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
Газета «Энергетика и промышленность России» | № 1 (53) январь 2005 года
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.
Верхом на магнитном поле / Наука / Независимая газета
Всем, кто интересуется историей техники, хорошо известно имя Николы Теслы (1856–1943). Известно и то, что им был якобы создан загадочный электромобиль. Во всяком случае, сам изобретатель утверждал, что электромобиль его конструкции черпает энергию из окружающего пространства.
Об экспериментах Теслы писали в 1931 году многие американские газеты. Информация в большинстве публикаций сводится к следующему: Тесла снял бензиновый двигатель с нового автомобиля фирмы Pierce-Arrow и заменил его стандартным электромотором переменного тока мощностью в 80 л.с. (1800 об/мин) без видимых внешних источников питания. В коробке размером 60х30х15 см он смонтировал какую-то схему из 12 электронных ламп, нескольких резисторов, проводов и двух стержней, торчащих снаружи.
Укрепив коробку за сиденьем водителя, он выдвинул стержни и объявил: «Теперь у нас есть энергия!» С этими приспособлениями он ездил на машине со скоростью до 150 км/ч! Разумеется, у очевидцев возникал вопрос об источнике энергии. Тесла отвечал кратко: «Из эфира, который вокруг нас!» Суеверные американцы заподозрили его в связях с нечистой силой. Ученого это рассердило, он удалил из машины таинственную коробку и возвратился в свою нью-йоркскую лабораторию.
Некоторые исследователи считают, что гениальный серб мог использовать в своем генераторе магнитное поле Земли (МПЗ), настраивая свою схему высокочастотного переменного тока в резонанс с его «пульсом» частотой около 7,5 Гц.
Идея использования МПЗ для получения электрического тока не нова. Например, она рассматривается разработчиками тросовых космических систем. Ведутся и другие исследования в области практического применения МПЗ.
Кандидат физико-математических наук Евгений Тимофеев, сотрудник РКК «Энергия», уже несколько лет работает в этом направлении.
Совершенствуя свое устройство, автор изобретения сумел к настоящему времени довести ЭДС примерно до 0,5 милливольта (при скорости движения около 1 м/с). В таком случае кому как не Тимофееву уместно задать вопрос, какими энергетическими возможностями обладал Никола Тесла? Ответ был подробным и популярным.
«В окружающем пространстве легко обнаруживается энергия солнечного излучения и магнитного поля Земли, – поясняет Тимофеев. – Однако воспользоваться энергией солнечного излучения Тесла не мог. Это было связано с отсутствием необходимых в то время устройств ее преобразования в электрическую энергию. Поэтому «в руках» у Теслы была только энергия МПЗ. В вопросе использования энергии солнечного излучения человечество достигло сегодня наибольшего прогресса. А вот к использованию энергии МПЗ мы только-только приступаем. Таким образом, можно утверждать, что, несмотря на существующие научные достижения, мы в некоторой степени находимся примерно в той же ситуации, что и Тесла лет 75 назад».
Для движения электромобиля нужна мощность около нескольких киловатт. Из приведенных выше значений ЭДС видно, что пути ее увеличения есть. Для этого достаточно увеличить обмотку соленоида и скорость его движения. И Тесла мог использовать такой генератор в качестве источника тока, питающего двигатель. Упоминавшиеся же электролампы и резисторы не более чем шутка гениального изобретателя, сознательно уводящего читателей от истины.
«Тесла схитрил еще один раз, – считает Тимофеев, – не упомянув о наличии устройства, необходимого для создания первоначальной скорости электромобиля. Таким устройством могла для его целей служить либо аккумуляторная батарея, либо заведенная пружина, раскрутившая соленоид. В противном случае ЭДС создать не удастся».
В отличие от Тимофеева Тесла обладал значительными людскими и финансовыми ресурсами, что позволило ему достаточно быстро достичь нужного результата. Но зачем великому физику понадобилось скрывать свой основной результат и принцип работы электромобиля? На это Евгений Иванович ответил предположением: «Возможно, Тесла обнаружил свойства магнитного экранирования случайно, а отсутствие научного толкования помешало продолжению работ. Однако Тесла достиг главного: загадка его электромобиля до сих пор тревожит умы современных исследователей».
И скорее всего долго еще будет тревожить┘
Комментарии для элемента не найдены.
Вечный двигатель | ЗАО «МПО Электромонтаж»
В прошлом году, в период разнузданной подготовки к концу света, СМИ были взбудоражены ещё одной сенсационной вестью: в инновационном центре Сколково, в рамках десятилетнего юбилея международной премии Глобальная энергия, при участии двух Нобелевских лауреатов, десятка отечественных и зарубежных академиков, и просто выдающихся учёных из 9 стран состоится дискуссия о перспективах создания вечного двигателя с демонстрацией конкретных проектов.
Но ведь perpetuum mobile, производящий полезной работы больше, чем сообщаемая ему энергия, принято считать невозможным — в силу противоречия уже известному нам закону сохранения и превращения энергии.
Может, в Сколково решили, что мы накануне каких-то открытий, которые «разрешат» вечное движение? Удалось же, как официально сообщили учёные ЦЕРН, на Большом адронном коллайдере разогнать нейтрино быстрее скорости света — вопреки специальной и общей теориям относительности Эйнштейна!
Между тем, изобретатели игнорируют запреты теорий и творят проекты если не повергающие их, то хоть приближающиеся к осуществлению недостижимого. Ни одна Академия наук не признаёт вечных двигателей. Но в Международной патентной классификации имеются разделы для них, поскольку заявки рассматриваются с точки зрения научной и технологической новизны, а не практической осуществимости — а порой предлагаются интересные, реальные конструктивные решения, способы снижения энергопотерь, новые материалы.
Давайте посмотрим некоторые из них.
Самые примитивные и абсолютно неработоспособные — системы, где электродвигатель приводит во вращение генератор, энергия которого идет на питание двигателя и, одновременно, внешних потребителей. Вариант: маломощный мотор движет генератор большой мощности с помощью умножителя мощности, например, гидравлического пресса.
Модели, использующие взаимодействие электрического, магнитного и гравитационного полей, конечно — не вечный двигатель, но некоторые реально работают некоторое время.
Генератор А. Хаббарда — вокруг центрального электромагнита расположены катушки, в которых после первичного импульса поочередно возникают импульсы, генерирующие в центральной катушке вращающееся магнитное поле, инициирующее последующее самовозбуждение всей системы.
Л. Дж. Гендершот построил генератор, использующий «ток Земли» при правильной ориентации относительно земного магнитного поля (наилучшие результаты в направлении север-юг).
Конвертор Г. Колера из постоянных магнитов с катушками и двух соленоидов, вложенных один в другой, запускается их смещением относительно друг друга. Мощность, потребляемая нагрузкой, намного превышает мощность, потребляемую устройством от батарей. Предполагается, что источником энергии является магнитная система.
Двойной соленоидальный генератор японского ученого Ш. Сеика на основе электрического эквивалента ленты Мёбиуса с диском из специального сплава и ферритовым блоком. На вход подаётся трёхфазное напряжение, создающее вращающееся электромагнитное поле — на выходе наблюдается постоянное увеличение потенциала (от 3 В до 40 В за 3 месяца), которое автор объясняет поглощением энергии гравитационного поля Земли.
Т. Браун получил патент на тележку, которая развивала скорость 600 миль в час, используя энергию электрического поля в 2 000 электронвольт.
В 1990 году американец Ф. Свит изобрёл «вакуумный триодный усилитель» на бариевых магнитах, генерировавший мощность до 50 кВт. При работе системы Флойд отмечал антигравитационный эффект — уменьшение её веса, и охлаждение магнитов. Источником энергии он назвал некое интенсивное некогерентное излучение, которое существует в любой точке Вселенной.
Многие проекты содержат идеи вращения роторов электрического двигателя постоянными магнитами, вращающегося магнитного экрана, магнитного отталкивания постоянных магнитов, конструкций с внешним магнитным ротором и центральным статорным электромагнитом.
Группа товарищей написала новые законы электродинамики, в том числе Правило Черногорова-Скомороха-Тришина: «Электромагнитные двигатели, в которых момент вращения определяется силами Кулона при взаимодействии магнитных полей полюсов системы, расположенной на роторе, с магнитными полями полюсов системы, расположенной на станине, называются двигателями с системой взаимодействия. Такие двигатели принадлежат к необратимым двигателям, поскольку у них полностью отсутствует противо ЭДС и с них невозможно получить генераторы» — это цитата. Далее: «Можно построить непрерывно действующую электрическую машину, которую один раз запустив, выполняла бы работу без получения энергии извне. Это не противоречит законам Кулона и правилу Черногорова-Скомороха-Тришина».
В области радиотехники и электроники разработана идея резонансного вечного двигателя, основанная на использовании энергии резонирующего колебательного контура (индукционная катушка и конденсатор), возбуждённого частотой, равной его собственной, для стабилизации амплитуды и частоты его колебаний, тем самым сделав его независимым от внешних источников.
Наиболее смелым в электроперпетууммобилестроении надо признать проект, согласно которому, под воздействием особых электромагнитных полей физический вакуум, подобно воде или воздуху, будет двигаться и вращать турбинку, а если присоединить к турбинке электрогенератор, то вырабатывать электроэнергию в 50–100 раз больше, чем было затрачено вначале. Авторы уже готовы организовать продажу вакуум-генераторов мощностью 100 кВт в шкафчике 2×0,7×0,7 м по цене 6000 евро. (Философы и физики, пока на давшие определения физическому вакууму, в рабочем порядке считают его просто состоянием материи, явившимся первоосновой мира).
Очень интересны, в смысле вечного движения, перспективы сверхпроводниковой (СП) энергетики. Полученные в СП электромагнитах поля сверхмощны, сверхмощные СП трансформаторы сверхкомпактны. Изобретены работающие при СП управляющие и запоминающие приборы для сверхскоростных систем. СП используется в ЯМР-томографах, накопителях энергии, установках для идеальных магнитного и радиационного экранирования, в Большом адронном коллайдере.
Коль скоро при температуре, близкой к абсолютному нулю (-273,16 °C), сопротивление некоторых металлов (их 24, и более тысячи сплавов) падает почти до нуля, в электрической цепи ток при отключении от источника питания продолжает протекать в течение нескольких дней — при поддержании этой температуры. А недавно открыты сверхизоляционные свойства некоторых… сверхпроводников. Так если по контуру из сверхпроводника ток может бегать бесконечно, а сверхизолятор бесконечно будет хранить запасённый в нём заряд, то и получится вечный двигатель! Правда, нужен вечный охладитель.
Кстати, а что такое — вечный? Мы же можем говорить только о каком-то, пусть большом, периоде, в котором действуют конкретные физические условия…
А Международная энергетическая неделя в Сколково, действительно, проходила, собирался весь цвет российской и международной науки, действительно, состоялась бурная дискуссия: российские ученые твёрдо настаивали на развитии атомной энергетики, а европейцы — на использовании энергии ветра, солнца и биотехнологий. И ни слова о perpetuum mobile, невозможность которого, в рамках нынешних представлений о времени, пространстве, веществе и энергии — действительно большое открытие (как и заявляет наша рубрика). Видимо, утку в СМИ запустил кто-то из Сколковских пиарщиков, как когда-то майя пошутили насчёт конца света.
Что же касается недостижимых целей — они вечно были, есть и пусть будут. А жажда одолеть неподвластное — и упрямство, проявленные на пути к ним — порой приближают нас к новым большим открытиям.
Магнитное поле Земли оказалось почти на миллиард лет старше
Вкрапления циркона в кварце
John Tarduno et al. / PNAS, 2020
Ученые подтвердили существование мощного магнитного поля Земли уже 4,2 миллиарда лет назад, в древнейшую геологическую эпоху — Катархей. Это стало известно благодаря детальному изучению древних вкраплений кристаллов циркона, обнаруженных в недрах гряды Джек Хиллс в Австралии. До этого исследования считалось, что нельзя получить достоверную информацию о магнитном поле старше 3,4 миллиарда лет. Работа, опубликованная в Proceedings of the National Academy of Sciences, поможет понять эволюцию ядра планеты и ее атмосферы, что важно для исследования зарождения жизни на Земле.
В ядре Земли постоянно текут конвективные потоки жидкого металла, работающие как естественный генератор магнитного поля, — магнитное динамо. Магнитное поле отражает солнечный ветер, без чего атмосфера планеты постепенно бы сдувалась, а вода распадалась на кислород и водород. Чистый водород, будучи очень легким, плохо удерживается силой притяжения и постепенно улетучивается в космос. Таким образом, без магнитного поля на Земле не смогла бы сохраниться вода и зародиться жизнь.
Обычно историю земной магнитосферы изучают по остаточной намагниченности древних пород. Тела приобретают индукцию при помещении в магнитное поле, но некоторые материалы могут сохранить индуктивность и после того, как внешнее поле исчезнет. Измеряя эту остаточную индуктивность, можно вычислить характеристики поля, которое ее породило. Проблема, однако, в том, что древнейшие доступные для изучения горные породы хранят информацию не старше 3,4 миллиарда лет: предыдущие данные стерты геологическими метаморфозами, прежде всего — сильным нагревом в земных недрах и химическими изменениями.
Для того, чтобы обойти это ограничение, можно исследовать древние вкрапления не изменившихся минералов в более молодые осадочные породы. У этого метода есть существенные ограничения, в том числе, количество таких вкраплений в образце должно быть весьма велико, и они должны быть организованы в единый плотный домен.
Циркон — наиболее привлекательный минерал для такого анализа, поскольку он весьма стабилен и время его формирования легко датировать. Пригодные для такого метода исследования образцы были найдены в геологическом обнажении Дискавери в гряде Джек Хиллс, в Австралии. Самые старые зерна циркона оттуда образовались 4,2 миллиарда лет назад и хранят информацию о той эпохе.
Критики этого метода утверждают, что значительная часть намагниченности в найденных образцах вторична и образовалась уже после отложения кристаллов циркона в породу. Они обнаружили в кристаллах микровключения магнетита и следы относительно молодых трещин, через которые, по их мнению, он туда и попал, и предположили, что магнитный след циркона из Джек Хиллс загрязнен этими более поздними включениями. Также оппоненты сомневались в возможности отделить остаточную индукцию самих кристаллов от индукции окружающего их кварца.
A) общий вид кристалла циркония, B) C) D) вкрапления магнетита
John Tarduno et al. / PNAS, 2020
В ответ на это группа ученых во главе с Джоном Тардуно (John Tarduno) из Рочестерского университета в первую очередь решила проверить, действительно ли намагниченность окружающего кварца может повлиять на метод исследования. Для этого они воссоздали температуру 575 градусов Цельсия и магнитное поле силой 61 микротесла, при которых формировались найденные образцы, и поместили в эти условия сначала циркон, а затем окружающий его минерал. Выяснилось, что кварц не сохраняет существенного магнитного следа, в отличие от зерен циркона.Далее ученые детально изучили образцы при помощи электронного микроскопа и обнаружили, что нет однозначной связи между трещинами и включениями магнетита, что опровергает гипотезу позднейшего загрязнения. Кроме того, некоторые магниты меняют свои свойства в зависимости от температуры, их магнитное поле можно блокировать и разблокировать, а для разных материалов эти температуры разные. Исследования при низких (около 300 градусов Цельсия) температурах разблокировки магнитного поля показали, что картина намагниченности была бы другой в случае, если бы за остаточную индукцию отвечали эти вкрапления.
Авторы исследования заключили, что можно с уверенностью говорить о существовании земного магнитного поля, а значит, и конвективных потоков лавы, уже 4,2 миллиарда лет назад, в эпоху Катархея, вскоре после импактного события, сформировавшего Луну. Также в эту эпоху наблюдаются изменения интенсивности магнитного поля примерно в два раза: их невозможно объяснить нагревом или охлаждением земного ядра. Вероятно, эти изменения были вызваны увеличением количества оксида магния в магме, который усиливает эффект динамо.
Ранее ученые пересмотрели дату исчезновения магнитного поля Луны, исследовав образцы, полученные миссией Аполлон-15. Оказалось, что оно исчезло всего миллиард лет назад, на миллиард лет позже, чем ранее считалось.
Василий Зайцев
Двигатель без топлива – Газета Коммерсантъ № 130 (1774) от 24.07.1999
Газета «Коммерсантъ» №130 от , стр. 9
 Двигатель без топлива
Работает от Солнца и Земли
В Московском институте электромеханики разработан прототип космического двигателя, работающего от магнитного поля Земли и электрической энергии солнечных батарей и не расходующего ни грамма топлива. Такого двигателя еще не было ни в космосе, ни на земле, ни у нас, ни у американцев. Изобретение может иметь огромное коммерческое значение, поскольку позволит сохранить на орбите спутники, погибающие вместе с исчерпанием топливного ресурса.
Десятки спутников стоимостью каждый в несколько миллионов долларов ежегодно превращаются в неуправляемый бесполезный металлолом просто потому, что у них кончается топливо (точнее, «рабочее тело»). Ведь для нормальной работы спутников связи необходимо время от времени запускать двигатели и проводить маневры, поддерживающие положение на заданной орбите, а на борт можно взять лишь очень небольшой запас топлива. Двигатель, не требующий топлива и использующий энергетическую схему другого типа, был бы здесь спасительным решением.
Именно такого типа двигатель предложен ведущим научным сотрудником НИИ электромеханики Рудольфом Бихманом (НИИ электромеханики — участник программы создания метеорологических спутников серии «Метеор»). Предупреждая естественные вопросы, скажем сразу, что Бихман не одержимый изобретатель-одиночка и не случайный человек в области космической техники. Управление космическими аппаратами является его основной специальностью.
Пусть и не вечный двигатель, но бесплатный
Схема работы двигателя станет понятна каждому, кто способен вспомнить школьный курс физики. Вокруг Земли существует постоянное магнитное поле. В полном соответствии с теорией на изолированный разомкнутый проводник с током в магнитном поле действует сила (сила Ампера, направление которой определяется правилом левой руки). Но изолированных разомкнутых проводников в природе не существует. Существуют только замкнутые проводники (контуры), на половинки которых действуют взаимно уравновешивающие силы. Поэтому считается, что замкнутый проводник в магнитном поле не может создать линейной силы (тяги). Однако ситуация может измениться, если внести в эту схему некоторые важные изменения. Во всяком случае, так считает изобретатель Бихман.
Основная идея изобретения состоит в следующем: чтобы создать нужную тягу, необходимо изолировать одну половинку замкнутого проводника (контура) от магнитного поля. В этом случае на одну часть проводника (не изолированную от магнитного поля Земли) будет действовать сила Ампера, а в изолированной от магнитного поля половине никакой силы не возникнет. Таким образом, одна из двух сил останется неуравновешенной — она-то и создаст тягу. Для создания тяги на спутнике достаточно разместить замкнутый проводник, одна половинка которого будет изолирована от магнитного поля Земли. Пропуская через проводник электрический ток, можно создать такую же силу (тягу), какую создают обычные ракетные двигатели. Только если время работы обычного ракетного двигателя ограничено запасом топлива, то новый электрический двигатель может работать сколь угодно долго, была бы только электроэнергия и внешнее магнитное поле. Запас электроэнергии можно всегда пополнить от солнечных батарей, ну а уж бесплатного магнитного поля Земли на наш век хватит. Тяга у такого двигателя небольшая, но в космосе большего и не требуется. Для изменения орбиты спутника достаточно очень маленькой тяги, лишь бы двигатель мог ее создавать в течение длительного времени — порядка часов и суток.
Прошлый раз тоже говорили — ничего не выйдет
Г-ну Бихману удалось официально зарегистрировать свое изобретение. Факт регистрации означает прохождение предварительной экспертизы, а также гарантирует автору приоритет и подтверждение авторства. От регистрации до выдачи патента проходит немалый срок (несколько месяцев). В это время проходит окончательная экспертиза. После выдачи патента автор получает право коммерческого использования изобретения (продажа прав на использование, получение штрафов за нелегальное использование и т. п.). На сегодня у Рудольфа Бихмана имеется только право на приоритет, а патент, дающий право торговать изобретением, еще не получен, хотя заявка на него уже подана.
Революционная идея нового космического двигателя не вызвала большого энтузиазма у коллег. Напротив, она до сих пор вызывает большие сомнения, ведь в учебниках написано, что замкнутый контур в магнитном поле силу создать не может. А раз «не может», то и двигателя никакого быть не может и, следовательно, говорить не о чем. Кроме того, уж больно простой получается двигатель — моток проволоки, половина которого упрятана в непрозрачную для магнитного поля трубку. И все. Если бы все было так просто, почему бы кому-нибудь другому не изобрести подобное раньше, говорят скептики.
Имеются недоверчивые отзывы коллег и из других организаций. Заместитель директора по науке Института прикладной механики и электродинамики (НИИПМЭ, Москва) Владимир Ким сообщил в ответ на наш запрос, что возможности перемещения аппаратов в космосе путем пропускания токов через проводники неоднократно анализировались, но получить перемещение их центра масс оказалось невозможно.
Недоверие коллег, однако, не смущает г-на Бихмана. «Когда,— говорит он,— я первым сделал систему ориентации для спутников ‘Метеор’ с использованием замкнутых контуров с током, то все специалисты тоже говорили — ничего не выйдет. А сейчас это серийные двигатели, и они летают в космосе уже тридцать лет».
Эта штука работала, и даже при свидетелях
Для убеждения неверующих Рудольф Бихман соорудил демонстрационную установку. Эксперимент получился убедительным. Действующую модель двигателя экспериментаторы подвесили на проволоке как маятник и замеряли амплитуду колебаний. Если амплитуда увеличивается, значит, двигатель создал тягу вдоль вектора скорости. Если же амплитуда колебаний уменьшается, значит, двигатель создает тягу против скорости. Эксперимент показал наличие тяги, которая к тому же изменялась при изменении направления тока. О чем и был составлен протокол.
В этом опыте двигатель с потребляемой мощностью 90 Вт и массой 10 кг создавал силу около 5 г. Для сравнения: существующие отечественные электроракетные двигатели с тягой 15 г имеют массу 40 кг, потребляют мощность 450 Вт и, главное, расходуют невосполнимый запас рабочего тела в темпе 70 мг в секунду. Время непрерывной работы такого традиционного двигателя — всего несколько месяцев.
Мы связались с коллегами Бихмана по институту, присутствовавшими при опыте,— старшим научным сотрудником Аллой Куриленко и ведущим научным сотрудником Павлом Олейником. Они подтвердили, что «принимали участие в испытаниях макетного образца двигателя и с удивлением констатировали наличие развиваемой двигателем линейной силы за счет взаимодействия с магнитным полем Земли».
Тем не менее, осторожное отношение начальства к изобретению Рудольфа Бихмана не изменилось, и это можно понять. Одно дело, когда оформляется коллективная заявка на усовершенствование какого-нибудь агрегата,— тут все ясно и риска никакого. Другое дело — «изобретение века», к тому же сделанное индивидуально и в инициативном порядке. Пока работоспособность двигателя не будет подтверждена многократно и одна из российских космических фирм не согласится провести испытания электрического двигателя уже в реальном полете, отношение к изобретению вряд ли изменится.
ИВАН Ъ-ШВАРЦ
Украинские ученые разработали устройство для беспроводной передачи энергии
Украинские изобретатели запатентовали устройство для беспроводной передачи энергии и нашли способ получать бесплатную энергию из воздуха, об этом говорится в программе телеканала ICTV «Секретный фронт».
В передаче рассказывается о том, как отечественным ученым удается зажигать лампы без проводов и розеток, а также описываются подробности открытия, которое, на их взгляд, сможет сделать Украину энергонезависимым государством:
«У нас проблема: на сегодняшний день мы находимся в состоянии конфликта с основным поставщиком энергоресурсов, — говорит эксперт по энергетике Валентин Землянский. – Нам нужно что-то делать внутри страны. Это вопрос энергобезопасности, это вопрос выживания страны и ее граждан».
«Нужно внести в возбужденное электромагнитное поле люминесцентную лампу. Видно, что она горит – значит мы констатируем факт, что антенна излучает электрическую энергию» — показывает действие своей установки физик Николай Бельдий. – Если приблизить лампу, она начинает ярче светиться. Это говорит о том, что есть энергетическая замкнутая связь между излучающей антенной и принимающей антенной, таким образом можно наглядно продемонстрировать, что энергетическое поле перемещается на расстояние».
Оказывается, взятый из сети электрический ток уникальная антенна излучает в воздух, возбуждая при этом электромагнитное поле Земли. Именно энергия этого поля и питает лампочку. Более того, эта антенна способна передавать электромагнитную волну до других таких антенн, которые находятся на удалении от источника.
Точно также с горящей лампой в руках «красовался» 1893 году на международной выставке в Чикаго легендарный изобретатель Никола Тесла. На глазах изумленной публики Тесла пропустил через свое тело электрический ток напряжением 2 млн. вольт.
«Тесла безусловно был гениальным изобретателем и ученым, — отмечает заместитель министра образования и науки Украины Максим Стриха. – Часть его изобретений мы до сих пор используем: именно благодаря ему мы используем переменный ток в быту, во всех наших электроприборах».
Тесла был первым, кто предложил передавать электроэнергию без проводов и попытался получить бесплатную энергию из воздуха. Гениальный изобретатель утверждал, что наша планета – гигантский источник энергии, и нужно лишь научиться эту энергию собирать. Тесла мечтал о мире, в котором каждый желающий в любом уголке Земли сможет пользоваться бесплатной электроэнергией из воздуха.
В то время еще не было сверх мощных технологичных решений, но падение в 1908 году Тунгусского метеорита, которое привело к колоссальным разрушениям (мощность взрыва составила 20 мегатонн что вызвало взрывную волну, которая повалила все деревья на территории площадью 22 тыс. квадратных километров и дважды обогнула земной шар) многие связывают с экспериментами Тесла по беспроводной передаче электроэнергии на дальние расстояния.
Так называемый проект «Ворденклиф» (Wardenclyffe Tower), больше известный как «Башня Теслы», был создан изобретателем как раз для того, чтобы осуществить свою мечту о беспроводной передаче энергии, она также могла служить станцией радиовещания и телефонии. Для своих экспериментов на острове Лонг-Айленд (недалеко от Нью-Йорка) Тесла построил лабораторию и 57-метровую башню, под которой расположилась 37-метровая стальная шахта. Башню увенчивал 55-тонный металлический купол диаметром 20 метров.
С помощью этого оборудования Тесла собирался подарить всем людям на земле бесплатную электроэнергию, получаемую из воздуха. Но, как показывает история, если инновация угрожает монополии определенных бизнес-кругов, то ее внедрение может и не произойти. Когда Тесла был уже совсем близок к воплощению своей цели, в 1943 году гениального ученого, якобы случайно, сбил автомобиль. Более того, значительная часть его архивов бесследно исчезла.
Существует версия, что убийство Теслы заказали владельцы мощных мировых энергетических корпораций, поскольку воплощение идеи бесплатной электроэнергии для всего человечества гарантировано избавило бы их от прибыли в сотни миллиардов долларов.
Не пропустите:
Украинские ученые сейчас находятся практически в шаге от воплощения в жизнь мечты Теслы. Сейчас отечественные изобретатели завершают исследования по созданию мощного генератора бесплатной электроэнергии из воздуха для бытового использования каждой украинской семьей.
На сегодняшний день население уже практически не способно оплачивать тот установленный уровень тарифов. Например, средняя платежка в селах за свет и отопление может достигать 2000 грн., для некоторых людей это просто неподъемные деньги.
Стоить отметить, что в последнее время к наработкам украинских физиков стали проявлять повышенный интерес энергетические гиганты. Именно поэтому работы по созданию генератора проводятся в закрытых лабораториях.
«Мне лично делали предложение из Китая, Израиля и Германии, чтобы переехать туда и ускорить этот процесс, — говорит один из авторов технологии Николай Бельдий. – Однако я полагаю, что необходимо производить этот продукт в Украине».
