, которое составляет большую часть внутренней части, а модель вращающегося проводника приводит к термину «динамо-эффект» или «геодинамо», вызывая образ электрического генератора. .

    Конвекция приводит в движение жидкость внешнего ядра, и она циркулирует относительно Земли. Это означает, что электропроводящий материал движется относительно магнитного поля Земли. Если он может получить заряд за счет некоторого взаимодействия, такого как трение между слоями, может быть создана эффективная токовая петля. Магнитное поле токовой петли могло бы поддерживать магнитное поле земли типа магнитного диполя. Крупномасштабные компьютерные модели приближаются к реалистичному моделированию такого геодинамо.

    Магнитное поле Земли
    Index

    Magnetic field concepts

    Currents as magnetic sources

    Reference
    Ladbury

     
    HyperPhysics***** Electricity and Magnetism R Nave
    Назад

    Бьорнеруд рассказывает историю кораблей ВМС США, буксирующих чувствительные магнитометры по дну океана в 1950-х годах в рамках стратегии «холодной войны» по поиску способов обнаружения советских подводных лодок и сокрытия их.

    Когда нормальное магнитное поле Земли было вычтено, были отклонения порядка 10% от магнетизма пород морского дна, которые показали изменение направления.

    На приведенном выше графике Геологической службы США показана схема инверсий примерно до 4 млн лет, определенная калий-аргоновым датированием.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *