Elektrograwitacja jest łatwa

Dziś znaleziono magnesy trwałe przydatna aplikacja w wielu dziedzinach życia człowieka. Czasami jednak nie zauważamy ich obecności w prawie każdym mieszkaniu w różnych urządzeniach elektrycznych i w urządzenia mechaniczne, jeśli przyjrzysz się uważnie, możesz znaleźć . Golarka i głośnik, odtwarzacz wideo i Zegar ścienny, telefon komórkowy i kuchenka mikrofalowa, drzwi lodówki, wreszcie - magnesy trwałe można znaleźć wszędzie.

Znajdują zastosowanie w technice medycznej i aparaturze pomiarowej, w różnych instrumentach oraz w przemyśle motoryzacyjnym, w silnikach prądu stałego, w systemy akustyczne, w domowych urządzeniach elektrycznych iw wielu, wielu innych miejscach: radiotechnika, budowa przyrządów, automatyka, telemechanika itp. - żadna z tych dziedzin nie może obejść się bez użycia magnesów trwałych.

Konkretne rozwiązania wykorzystujące magnesy trwałe można by wymieniać w nieskończoność, jednak przedmiotem niniejszego artykułu będzie krótki przegląd kilku zastosowań magnesów trwałych w elektrotechnice i energetyce.

Od czasów Oersteda i Ampère'a powszechnie wiadomo, że przewodniki przewodzące prąd i elektromagnesy oddziałują z pole magnetyczne trwały magnes. Na tej zasadzie opiera się działanie wielu silników i generatorów. Przykładów nie trzeba daleko szukać. Wentylator w zasilaczu komputera ma wirnik i stojan.

Wirnik z łopatkami to wirnik z magnesami trwałymi ułożonymi w okrąg, a stojan jest rdzeniem elektromagnesu. Poprzez ponowne namagnesowanie stojana obwód elektroniczny tworzy efekt rotacji pola magnetycznego stojana, za polem magnetycznym stojana, który próbuje zostać do niego przyciągnięty, podąża wirnik magnetyczny - obraca się wentylator. Rotacja jest realizowana w podobny sposób twardy dysk i działają podobnie.

W generatorach elektrycznych swoje zastosowanie znalazły również magnesy trwałe. Jednym z obszarów zastosowań są na przykład generatory synchroniczne do domowych wiatraków.

Cewki generatora umieszczone są na stojanie generatora na obwodzie, przez który podczas pracy wiatraka przecinane jest zmienne pole magnetyczne poruszających się (pod działaniem wiatru wiejącego na łopatki) magnesów trwałych zamontowanych na wirniku. Posłuszny, przewodniki cewek generatora skrzyżowane z magnesami kierują prąd do obwodu odbiornika.

Takie generatory są stosowane nie tylko w wiatrakach, ale także w niektórych modelach przemysłowych, w których magnesy trwałe są instalowane na wirniku zamiast uzwojenia wzbudzenia. Zaletą rozwiązań z magnesami jest możliwość uzyskania generatora o niskich prędkościach nominalnych.

Dysk przewodzący obraca się w polu magnesu stałego. Pobór prądu, przechodząc przez dysk, oddziałuje z polem magnetycznym magnesu trwałego, a dysk obraca się.

Im większy prąd, tym wyższa częstotliwość obrotu dysku, ponieważ moment obrotowy jest wytwarzany przez siłę Lorentza działającą na poruszające się naładowane cząstki wewnątrz dysku z pola magnetycznego magnesu trwałego. W rzeczywistości taki licznik to mała moc z magnesem na stojanie.

Do pomiaru małych prądów służą - bardzo czułe urządzenia pomiarowe. Tutaj magnes w kształcie podkowy oddziałuje z małą cewką przewodzącą prąd, która jest zawieszona w szczelinie między biegunami magnesu stałego.

Odchylenie cewki podczas pomiaru jest spowodowane momentem obrotowym, który powstaje w wyniku indukcji magnetycznej, która występuje, gdy prąd przepływa przez cewkę. Zatem ugięcie cewki okazuje się proporcjonalne do wartości wynikowej indukcji magnetycznej w szczelinie i odpowiednio do prądu w przewodzie cewki. W przypadku małych odchyleń skala galwanometru jest liniowa.

Prawdopodobnie masz w kuchni kuchenkę mikrofalową. I ma dwa magnesy trwałe. Aby wygenerować zasięg mikrofal, jest zainstalowany w kuchence mikrofalowej. Wewnątrz magnetronu elektrony poruszają się w próżni od katody do anody, a podczas ruchu ich trajektoria musi być zakrzywiona, aby rezonatory na anodzie były wystarczająco silnie wzbudzane.