Как же работает устройство за которым устроили охоту энергетические корпорации? Мощный генератор бесплатной электроэнергии, который сейчас разрабатывается в закрытой лаборатории, приводится в действие с помощью обычного аккумулятора. Далее система уже сама себя питает за счет возбужденного электромагнитного поля и аккумулирует необходимое количество электроэнергии для использования в бытовых целях. Устройство будет располагаться на крыше дома или на любом другом открытом пространстве. Мощность источника энергии будет составлять около 5,5 кВт.
Также украинские ученые готовятся запустить в серийное производство прибор, который позволит заряжать мобильные устройства от энергии окружающего пространства. Каждый аппарат будет иметь встроенную миниатюрную антенну, которая будет аккумулировать энергию в автоматическом режиме.
Когда исследователи доведут свою работу до конца, граждане Украины смогут не платить за свет и сэкономить почти 31 млрд. грн в год – именно столько оплачивают все украинцы за использованную в частных домохозяйствах электроэнергию. Более того, если вся Украина перейдет на электроэнергию из воздуха, она сможет ежегодно экспортировать 150 млрд. кВт*ч электроэнергии, зарабатывая при этом 120 млрд. грн.
Читайте также: eCozy позволит сэкономить 30% на отоплении, украинский энергосберегающий стартап
Источник: ictv.ua
А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!
Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!
Индукционный метод поиска. Способы подключения генератора при поиске трассы КЛ :: Ангстрем
В продолжении статьи: «Индукционный метод поиска. Общий принцип обследования местности.» мы подробно рассмотрели наиболее часто используемые способы подключения генератора к коммуникациям при поиске трассы кабельной линии.
Подключение генератора по схеме «жила — земля»
При этом способе подключения конец неповрежденной жилы кабеля присоединяют к одной из выходных клемм генератора. Вторую клемму генератора соединяют с заземлителем, которым может служить: специальный заземляющий наконечник (металлический стержень длиной 0,5 м. с подключенным к нему проводом), вбитый в землю на расстоянии 8-15 м. от кабеля, водопроводная сеть или металлическая опора линии электропередачи. Второй конец неповрежденной жилы также заземляют. На рисунке приведена схема подключения «неповрежденная жила — земля»
Непосредственное подключение генератора по схеме «неповрежденная жила — земля»Выходной ток генератора протекает в основном через присоединенную неповрежденную жилу кабельной линии и замыкается через землю. Вокруг кабеля возникает поле, интенсивность которого слабо зависит от удаления от начала кабеля. Это поле можно прослушивать на протяжении всей линии и тем самым определять ее местонахождение. Однако некоторая часть обратного тока может протекать не через землю, а через броню или экран кабеля. Это приводит к некоторому общему ослаблению интенсивности поля. Причина ослабления поля в том, что направления токов в жиле и оболочке кабельной линии противоположны и поля от них частично компенсируются. Кроме того, происходит постепенное ослабление интенсивности поля вдоль кабельной линии. Это обусловлено емкостным током, величина которого уменьшается при удалении от начала кабеля. На рисунке показана интенсивность магнитного поля над кабелем при подключении генератора по схеме «неповрежденная жила — земля».
Интенсивность магнитного поля над кабелем при подключении генератора по схеме «неповрежденная жила-земля»Подключение генератора по схеме «жила — броня»
При этом способе неповрежденную жилу подключают к одной из выходных клемм генератора, а другую клемму соединяют с броней (экраном) кабельной линии. На другом конце кабельной линии неповрежденную жилу также соединяют с броней (экраном) кабельной линии. Подключение генератора к кабельной линии по схеме «неповрежденная жила — броня»
Непосредственное подключение генератора по схеме «неповрежденная жила — броня»Выходной ток генератора протекает по неповрежденной жиле и возвращается по броне (экрану) кабеля. Токи в жиле и броне протекают в противоположных направлениях, поэтому интенсивность результирующего магнитного поля вокруг кабеля уменьшается.
Непосредственное подключение генератора с использованием неповрежденной жилы и брони удобно использовать для определения местоположения кабельной линии на местности. В случае полного обрыва кабеля или короткого замыкания (между жилами или между жилами и броней) в кабеле все соединения на противоположном конце кабеля не имеют смысла.
Подключение генератора к работающей кабельной линии через фильтр присоединения
Поиск трассы кабеля активным методом (с использованием генератора) возможен не только для обесточенного кабеля, но и для кабеля находящегося под нагрузкой, без отключения от питающего напряжения. Это становится возможным из-за большой разницы между рабочей частотой кабеля и частотой поискового генератора (обычно более 1кГц). Для реализации указанных возможностей индукционный генератор подключают к работающей кабельной линии через так называемый фильтр присоединения.
Схема подключения генератора к кабельной линии через фильтр присоединения показана на рисунке:
Подключение генератора через фильтр присоединенияАмплитудно-частотная характеристика фильтра присоединения показана на следующем рисунке. Из этого рисунка видно, что фильтр присоединения представляет собой фильтр верхних частот. Он свободно пропускает в кабельную линию ток от индукционного генератора и предотвращает попадание рабочего напряжения кабеля на генератор.
Амплитудно-частотная характеристика фильтра присоединенияПосле подключения к работающей кабельной линии индукционного генератора в ней протекают одновременно токи двух частот: 50 Гц и рабочей частоты генератора, например 9796 Гц. Принимая индукционным приемником сигналы на частоте 9796 кГц, можно определить точное местонахождение трассы работающей кабельной линии, в том числе при наличии других работающих кабельных линий.
Индуктивная связь генератора с кабельной линией или металлическим трубопроводом
Индуктивная связь используется в тех случаях, когда необходимо исследовать определенную местность на наличие кабельных линий, металлических трубопроводов или иных электропроводных коммуникаций, например перед проведением земляных работ, или когда невозможно непосредственно подключить генератор к коммуникации.
Сигнал в коммуникации наводится с помощью подключенной к выходу генератора индукционной катушки (рамки). Индукционную катушку, подключенную к генератору, располагают на поверхности земли над предполагаемым местом нахождения кабельной линии или иной коммуникации. Принцип индуктивной связи генератора с кабельной линией показан на рисунке:
Принцип индуктивной связи генератора с кабельной линиейВыходной ток генератора протекает по виткам индукционной рамки и вызывает появление магнитного поля, проходящего через окно рамки. Это поле проникает через землю и охватывает кабельную линию или трубопровод. В кабеле или трубопроводе начинает протекать индуцированный ток. Этот ток в свою очередь вызывает появление магнитного поля, которое опоясывает кабель (трубопровод) и может быть принято индукционным приемником. Таким образом, появляется возможность обнаружить кабельную линию (трубопровод) без непосредственного подключения к ним генератора.
Рассмотрим некоторые особенности определения местонахождения кабельных линий или металлических трубопроводов при индуктивной связи с ними генератора звуковых частот. На рисунке ниже изображено положение рамки, при котором эффективность индуктивной связи генератора с кабельной линией будет наибольшей. Методика определения местонахождения кабельной линии или трубопровода при индуктивной связи с ними генератора звуковых частот поясняется на рисунке:
Определение местонахождения кабельной линии или металлического трубопровода при индуктивной связи с генераторомСогласно рисунку можно рекомендовать следующую методику определения местонахождения кабельной линии или трубопровода:
- Расположить индукционный приемник на местности в зоне предполагаемого местонахождения кабельной линии или трубопровода. Поисковая катушка должна находиться в центре обследуемой зоны.
