Δέκτης ακτινοβολούμενης ενέργειας Tesla

Είναι γνωστό ότι τα φορτισμένα σωματίδια κινούνται συνεχώς από το διάστημα στην επιφάνεια της Γης. Αυτό, ως αποτέλεσμα πρακτικής έρευνας, αναφέρθηκε από και Νίκολα Τέσλα.

Νίκολα Τέσλα

Συγκεκριμένα, στο κείμενο του διπλώματος ευρεσιτεχνίας του Νο. 685957 με ημερομηνία 5 Νοεμβρίου 1901, ο επιστήμονας εξέφρασε την ιδέα ότι εάν μία από τις πλάκες του πυκνωτή συνδέεται με ένα καλώδιο γείωσης και η δεύτερη πλάκα του συνδέεται με μια αγώγιμη πλάκα επαρκής επιφάνεια ανυψωμένη σε σημαντικό ύψος, ο πυκνωτής θα αρχίσει να φορτίζει. Και ένας τέτοιος πυκνωτής μπορεί να φορτιστεί μέχρι τη διάσπαση του διηλεκτρικού μεταξύ των πλακών του.

Σχέδιο από το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας του Νίκολα Τέσλα Νο. 685957 της 5ης Νοεμβρίου 1901.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι το φορτίο που εισέρχεται στον πυκνωτή ανά μονάδα χρόνου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την περιοχή της πλάκας. Όσο μεγαλύτερη είναι η περιοχή της πλάκας που βρίσκεται στο ύψος, τόσο μεγαλύτερο θα είναι το ρεύμα φόρτισης του πυκνωτή. Σε αυτή την περίπτωση, η πλάκα του πυκνωτή που συνδέεται με το καλώδιο γείωσης θα αποκτήσει αρνητικό φορτίο και η πλάκα που συνδέεται με την πλάκα που ανυψώνεται πάνω από το έδαφος θα αποκτήσει θετικό φορτίο.

Μια πηγή τάσης, μια αντίσταση και ένας πυκνωτής σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα

Από την άποψη της θεωρίας του κυκλώματος, αυτός ο σχεδιασμός μπορεί να θεωρηθεί ως ένα ηλεκτρικό κύκλωμα που περιλαμβάνει μια πηγή τάσης, μια αντίσταση και έναν πυκνωτή συνδεδεμένο σε σειρά. Ο πυκνωτής φορτίζεται από μια πηγή φυσικού ηλεκτρισμού της οποίας το emf σχετίζεται με το ύψος στο οποίο ανυψώνεται η πλάκα και η αντίσταση της αντίστασης καθορίζεται τόσο από την περιοχή της πλάκας όσο και από την ποιότητα του εδάφους.

Αέρας και γη ως διπολική γεννήτρια τάσης συνεχούς ρεύματος

Ο αέρας και το έδαφος σε αυτή την περίπτωση μπορούν να θεωρηθούν ως μια διπολική γεννήτρια σταθερής τάσης, καθώς υπάρχει πάντα ένα φυσικό ηλεκτρικό πεδίο που κατευθύνεται προς το έδαφος μεταξύ οποιασδήποτε θέσης στον αέρα πάνω από την επιφάνεια της γης και του ίδιου του εδάφους.

Για παράδειγμα, σε ύψος 1 μέτρου πάνω από την επιφάνεια της γης, αυτό το πεδίο έχει δυναμικό περίπου 130 βολτ και σε ύψος 10 μέτρων - περίπου 1300 βολτ, καθώς κοντά στην επιφάνεια της γης η ισχύς του φυσικού ηλεκτρικού πεδίου είναι περίπου 130 V / m.

Οι άνθρωποι δεν αισθάνονται την επίδραση αυτού του πεδίου στους εαυτούς τους, επειδή οι δομές και τα φυτά, και οι ίδιοι οι άνθρωποι, σαν γειωμένα καλώδια, λυγίζουν γύρω από τις γραμμές του πεδίου, σχηματίζοντας ισοδυναμικές επιφάνειες, με αποτέλεσμα η διαφορά δυναμικού μεταξύ του κεφαλιού και των ποδιών ενός ατόμου κάτω από κανονικές συνθήκες είναι ακόμα κοντά στο μηδέν.

Αλλά στο σχήμα που προτείνει ο Tesla, δεν εμφανίζεται ένας συμπαγής αγωγός, αλλά ένας πυκνωτής. Επομένως, όχι μόνο το ηλεκτρικό πεδίο της γης δρα στην πλάκα (και επομένως στο διηλεκτρικό στον πυκνωτή), έτσι χιλιάδες θετικά φορτισμένα σωματίδια πέφτουν επίσης πάνω της κάθε δευτερόλεπτο, γι' αυτό, κατ' αρχήν, υπάρχει ένα πηγάδι Η καθορισμένη διαφορά δυναμικού μεταξύ των πλακών του πυκνωτή, μετρημένη σε εκατοντάδες βολτ, είναι εφικτή σε σχέση με το γειωμένο ηλεκτρόδιο.