Aby zakrzywić trajektorię elektronu, pierścieniowe magnesy trwałe są instalowane powyżej i poniżej komory próżniowej magnetronu. Pole magnetyczne magnesów trwałych zakrzywia trajektorie elektronów tak, że powstaje potężny wir elektronów, który wzbudza rezonatory, które z kolei generują mikrofalowe fale elektromagnetyczne do podgrzewania żywności.

Aby głowica dysku twardego była dokładnie ustawiona, jej ruchy w procesie zapisu i odczytu informacji muszą być bardzo precyzyjnie kontrolowane i kontrolowane. Po raz kolejny na ratunek przychodzi magnes trwały. Wewnątrz dysku twardego, w polu magnetycznym nieruchomego magnesu trwałego, porusza się cewka z prądem, połączona z głowicą.

Gdy do cewki głowicy zostanie przyłożony prąd, pole magnetyczne tego prądu, w zależności od jego wartości, odpycha cewkę od magnesu trwałego mniej więcej w jednym lub drugim kierunku, w ten sposób głowa zaczyna się poruszać i z wysoka celność. Ruchem tym steruje mikrokontroler.

W celu zwiększenia efektywności zużycia energii w niektórych krajach budowane są mechaniczne magazyny energii dla przedsiębiorstw. Są to przetwornice elektromechaniczne działające na zasadzie bezwładnościowego magazynowania energii w postaci energii kinetycznej obracającego się koła zamachowego, tzw.

Na przykład w Niemczech firma ATZ opracowała magazyn energii kinetycznej o mocy 20 MJ i mocy 250 kW, o określonej zawartości energii około 100 Wh/kg. Koło zamachowe o wadze 100 kg, obracające się z prędkością 6000 obr./min, cylindryczna konstrukcja o średnicy 1,5 metra wymagały wysokiej jakości łożysk. W efekcie dolne łożysko wykonano oczywiście na bazie magnesów trwałych.

Badanie dysku Faradaya i tzw. „Paradoks Faradaya”, przeprowadził kilka prostych eksperymentów i doszedł do ciekawych wniosków. Przede wszystkim o tym, na co należy zwrócić największą uwagę, aby lepiej zrozumieć procesy zachodzące w tej (i podobnej) maszynie jednobiegunowej.

Zrozumienie zasady działania dysku Faradaya pomaga również zrozumieć, jak ogólnie działają wszystkie transformatory, cewki, generatory, silniki elektryczne (w tym generator jednobiegunowy i silnik jednobiegunowy) itp.

W notatce rysunki i szczegółowe wideo z różnymi doświadczeniami ilustrującymi wszystkie wnioski bez formuł i obliczenia „na palcach”.

Wszystko to jest próbą zrozumienia bez pretensji do akademickiej rzetelności.

Kierunek linii pola magnetycznego

Główny wniosek, który wyciągnąłem dla siebie: pierwszą rzeczą, na którą zawsze należy zwrócić uwagę w takich systemach, jest geometria pola magnetycznego, kierunek i konfiguracja linii pola.

Dopiero geometria linii pola magnetycznego, ich kierunek i konfiguracja może przynieść pewną jasność do zrozumienia procesów zachodzących w generatorze jednobiegunowym lub silniku jednobiegunowym, dysku Faradaya, a także dowolnym transformatorze, cewce, silniku elektrycznym, generatorze itp.

Dla siebie rozłożyłem stopień ważności w następujący sposób - 10% fizyka, 90% geometria(pole magnetyczne), aby zrozumieć, co dzieje się w tych systemach.

Wszystko jest opisane bardziej szczegółowo w filmie (patrz poniżej).

Trzeba zrozumieć, że dysk Faradaya i zewnętrzny obwód ze stykami ślizgowymi tworzą niejako dobrze znane od czasów szkolnych rama- jest utworzony przez odcinek dysku od jego środka do połączenia ze stykiem ślizgowym na jego krawędzi, a także cały obwód zewnętrzny(odpowiednie przewody).

Kierunek siły Lorentza, Ampère

Siła Ampère'a jest szczególnym przypadkiem siły Lorentza (patrz Wikipedia).

Dwa poniższe rysunki przedstawiają siłę Lorentza działającą na ładunki dodatnie w całym obwodzie („ramce”) w polu magnesu typu donut dla przypadku, gdy obwód zewnętrzny jest sztywno połączony z dyskiem miedzianym(tj. gdy nie ma styków ślizgowych, a obwód zewnętrzny jest bezpośrednio przylutowany do dysku).