- К выходу генератора, имеющего автономное питание, подключить индукционную рамку.
- Исключить возможность прямой связи индукционной рамки генератора с индукционным приемником. Для этого отнести генератор от приемника на расстояние не менее 15 метров. Установить плоскость индукционной рамки генератора перпендикулярно поверхности земли по направлению на приемник.
- С включенным генератором начать обход местности вокруг приемника по окружности, сохраняя ориентировку плоскости рамки генератора перпендикулярно поверхности земли и по направлению на приемник.
- При пересечении места прохождения кабельной линии или металлического трубопровода приемником будет зафиксирован максимальный сигнал. Отметить указанное местонахождение генератора и продолжать обход местности до завершения окружности. Отметить другое место пересечения трассы на местности.
- Обойти указанную местность еще раз и проверить найденные ранее точки пересечения.
- Расположить генератор непосредственно над обнаруженной кабельной линией и определить точное место прохождения трассы, проходя с приемником по обследуемой местности, от одной отмеченной точки до другой.
Электроэнергия из магнитного поля Земли
& bullet; Physics 9, 91
Лазейка в результате классического электромагнетизма может позволить простому устройству на поверхности Земли генерировать крошечный электрический ток из магнитного поля планеты.
P. Reid / Univ. Эдинбурга
Отслеживание вращения Земли. Хотя магнитное поле Земли не выровнено точно с осью вращения планеты, есть компонент поля, симметричный относительно этой оси.Предлагаемое устройство, взаимодействующее с этим компонентом, будет извлекать энергию из вращения Земли для производства электроэнергии. Отслеживание вращения Земли. Хотя магнитное поле Земли не выровнено точно с осью вращения планеты, есть компонент поля, симметричный относительно этой оси. Предлагаемое устройство, взаимодействующее с этим компонентом … Показать ещеP. Reid / Univ. Эдинбурга
Отслеживание вращения Земли. Хотя магнитное поле Земли не выровнено точно с осью вращения планеты, есть компонент поля, симметричный относительно этой оси.Предлагаемое устройство, взаимодействующее с этим компонентом, будет извлекать энергию из вращения Земли для производства электроэнергии. ×Может показаться, что классическая электромагнитная теория преподнесет немного сюрпризов, но два исследователя утверждают, что один аспект полученной мудрости неверен. Теоретически они показывают, что устройство, пассивно сидящее на поверхности Земли, может генерировать электрический ток за счет взаимодействия с магнитным полем Земли. Мощность предлагаемого устройства будет измеряться в нановаттах, но, в принципе, ее можно увеличить.
Эксперимент столетней давности показал, что если любой электромагнит с цилиндрической симметрией (симметрией стержневого магнита) вращается вокруг своей длинной оси, его магнитное поле не вращается [1]. В магнитном поле Земли есть компонент, симметричный относительно оси вращения (который не совмещен с магнитными полюсами), поэтому согласно этому старому принципу осесимметричный компонент не вращается. Любой неподвижный объект на поверхности Земли проходит через эту составляющую поля, которая постоянна на любой заданной широте.
Другой основной результат электромагнетизма гласит, что электрический ток не будет развиваться внутри проводящего объекта, движущегося через однородное магнитное поле. Заряды внутри материала испытывают боковую силу, которая, в принципе, может производить ток. Но смещения электронов и ядер атомов быстро создают статическое электрическое поле, противодействующее магнитной силе. Равновесие между электрическими и магнитными силами устанавливается быстро, поэтому после небольшой начальной перестройки нет чистого движения заряда.
Этот принцип, кажется, подавляет любую идею о том, что стационарное устройство на поверхности Земли, движущееся с постоянной скоростью через невращающуюся часть поля Земли, может генерировать любую электрическую энергию. Но Крис Чиба из Принстонского университета и Кевин Хэнд из Лаборатории реактивного движения в Пасадене, Калифорния, увидели путь вперед.
Чтобы создать ток в проводнике, им нужно было создать магнитную силу на электронах, которую нельзя было полностью нейтрализовать электрической силой.Используя то, что они называют лазейкой в традиционном аргументе о невозможности, теоретики показывают, что существуют конфигурации магнитных полей, которые нельзя устранить электрически; однако для этих конфигураций требуются особые условия.
Исследователи показывают, что такая конфигурация магнитного поля возможна в проводящей цилиндрической оболочке из материала с необычными магнитными свойствами. Во-первых, они указывают, что (как показали другие) магнитное поле внутри такой оболочки, расположенной на поверхности Земли, скажем, ориентированной вертикально на экваторе, значительно меньше поля снаружи.По мере того, как этот объект пронизывает поле планеты, он постоянно сталкивается с однородным полем Земли и искажает его в некоторую неоднородную конфигурацию, при которой поле подавляется во внутреннем пространстве. Если магнитные свойства материала оболочки препятствуют быстрому искажению входящего поля, то поле никогда не достигнет той конфигурации, в которой оно находилось бы в состоянии покоя. Чиба и Хэнд утверждают, что возникающая магнитная сила не может быть нейтрализована возникающим электрическим полем. Команда показывает, что в этой ситуации электрический ток может течь по определенным замкнутым путям внутри цилиндрической оболочки.Электроды могут подключаться к этому источнику энергии, который, как доказывают Чиба и Хэнд, в конечном итоге исходит из энергии вращения Земли.
Чтобы разработать свое новое устройство, Чибе и Хэнд понадобился проводящий материал с таким необычным магнитным откликом — сложная комбинация. В качестве примера такого материала они обнаружили марганцево-цинковый феррит под названием MN60, который имеет нужные свойства, будучи, по словам Чибы, «плохим проводником, проводимость которого составляет примерно одну десятую проводимости морской воды».
Во многом из-за плохой проводимости мощность, которую прогнозирует команда, мала.Цилиндр длиной 20 см и диаметром 2 см будет генерировать десятки нановатт при десятках микровольт. Чиба думает, что есть способы увеличить эти цифры, но подчеркивает, что первая задача — это экспериментальное испытание, чтобы показать, что механизм действительно работает.
Филип Хьюз, радиоастроном из Мичиганского университета в Анн-Арборе, изучающий магнитогидродинамику астрофизических объектов, говорит, что механизм Чибы и Хэнда «основан на физике звука», но менее оптимистично настроен по поводу возможности масштабирования.Чиба говорит, что если механизм окажется правильным — а он непреклонен в том, что только эксперименты могут сказать наверняка, — он надеется, что инженеры начнут работать над улучшением результатов. Одна из возможностей, которую стоит изучить, предполагает он, — это двухслойный цилиндр, в котором медленный магнитный материал индуцирует геометрию поля, генерирующего ток, в соседнем материале с более высокой проводимостью.
Это исследование опубликовано в Physical Review Applied .
–Дэвид Линдли
Дэвид Линдли — внештатный научный писатель из Александрии, штат Вирджиния.
Ссылки
- С. Дж. Барнетт, «Об электромагнитной индукции и относительном движении», Phys. Ред. (Серия I) 35 , 323 (1912).
