La sfârșitul secolului trecut, marele Nikola Tesla a demonstrat lumii întregi transmiterea energiei electrice printr-un fir deschis și fără legătură. Sa întâmplat că esența acestui fenomen rămâne neclară astăzi. Se știe, de asemenea, că inginerul Stanislav Avramenko a încercat cu succes să repete celebrul experiment. Dar, din câte știm, esența fizică a acestui fenomen nu este menționată nicăieri …
Aici vom încerca să înțelegem într-o formă accesibilă cum poate fi aranjat „acesta”.
Puteți începe cu faptul că în originile cunoașterii despre electricitate a apărut ideea existenței unui fluid electric care poate curge de la corp la corp în anumite condiții. A fi în abundență și lipsă. B. Franklin a introdus odată conceptul de electricitate pozitivă și negativă. D. K. Maxwell în cercetările sale teoretice a folosit o analogie directă între mișcarea unui fluid și mișcarea electricității.
Acum, desigur, știm că curentul electric este mișcarea electronilor (în acest caz într-un metal), care se mișcă atunci când apare o diferență de potențial. Cum puteți explica mișcarea electronilor într-un fir?
Să luăm ca exemplu un furtun de udare bine cunoscut. Condițiile sunt după cum urmează: există apă în interiorul său, iar capetele sunt înfundate cu dopuri. Cum să faci lichidul să se miște în el. Da, nu cum, dacă nu rotiți lichidul de la un capăt, astfel încât rotația acestuia să fie transmisă la celălalt capăt în furtun. Deci, pentru a face apa „să se miște” în furtun, trebuie să o mutați nu într-una, ci alternativ, într-o direcție, apoi în cealaltă, adică să creați un curent alternativ de fluid în furtun.
Dar, deoarece în acest caz apa din furtun nu se va deplasa de-a lungul nostru, atunci, la reflecție, vom înțelege că este necesar să atașăm un recipient pe ambele părți la capetele furtunului (după scoaterea dopurilor). Lasă-i să fie sub formă de cilindri. Este clar pentru toată lumea că acestea sunt nave comunicante. Dacă punem un piston într-un recipient, atunci mutându-l în jos, forțăm apa din primul container să curgă prin furtun către un container îndepărtat. Dacă acum ridicăm pistonul în sus, atunci datorită umezirii (lipirii) pistonului și a apei, mutăm apa înapoi în recipient cu pompa printr-un furtun dintr-un volum îndepărtat.
Dacă se continuă manipularea descrisă, atunci un furtun de fluid alternând în direcție va apărea în furtun. Dacă reușim să punem un filator cu pale (elice) în furtun, în orice loc al acestuia (să fie transparent), atunci va începe să se rotească într-o direcție, apoi în cealaltă. Confirmând că un fluid în mișcare transportă energie în sine. Cu aceasta este clar, dar ce zici de sârmă, poate cineva va întreba? Să răspundem: totul este la fel.
Să ne amintim ce este un electroscop? Să ne amintim - acesta este un dispozitiv elementar pentru detectarea încărcăturii. În forma sa cea mai simplă, este un borcan de sticlă cu capac de plastic (izolator). Capacul închide borcanul. O tijă metalică este filetată prin capacul din mijloc, o bilă din același material cu care tija rămâne deasupra capacului, pe cealaltă parte a tijei în partea de jos, petalele ușoare din folie atârnă una față de cealaltă în borcan, se pot mișca liber una de alta și înapoi. Să ne reamintim că, dacă frecați un băț de ebonit cu o bucată de lână, ca urmare a căruia este încărcat, și apoi îl aduceți în vârful electroscopului - o bilă, atunci frunzele electroscopului din bancă se vor dispersa imediat la un anumit unghi, confirmând că electroscopul este încărcat.
Video promotional:
După această procedură, vom plasa al doilea electroscop neîncărcat (cu petale căzute) la o distanță de trei metri de primul. Să conectăm ambele electroscopuri cu sârmă goală, ținându-ne de degetele noastre de partea izolată din mijloc. În momentul în care firul atinge bilele superioare ale ambelor electroscopuri, vom vedea că al doilea electroscop neîncărcat va prinde imediat viață - frunzele sale se vor dispersa la un unghi mai mic decât cel al primului, iar în electroscopul original vor cădea ușor. Acum, electroscopul arată că ambele au sarcini, au curs de la prima capacitate de bilă la capacitatea de bilă a celui de-al doilea electroscop. Sarcinile ambelor electroscoape au devenit egale una cu cealaltă. Aici ne devine clar că electronii au curs - un curent instantaneu a apărut în fir. Dacă acum organizăm încărcarea și apoi descărcarea primului electroscop de la un capăt într-un mod constant,atunci este destul de clar că un curent electric alternativ va curge prin firul dintre electroscoape. La aceasta adăugăm că primul electroscop trebuie încărcat cu un semn și descărcat cu altul.