Αποδεικνύεται ότι η διαφορά δυναμικού μεταξύ των πλακών του πυκνωτή μπορεί να συνεχίσει να αυξάνεται είτε μέχρι τη διάσπαση του διηλεκτρικού μεταξύ τους είτε έως ότου το ηλεκτρικό πεδίο μέσα σε αυτό το διηλεκτρικό αντισταθμίσει πλήρως το εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο, δηλαδή το πεδίο που ενεργεί μεταξύ η πλάκα που βρίσκεται σε ύψος και το κάτω σημείο γείωσης.πλάκες πυκνωτών.

Εξουσία

Είναι γνωστό από την ηλεκτρολογία ότι για να επιτευχθεί η μέγιστη ισχύς στο φορτίο από μια πηγή συνεχούς ρεύματος, η αντίσταση φορτίου πρέπει να είναι ίση με την εσωτερική αντίσταση της πηγής. Επομένως, για αυτήν την κατάσταση υπάρχουν δύο δυνατότητες για αποτελεσματική χρήση της ενέργειας αποθηκεύεται στον πυκνωτή για την τροφοδοσία του φορτίου.

Η πρώτη επιλογή είναι να εφαρμόσετε ένα αμιγώς ωμικό φορτίο υψηλής αντίστασης ονομαστικής για υψηλή τάση και χαμηλό ρεύμα. Η δεύτερη επιλογή είναι να κάνετε το ΜΕΣΟ ρεύμα να τραβήξει αυτό που θα ήταν με αντίστοιχη ενεργή αντίσταση ίση με την εσωτερική αντίσταση της πηγής. Η πρώτη επιλογή δεν είναι πρακτική, ενώ η δεύτερη είναι απολύτως εφικτή.

Σήμερα, αυτό μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση μετατροπέων μεταγωγής ημιαγωγών, για παράδειγμα τοπολογία μισής γέφυρας ή μπροστινής πλευράς. Στην εποχή του Τέσλα, αυτό θα ήταν εκτός συζήτησης, επειδή όλοι οι επιστήμονες της εποχής μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν για τη μεταγωγή ήταν ηλεκτρομαγνητικά ρελέ. Παρεμπιπτόντως, αυτό ήταν το ρελέ που χρησιμοποίησε ο ίδιος ο Tesla σε αυτό το κύκλωμα.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι δεδομένου ότι η εσωτερική αντίσταση της φυσικής μας πηγής εξακολουθεί να έχει μια ορισμένη τιμή που περιορίζει τον ρυθμό ροής φορτίου στον πυκνωτή, τότε αν ο Tesla ζούσε σήμερα και έθεσε ως στόχο να χρησιμοποιήσει το φορτίο που συσσωρεύτηκε στον πυκνωτή με παλμό ο μετατροπέας, μετά ο μετατροπέας του, πριν αρχίσει να δέχεται φόρτιση από τον πυκνωτή, σε κάθε κύκλο λειτουργίας του, πρέπει να μπορεί να προ-επιτρέψει στον πυκνωτή να φορτίσει σε έναν ορισμένο βαθμό και μόνο τότε να αρχίσει να αναπτύσσει τον επόμενο κύκλο μετατροπής . Επίσης, θα ήταν χρήσιμο να φορτίσετε αρχικά τον πυκνωτή μέχρι την τάση λειτουργίας χρησιμοποιώντας μια βοηθητική πηγή (εκκίνησης).

Υπενθυμίζουμε ότι στο πλαίσιο αυτού του θεωρητικού υλικού μιλάμε για σταθερή τάση άνω των χιλίων βολτ, στην οποία μπορεί να φορτιστεί ένας πυκνωτής! Επομένως, τέτοια πειράματα αποτελούν σαφώς κίνδυνο για την υγεία και τη ζωή ενός απροετοίμαστου ερευνητή, αφού η εκκένωση ενός πυκνωτή μέσω του ανθρώπινου σώματος μπορεί να προκαλέσει καρδιακή μαρμαρυγή και θάνατο! Από αυτή την άποψη, συνιστούμε να εξετάσετε αυτό το άρθρο μόνο ως θεωρητικό προβληματισμό σχετικά με την έννοια που είχε προταθεί κάποτε από τον Νίκολα Τέσλα.

Σας συμβουλεύουμε να διαβάσετε:

Γιατί το ηλεκτρικό ρεύμα είναι επικίνδυνο;