Тематические области
Статьи по теме
Другие статьиЭлектромагнетизм — Можно ли использовать магнитное поле Земли для выработки электричества?
электромагнетизм — Можно ли использовать магнитное поле Земли для выработки электричества? — Обмен физическими стекамиСеть обмена стеками
Сеть Stack Exchange состоит из 177 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.
Посетить Stack Exchange- 0
- +0
- Авторизоваться Зарегистрироваться
Physics Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для активных исследователей, ученых и студентов-физиков.Регистрация займет всего минуту.
Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществуКто угодно может задать вопрос
Кто угодно может ответить
Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх
Спросил
Просмотрено 59k раз
$ \ begingroup $Поскольку у Земли есть магнитное поле, теоретически можно ли пропустить ее через проводящую металлическую катушку для создания электричества?
Qmechanic ♦148k2828 золотых знаков355355 серебряных знаков17581758 бронзовых знаков
Создан 19 мая.
хмирхмир25311 золотых знаков22 серебряных знака66 бронзовых знаков
$ \ endgroup $ 1 $ \ begingroup $Не совсем.Одно только магнитное поле не создает электричество. Изменяется магнитное поле. Магнитное поле Земли действительно немного меняется, но не настолько, чтобы действительно создавать много.
Другой вариант — переместить индуктор в магнитном поле. Магнитное поле Земли довольно однородно на коротких расстояниях, поэтому катушка должна двигаться быстро и очень далеко, чтобы генерировать много энергии. Для этого потребуется больше энергии, чем создается (по крайней мере, на поверхности Земли).
Несколько лет назад был эксперимент (Space Tether Experiment) по протаскиванию проводника через магнитное поле Земли с помощью космического челнока.Я не знаю, насколько это жизнеспособно, потому что я думаю, что это истощает орбитальную энергию.
Создан 19 мая ’13 в 6: 172013-05-19 06:17
Брэндон Энрайт11.6k1717 золотых знаков4848 серебряных знаков7575 бронзовых знаков
$ \ endgroup $ 6 $ \ begingroup $На самом деле, можно использовать магнитное поле Земли для выработки электричества.Спутник в форме петли большого диаметра на орбите вокруг Земли будет генерировать ток в этой петле и может использоваться для питания чего-либо, но за счет быстро ухудшающейся орбиты. С другой стороны, солнечные батареи, создающие ток в той же петле, могут вывести спутник на более высокую орбиту.
Передача энергии с орбитальной системы этого типа в другое место, а также большие технические проблемы, связанные со сверхпроводниками.
Создан 23 дек.
$ \ endgroup $ $ \ begingroup $Я думал об этом в последнее время, но я думаю, что вы упустили кое-что, о чем вы все говорите, что для вращения катушки потребуется много энергии. У меня есть возражение, это зависит от формы катушки и ее положения. использованный материал.Я думаю, что если бы катушка была сделана широкой и не длинной и просто проходила достаточно горизонтально от поверхности земли на экваторе и продолжала вращаться в горизонтальном направлении, вам не потребуется много энергии, чтобы поддерживать ее вращение, и если вы пройдете дальше, чем Расстояние от источника магнитного поля между линиями магнитного потока будет увеличиваться, поэтому изменение плотности магнитного потока будет легче достигать, а использование широкой катушки увеличит точки контакта, уменьшит средний вес и уменьшит ее электрическое сопротивление.
Создан 13 дек.
$ \ endgroup $ 1 $ \ begingroup $Другой способ — использовать флуктуации, вызванные воздействием корональных масс солнечной вспышки на магнитосферу Земли, которые вызывают магнитные бури.Они могут вызывать большие токи в длинных проводниках, например в электрических сетях. Однако они гораздо более разрушительны, чем полезны.
С практической точки зрения, если бы вы могли превратить магнитное поле Земли в электричество, вы бы едва ли получили годовой запас энергии от него, прежде чем он исчезнет, учитывая глобальное потребление электроэнергии.
Создан 17 мая ’16 в 21: 182016-05-17 21:18
$ \ endgroup $ Очень активный вопрос .Заработайте 10 репутации, чтобы ответить на этот вопрос. Требование репутации помогает защитить этот вопрос от спама и отсутствия ответов. Physics Stack Exchange лучше всего работает с включенным JavaScriptВаша конфиденциальность
Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь с тем, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой использования файлов cookie.
Принимать все файлы cookie Настроить параметры
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 можно 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 партии 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 «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, фактически исходит из энергии, используемой для вращения катушки. Ученые называют это «кинетической энергией».
Обратно 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 BYУ 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 ребята! 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-NDСообщите нам свое имя, возраст и город, в котором вы живете. Мы не сможем ответить на все вопросы, но сделаем все возможное.
Генерация магнитного поля Земли
Генерация магнитного поля ЗемлиХотя магнитное поле Земли напоминает магнитное поле стержневого магнита, мы должны найти другое объяснение происхождения поля.Постоянные магниты не могут существовать при температурах ядра Земли. Мы также знаем, что у Земли было магнитное поле в течение сотен миллионов лет. Однако мы не можем просто приписать существование нынешнего геомагнитного поля какому-либо событию в далеком прошлом. Магнитные поля распадаются, и мы можем показать, что существующее геомагнитное поле исчезло бы примерно через 15 000 лет, если бы не было механизма его постоянной регенерации.
Было предложено множество механизмов, объясняющих, как генерируется магнитное поле, но единственный механизм, который сейчас считается правдоподобным, аналогичен динамо-машине или генератору — устройству для преобразования механической энергии в электрическую.Чтобы понять, как динамо-машина будет работать в контексте Земли, нам нужно понять физические условия внутри Земли.
Земля состоит из слоев: тонкой внешней коры, силикатной мантии, внешнего ядра и внутреннего ядра. И температура, и давление увеличиваются с глубиной внутри Земли. Температура на границе ядра и мантии составляет примерно 4800 ° C, что достаточно для того, чтобы внешнее ядро могло существовать в жидком состоянии. Однако внутреннее ядро прочное из-за повышенного давления.Ядро состоит в основном из железа с небольшим процентом более легких элементов. Внешнее ядро находится в постоянном движении из-за вращения Земли и конвекции. Конвекция вызывается восходящим движением легких элементов, когда более тяжелые элементы налипают на внутреннее ядро.
Земля изнутри
Фактический процесс создания магнитного поля в этой среде чрезвычайно сложен, и многие параметры, необходимые для полного решения математических уравнений, описывающих проблему, плохо известны.Однако основные понятия несложны. Для возникновения магнитного поля должны быть выполнены несколько условий:
- должна быть токопроводящая жидкость;
- должно быть достаточно энергии, чтобы заставить жидкость двигаться с достаточной скоростью и с соответствующей структурой потока;
- должно быть «затравочное» магнитное поле.