1 ryż. - dla przypadku, gdy cały obwód jest obracany przez zewnętrzną siłę mechaniczną („generator”).
2 ryż. - w przypadku, gdy prąd stały jest dostarczany przez obwód ze źródła zewnętrznego („silnik”).

Kliknij na jedno ze zdjęć, aby powiększyć.

Siła Lorentza przejawia się (generowany jest prąd) tylko w odcinkach obwodu RUCHAJĄCEGO w polu magnetycznym

Generator unipolarny

Skoro więc siła Lorentza działająca na naładowane cząstki dysku Faradaya lub generatora jednobiegunowego będzie działać przeciwnie na różne sekcje obwodu i dysku, to aby uzyskać prąd z tej maszyny, tylko te sekcje obwodu (jeśli możliwe) należy wprawić w ruch (obrót) w kierunku, w którym zbiegną się siły Lorentza. Pozostałe sekcje muszą być zamocowane lub wyłączone z obwodu, lub obrócić w przeciwnym kierunku.

Obrót magnesu nie zmienia jednorodności pola magnetycznego wokół osi obrotu (patrz ostatnia sekcja), dlatego to, czy magnes stoi, czy się obraca, nie ma znaczenia (chociaż nie ma magnesów idealnych i niejednorodność pola wokół oś namagnesowania spowodowana niewystarczającą jakość magnesu, również ma pewien wpływ na wynik).

Tutaj ważną rolę odgrywa to, która część całego obwodu (wraz z przewodami i stykami) się obraca, a która jest nieruchoma (ponieważ siła Lorentza występuje tylko w części ruchomej). I co najważniejsze - w jakiej części pola magnetycznego znajduje się obracająca się część iz której części dysku pobierany jest prąd.

Na przykład, jeśli dysk wystaje daleko poza magnes, to w części dysku wystającej poza krawędź magnesu można usunąć prąd o kierunku przeciwnym do prądu, który można usunąć w części dysku umieszczony bezpośrednio nad magnesem.

Silnik jednobiegunowy

Wszystkie powyższe informacje dotyczące generatora dotyczą również trybu „silnika”.

Konieczne jest przyłożenie prądu, jeśli to możliwe, do tych części dysku, w których siła Lorentza będzie skierowana w jednym kierunku. To właśnie te sekcje należy zwolnić, aby mogły się swobodnie obracać i „przerwać” obwód w odpowiednich miejscach poprzez umieszczenie styków ślizgowych (patrz rysunki poniżej).

Pozostałe obszary należy w miarę możliwości wykluczyć lub zminimalizować.

Wideo - eksperymenty i wnioski

Czas poszczególnych etapów tego filmu:

3 min 34 sek- pierwsze wrażenia

7 min 08 sek- na co zwrócić główną uwagę i kontynuację eksperymentów

16 min 43 sek- kluczowe wyjaśnienie

22 min 53 sek- GŁÓWNE DOŚWIADCZENIE

28 min 51 sek- część 2, ciekawe obserwacje i więcej wrażeń

37 min 17 sek- błędne zakończenie jednego z eksperymentów

41 min 01 sek- o paradoksie Faradaya

Co odpycha co?

Kolega inżynier elektronik i ja dyskutowaliśmy na ten temat przez długi czas, a on wyraził pomysł zbudowany wokół słowa „ odparte".
Idea, z którą się zgadzam, jest taka, że ​​jeśli coś zaczyna się poruszać, to musi być od czegoś odpychane. Jeśli coś się porusza, to porusza się względem czegoś.

Mówiąc najprościej, możemy powiedzieć, że część przewodnika (zewnętrzny obwód lub dysk) jest odpychana przez magnes! W związku z tym siły odpychające działają na magnes (przez pole). W przeciwnym razie cały obraz załamuje się i traci logikę. O obrocie magnesu - patrz sekcja poniżej.

Na zdjęciach (można kliknąć aby powiększyć) - opcje dla trybu "silnik".
W trybie „generatora” działają te same zasady.

Tutaj akcja-reakcja zachodzi między dwoma głównymi „uczestnikami”:

• magnes (pole magnetyczne)
• różne obszary przewodnik (naładowane cząstki przewodnika)

W związku z tym, gdy dysk się obraca, i magnes jest nieruchomy, wtedy akcja-reakcja zachodzi pomiędzy magnes i część dysku .

I kiedy obraca się magnes razem z dyskiem, wtedy następuje akcja-reakcja pomiędzy magnes i zewnętrzna część łańcucha (przewody stałe). Faktem jest, że obrót magnesu względem zewnętrznej części obwodu jest taki sam, jak obrót zewnętrznej części obwodu względem stałego magnesu (ale w przeciwnym kierunku). W tym przypadku miedziany dysk prawie nie uczestniczy w procesie „odpychania”.