Dacă vom lua orice curs de fizică detaliat, vom vedea că totul este descris acolo. Cu excepția faptului că un astfel de proces poate fi făcut permanent și, de asemenea, nu se menționează aplicabilitatea acestuia. Destul de ciudat, deoarece o astfel de sarcină ne descurcă pe mulți dintre noi.
Continuând acest subiect, putem spune că se poate susține că binecunoscuta metodă de inducție electrostatică (influența prin câmp) poate realiza același proces continuu, adică excitația unui curent electric alternativ printr-un singur conductor. Dacă acționați cu un corp încărcat pe o minge sau o sferă din apropiere dintr-o margine, de exemplu, cu un băț de abanos frecat, într-un mod variabil și fără a-l atinge, atunci apropiați bățul de sfera-minge, apoi scoateți-l.
În principiu, nimic nu se va schimba dacă rotim, de exemplu, folosind un motor, două bile electret situate diametral cu sarcină opusă în apropierea unei sfere din apropiere și a unei bile. Curentul va trece de la mingea noastră de-a lungul conductorului până la capacitatea de bilă de la distanță și înapoi.
Puteți utiliza o mașină de electrofor (cu ajutorul acesteia puteți separa și acumula sarcini de semn opus) sau un generator electrostatic alimentat de rețea, care joacă același rol. Dacă alternativ furnizăm de la generatorul electrostatic un plus, apoi un minus la o bilă situată îndeaproape (puteți organiza comutarea folosind 2 relee sau chei semiconductoare), atunci când plusul este conectat, electronii vor proveni de la capacitatea de bilă de la distanță prin cablu și când minusul este conectat la din aceeași bilă-container, electronii vor scăpa înapoi. Aici este necesar să ne amintim că atunci când apare o diferență de potențial într-un conductor, puterea câmpului electric devine constantă în procesul nostru. Acum, că electronii au unde să se scurgă - (în containere-bile),atunci metoda de inducție electromagnetică poate fi utilizată pentru a excita curentul alternativ. Adică, dacă în orice loc al conductorului se răsucește o spirală din ea, acționând apoi dinamic alternativ pe ea cu un magnet, vom obține același rezultat. Din aceasta devine clar că un transformator poate fi folosit și în acest scop. Curentul poate apărea și din influența alternativă asupra capacităților bilelor opuse - adică de la ambele capete. Pentru a crea un potențial mare al capacității bilelor, prin încărcarea directă sau prin metoda inducției electrostatice, este posibil să se aplice binecunoscutul principiu al generatorului Van de Graaff. Cu ajutorul unui astfel de generator, se poate crea un potențial de milioane de volți - deci o tensiune relativ ridicată.apoi acționând alternativ dinamic asupra acestuia cu un magnet, obținem același rezultat. Din aceasta devine clar că un transformator poate fi folosit și în acest scop. Curentul poate apărea și din influența alternativă asupra capacităților bilelor opuse - adică de la ambele capete. Pentru a crea un potențial mare al capacității bilelor, prin încărcarea sa directă sau prin metoda inducției electrostatice, se poate aplica principiul binecunoscut al generatorului Van de Graaff. Cu ajutorul unui astfel de generator, se poate crea un potențial de milioane de volți - deci o tensiune relativ ridicată.apoi acționând alternativ dinamic asupra acestuia cu un magnet, obținem același rezultat. Din aceasta devine clar că un transformator poate fi folosit și în acest scop. Curentul poate apărea și din influența alternativă asupra capacităților bilelor opuse - adică de la ambele capete. Pentru a crea un potențial mare al capacității bilelor, prin încărcarea sa directă sau prin metoda inducției electrostatice, este posibil să se aplice binecunoscutul principiu al generatorului Van de Graaff. Cu ajutorul unui astfel de generator, se poate crea un potențial de milioane de volți - deci o tensiune relativ ridicată.prin încărcarea sa directă sau prin metoda inducției electrostatice se poate aplica binecunoscutul principiu al generatorului Van de Graaff. Cu ajutorul unui astfel de generator, se poate crea un potențial de milioane de volți - deci o tensiune relativ ridicată.prin încărcare directă sau prin inducție electrostatică, se poate aplica binecunoscutul principiu al generatorului Van de Graaff. Cu ajutorul unui astfel de generator, se poate crea un potențial de milioane de volți - deci o tensiune relativ ridicată.