Все эти условия выполняются во внешнем ядре. Расплавленное железо — хороший проводник. Энергии достаточно для возбуждения конвекции, а конвективное движение в сочетании с вращением Земли создает соответствующую картину течения.Еще до того, как магнитное поле Земли было впервые сформировано, магнитные поля присутствовали в форме магнитного поля Солнца. После завершения процесса существующее поле действует как начальное поле. Когда поток расплавленного железа проходит через существующее магнитное поле, электрический ток генерируется посредством процесса, называемого магнитной индукцией. Вновь созданное электрическое поле, в свою очередь, создаст магнитное поле. При правильном соотношении между магнитным полем и потоком жидкости генерируемое магнитное поле может усиливать начальное магнитное поле.Пока есть достаточное движение жидкости во внешнем ядре, процесс будет продолжаться.
Подробная информация …
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 дает поле, подобное земному. Величина магнитного поля, измеренная на поверхности Земли, составляет примерно половину Гаусса и падает в сторону Земли в северном полушарии. Величина варьируется по поверхности Земли в диапазоне 0.От 3 до 0,6 Гаусс. |
Магнитное поле Земли объясняется динамо-эффектом циркулирующего электрического тока, но оно не является постоянным по направлению. Образцы горных пород разного возраста в одинаковых местах имеют разное направление постоянной намагниченности. Сообщалось о 171 инверсии магнитного поля за последние 71 миллион лет.
Хотя детали динамо-эффекта подробно не известны, вращение Земли играет роль в генерировании токов, которые, как предполагается, являются источником магнитного поля.Mariner 2 обнаружил, что Венера не имеет такого магнитного поля, хотя содержание железа в ее ядре должно быть таким же, как и на Земле. Период вращения Венеры в 243 земных дня слишком медленный, чтобы вызвать эффект динамо.
Взаимодействие магнитного поля Земли с частицами солнечного ветра создает условия для явлений полярных сияний вблизи полюсов.
Северный полюс стрелки компаса — это северный магнитный полюс. Его привлекает географический Северный полюс, который является южным магнитным полюсом (притягиваются противоположные магнитные полюса).
Объяснение: Теория динамо | MIT News
Глобальное магнитное поле Земли создается в ее металлическом ядре, находящемся на глубине почти 3000 километров под поверхностью планеты. Это поле существует на Земле не менее 3,5 миллиардов лет и дает ключ к разгадке того, как могли образоваться другие планеты, звезды и небесные тела.По мере того, как ученые уточняют свое понимание того, как это поле работает в продолжающемся исследовании истории планеты, одна идея, которую они используют для объяснения этого процесса, — теория динамо — идея о том, что большое динамо или генератор магнитного поля существует во внешнем ядре Земли, где жидкое железо постоянно движется по мере охлаждения планеты.Это непрерывное движение создает электрические токи, поскольку электроны движутся через жидкость. Благодаря этому процессу энергия движущейся жидкости преобразуется в магнитное поле, которое может сохраняться в течение миллиардов лет.
Знание того, что планетные тела, такие как Земля, Луна, Марс и даже астероиды, имеют или когда-то имели магнитное поле, имеет решающее значение для понимания их истории и внутренней структуры. Это связано с тем, что наличие магнитного поля внутри тела показывает, что оно, вероятно, также сформировало металлическое ядро, которое генерировало это поле, по словам Бенджамина Вайса, доцента Департамента наук о Земле, атмосфере и планетах.Такое поле — один из немногих способов дистанционно почувствовать металлическое ядро, похороненное так глубоко под поверхностью тела.
Если фрагмент или скала от планетарного тела намагничены, это предполагает, что тело испытало крупномасштабное плавление, при котором более тяжелый материал опускался внутрь, образуя металлическое ядро, а более легкий материал всплывал на поверхность, создавая скалистую кору. Этот процесс дает планете ее историю. «В противном случае это была бы куча космической пыли», — сказал Вайс.
Определение того, создавала ли планета магнитное поле в прошлом, важно не только для вывода о наличии ядра, но также может быть важно для изучения происхождения планетарного тела и даже истории изменения климата для этого тела.
Например, хотя на Марсе сегодня нет магнитного поля, создаваемого динамо-машиной, Вайс и его коллеги определили намагниченность в марсианских породах, что указывает на то, что Марс действительно имел сильное глобальное поле миллиарды лет назад. Похоже, что исчезновение этого раннего динамо-машины примерно совпало с потерей ранней плотной атмосферы Марса и переходом от раннего теплого влажного климата к нынешним холодным и негостеприимным условиям на планете.
Но понимание учеными теории динамо осложнилось недавними открытиями намагниченных горных пород с Луны и древних метеоритов, а также активного динамо-поля на Меркурии — мест, которые считались, возможно, слишком быстро охлаждаемыми или слишком маленькими для генерируют самоподдерживающееся магнитное поле.Считалось, что у меньших тел не может быть динамо, потому что они охлаждаются быстрее и, следовательно, с большей вероятностью имеют металлические ядра, которые не остаются в жидкой форме очень долго.
В 2008 году группа под руководством Массачусетского технологического института, в которую входил Вайс, обнаружила магнитные следы в кусках небольших скалистых объектов, называемых планетезималиями, которые, как полагают, столкнулись вместе, образовав скалистые планеты 4,5 миллиарда лет назад. Раньше считалось, что планетезимали слишком малы, чтобы формировать ядро динамо.По словам Вайса, открытие предполагает, что для поддержания магнитного поля, подобного тому, которое существует на Земле, может не потребоваться большое охлаждающее ядро, которое постоянно перемещает жидкость и создает токи, но также может каким-то образом генерироваться ядрами более мелких тел, таких как планетезимали — некоторые из них. шириной всего 160 километров.
У ученых скоро появится возможность исследовать взаимосвязь между размером тела и его способностью иметь динамо-машину благодаря космическому кораблю НАСА Dawn, который был запущен в сентябре 2007 года для изучения Цереры и Весты, двух крупнейших астероидов в поясе астероидов. между Марсом и Юпитером.Планируется, что Dawn выйдет на орбиту вокруг Весты в 2011 году, и одна из основных целей миссии — проверить, есть ли у Весты, средний диаметр которой составляет 530 километров, ядро. Считается, что группа намагниченных метеоритов, известных как метеориты HED, происходит с Весты и может свидетельствовать о раннем ядерном динамо на астероиде.
Любопытные дети: Почему бы нам не использовать магнитное поле Земли для создания электричества? — The Conversation — ABC Education
The Conversation просит детей присылать вопросы, на которые им нужен эксперт.Ученик начальной школы Нирим Южный в Виктории хочет знать, почему мы не используем магнитную энергию, которую дает Земля, для производства электричества. Объясняет знаток физики.
Поначалу 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 электрического заряда: 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.
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 катушки с проволокой в сильном магнитном поле
Этот третий способ заключается в быстром перемещении электрического провода 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 партии 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 «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, фактически исходит из энергии, используемой для вращения катушки.Ученые называют это «кинетической энергией».
Вернуться к магнитному полю Земли
Теперь (наконец-то!) 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)
Их 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.
Найдите дополнительные образовательные ресурсы по физике на сайте ABC Education.
Здравствуйте, любопытные ребята! У вас есть вопрос, на который вы хотите получить ответ от эксперта? Попросите взрослого отправить его по адресу [email protected]. Убедитесь, что они включают ваше имя, возраст и город, в котором вы живете. Приветствуются все вопросы — серьезные, странные или дурацкие!
Стивен Дж.