Okazuje się, że w przeciwieństwie do naładowanych cząstek przewodnika (które mogą się w nim poruszać), pole magnetyczne jest sztywno połączone z magnesem. zaw. wzdłuż okręgu wokół osi magnesowania.
I jeszcze jeden wniosek: siła, która przyciąga dwa magnesy trwałe, nie jest jakąś tajemniczą siłą prostopadłą do siły Lorentza, ale jest to siła Lorentza. Chodzi o „rotację” elektronów i bardzo „ geometria". Ale to już inna historia...

Obrót gołego magnesu

Na końcu filmu znajduje się zabawne doświadczenie i wniosek, dlaczego Część obwód elektryczny można obracać, ale nie jest możliwe obracanie magnesu „pączka” wokół osi magnesowania (przy stacjonarnym obwodzie elektrycznym prądu stałego).

Przewodnik można złamać w miejscach przeciwnych do kierunku działania siły Lorentza, ale magnesu nie można złamać.

Faktem jest, że magnes i cały przewodnik (obwód zewnętrzny i sam dysk) tworzą połączoną parę - dwa współpracujące ze sobą systemy, z których każdy Zamknięte wewnątrz siebie . W przypadku przewodnika - zamknięty obwód elektryczny, w przypadku magnesu - „zamknięte” linie sił pole magnetyczne.

Jednocześnie w obwodzie elektrycznym przewodnik może być fizycznie przerwa, bez przerywania samego obwodu (poprzez umieszczenie dysku i styki ślizgowe), w tych miejscach gdzie siła Lorentza "rozwija się" w przeciwnym kierunku, "uwolniła" odmienne sekcje obwodu elektrycznego aby każda z nich przemieściła się (obróciła) w swoim własnym kierunku przeciwnym do siebie, oraz przerwała "łańcuch" pola magnetycznego lub linie sił magnesu, tak aby różne odcinki pola magnetycznego „nie kolidowały” ze sobą – pozornie niemożliwe (?). Wydaje się, że nie wynaleziono jeszcze żadnych podobieństw „przesuwnych styków” dla pola magnetycznego lub magnesu.

W związku z tym pojawia się problem z obracaniem się magnesu – jego pole magnetyczne jest integralnym układem, który zawsze jest zamknięty w sobie i nierozłączny w korpusie magnesu. W nim przeciwstawne siły w obszarach, w których pole magnetyczne ma różne kierunki, są wzajemnie kompensowane, pozostawiając magnes w bezruchu.

W której, Stanowisko Siła Lorentza, Amper w nieruchomym przewodniku w polu magnesu, najwyraźniej idzie nie tylko do ogrzewania przewodnika, ale także do zniekształcenie linii pola magnetycznego magnes.

PRZY OKAZJI! Interesujące byłoby przeprowadzenie eksperymentu, w którym przez nieruchomy przewodnik znajdujący się w polu magnesu przechodzimy ogromny prąd i zobacz, jak zareaguje magnes. Czy magnes się nagrzeje, rozmagnesuje, a może po prostu rozpadnie się na kawałki (a potem to ciekawe - w jakich miejscach?).

Wszystko to jest próbą zrozumienia bez pretensji do akademickiej rzetelności.

pytania

Co pozostaje nie do końca jasne i wymaga sprawdzenia:

1. Czy nadal można sprawić, by magnes obracał się niezależnie od dysku?

Jeśli dasz możliwość zarówno dyskowi, jak i magnesowi, swobodnie obracać niezależnie i przyłożyć prąd do dysku przez styki przesuwne, czy zarówno dysk, jak i magnes będą się obracać? A jeśli tak, to w jakim kierunku będzie się obracał magnes? Do eksperymentu potrzebny jest duży magnes neodymowy - jeszcze go nie mam. W przypadku zwykłego magnesu nie ma wystarczającej siły pola magnetycznego.

2. Obrót różnych części dysku w różnych kierunkach

Jeśli odbywa się to swobodnie obracające się niezależnie od siebie a ze stacjonarnego magnesu - środkową część dysku (powyżej „dziurki” magnesu), środkową część dysku, a także część dysku wystającą poza krawędź magnesu i przyłożyć prąd poprzez styki ślizgowe (w tym styki ślizgowe między tymi obracającymi się częściami tarczy) - czy środkowa i skrajna część tarczy będzie się obracać w jednym kierunku, a środkowa - w przeciwnym kierunku?

3. Siła Lorentza wewnątrz magnesu

Czy siła Lorentza działa na cząstki wewnątrz magnesu, którego pole magnetyczne jest zniekształcone przez siły zewnętrzne?