În plus față de cele de mai sus, să ne amintim că fulgerele lovesc uneori din nori (de sus) și, uneori, de la pământ în sus, alteori între nori. Acest lucru confirmă din nou indirect că transmisia curentului alternativ în conductor este posibilă.
Este demn de remarcat faptul că un curent constant se poate face întotdeauna din curent alternativ.
Acum, dacă instalăm generatoarele adecvate (noi) în centralele electrice, atunci se poate transmite mai multă energie prin liniile electrice vechi decât acum, deoarece aceeași putere poate fi transmisă prin mai puține fire - restul va fi eliberat.
Folosind metoda menționată de inducție electrostatică, este posibilă transferarea energiei electrice sub forma unei perturbări a câmpului electric din partea „noastră” în punctul opus al planetei, deoarece Pământul este o bilă conductoare și, mai mult, încărcată, iar sarcinile pot fi separate - polarizate (spre opus). Luând semnalul original de către receptorul corespunzător în punctul antipodal, am primit în general o metodă nu numai pentru transferul de energie, ci și informații. Deoarece la un moment dat modulăm semnalul, la altul demodulăm. Apropo, principiul modulației-demodulare este aplicabil comunicațiilor cu un singur fir. Trebuie remarcat faptul că transferul de energie și informații către „celălalt” punct al Pământului poate fi efectuat dacă cineva influențează inductiv câmpul magnetic al planetei din punctul „nostru”.
Nu ne vom opri pe principiul „torsiunii” de transmitere a energiei electrice printr-un fir (pentru a roti câmpul electric și, împreună cu acesta, electronii dintr-o margine, astfel încât rotația să fie transferată pe cealaltă margine din fir).
În ceea ce privește lungimea maximă a firului, aceasta depinde de potențialul capacității de bilă. Aceeași capacitate depinde de propria rază.
Acum să vorbim despre ceea ce N. Tesla poate nu a făcut. Aici autorul intenționează să enunțe o ipoteză, care se poate dovedi funcțională, adică să corespundă realității.
Odată ce autorul a făcut următorul experiment: un magnet cilindric permanent a fost suspendat de un fir. Când s-a liniștit, un alt magnet de același fel i-a fost adus la distanță - cu polul opus, astfel încât să apară o oarecare deviere a primului. Pentru a împiedica (primul) magnet suspendat să se întoarcă pe fire, i s-au impus două legături plate din laturi, astfel încât acesta (primul) să se poată deplasa strict de-a lungul unui arc (în funcție de raza suspensiei) într-un singur plan. Deci, când s-au făcut toate acestea, experimentatorul a lovit brusc câmpul celui de-al treilea magnet pe câmpul celui de-al doilea - magnet intermediar și staționar (toți magneții erau orientați unul de celălalt de poli opuși). După un impact puternic al câmpului celui de-al treilea asupra magnetului intermediar, primul din partea cealaltă a celui fix intermediar a zburat și el brusc în lateral. Din aceasta, cel mai probabilrezultă că pulsul a fost transmis de-a lungul câmpului magnetic al magneților care interacționează. Acest lucru este la fel ca în cazul bine-cunoscut atunci când zece bile identice contigue se află pe o linie pe o suprafață orizontală netedă. Și dacă acum lovim o minge extremă - nouă rămân la locul lor, ca înainte, iar ultima minge de la capătul opus sare.
Dacă acest lucru este posibil cu bile, atunci de ce este imposibil cu un număr de magneți orientați opus (un caz special), care sunt la distanță unul de celălalt și sunt fixați rigid în interiorul unui tub flexibil. Dacă energia este trecută printr-un astfel de nou „fir”, acționând mai întâi de la un capăt al acestuia cu un impuls ascuțit al unui câmp magnetic, atunci acesta poate fi primit la celălalt capăt al firului folosind un receptor de câmp magnetic. Sau dacă luăm un fir solid de fier și îl magnetizăm strict astfel încât orientarea liniilor de câmp să fie paralelă cu axa sa, atunci vom obține din nou un nou fir care poate îndeplini și funcția menționată, adică transmite un impuls prin câmpul magnetic al „firului” cu de o parte și de cealaltă.
Același lucru se poate spune despre bilele încărcate în mod similar, sau mai bine despre bilele electret (cu același nume) sau despre un fir electret (solid). Doar în acest caz este necesar să „lovim” cu un câmp electric de la un capăt, astfel încât impulsul să fie transmis celuilalt.
Implementarea acestei idei va atrage după sine crearea unei noi generații de tehnologie.
Și, încheind povestea, se poate susține că transferul de energie nemecanică prin mijloace noi printr-un fir este real. Depinde de implementare.
S. Makukhin