Ten artykuł koncentruje się na silnikach z magnesami trwałymi, które próbują osiągnąć sprawność > 1 poprzez rekonfigurację okablowania, elektronicznych obwodów przełączników i konfiguracji magnetycznych. Przedstawiono kilka projektów, które można uznać za tradycyjne, a także kilka projektów, które wydają się obiecujące. Mamy nadzieję, że ten artykuł pomoże czytelnikowi zrozumieć istotę tych urządzeń przed zainwestowaniem w takie wynalazki lub otrzymaniem inwestycji w ich produkcję. Informacje o patentach amerykańskich można znaleźć na stronie http://www.uspto.gov.

Wstęp

Artykuł poświęcony silnikom z magnesami trwałymi nie może być uznany za kompletny bez wstępnego przeglądu głównych konstrukcji obecnych na rynku. Silniki przemysłowe z magnesami trwałymi są koniecznie silnikami prądu stałego, ponieważ stosowane w nich magnesy są na stałe spolaryzowane przed montażem. Wiele silników szczotkowych z magnesami trwałymi jest podłączonych do bezszczotkowych silników elektrycznych, co może zmniejszyć tarcie i zużycie mechanizmu. Silniki bezszczotkowe obejmują komutację elektroniczną lub silniki krokowe. Silnik krokowy, często stosowany w przemyśle motoryzacyjnym, zawiera dłuższy moment obrotowy na jednostkę objętości niż inne silniki elektryczne. Jednak zwykle prędkość takich silników jest znacznie niższa. Konstrukcja przełącznika elektronicznego może być zastosowana w przełączanym reluktancyjnym silniku synchronicznym. Zewnętrzny stojan takiego silnika elektrycznego wykorzystuje miękki metal zamiast drogich magnesów trwałych, w wyniku czego powstaje wewnętrzny stały wirnik elektromagnetyczny.

Zgodnie z prawem Faradaya moment obrotowy wynika głównie z prądu w okładzinach silników bezszczotkowych. W idealnym silniku z magnesami trwałymi liniowy moment obrotowy jest przeciwny do krzywej prędkości. W silniku z magnesami trwałymi standardem jest zarówno konstrukcja wirnika zewnętrznego, jak i wewnętrznego.

Aby zwrócić uwagę na wiele problemów związanych z omawianymi silnikami, w podręczniku stwierdza się, że istnieje „bardzo ważny związek między momentem obrotowym a odwrotną siłą elektromotoryczną (emf), któremu czasami nie przypisuje się znaczenia”. Zjawisko to jest związane z siłą elektromotoryczną (emf), która jest wytwarzana przez przyłożenie zmiennego pola magnetycznego (dB/dt). Używając terminologii technicznej, możemy powiedzieć, że „stała momentu obrotowego” (N-m/amp) jest równa „stałej wstecznej siły elektromotorycznej” (V/rad/s). Napięcie na zaciskach silnika jest równe różnicy między siłą wsteczną a spadkiem napięcia czynnego (omowego), co wynika z obecności rezystancji wewnętrznej. (Na przykład V=8,3V, siła wsteczna=7,5V, rezystancyjny spadek napięcia=0,8V). Ta zasada fizyczna prowadzi nas do prawa Lenza, które zostało odkryte w 1834 roku, trzy lata po tym, jak Faradaya wynalazł generator jednobiegunowy. Sprzeczna struktura prawa Lenza, a także użyte w nim pojęcie „back emf” wpisują się w tzw. prawo fizyczne Faradaya, na podstawie którego działa obrotowy napęd elektryczny. Back emf to reakcja prądu przemiennego w obwodzie. Innymi słowy, zmieniające się pole magnetyczne w naturalny sposób generuje siłę wsteczną, ponieważ są one równoważne.

Dlatego przed przystąpieniem do produkcji takich konstrukcji należy dokładnie przeanalizować prawo Faradaya. Wiele artykuły naukowe, takie jak „Prawo Faradaya – eksperymenty ilościowe”, są w stanie przekonać nowego eksperymentatora energii, że zmiana zachodząca w przepływie i powodująca wsteczną siłę elektromotoryczną (SEM) jest zasadniczo równa samej wstecznej sile elektromotorycznej. Nie można tego uniknąć, uzyskując nadmiar energii, o ile liczba zmian strumienia magnetycznego w czasie pozostaje niespójna. To są dwie strony tej samej monety. Energia wejściowa generowana w silniku, którego konstrukcja zawiera cewkę indukcyjną, będzie naturalnie równa energii wyjściowej. Również w odniesieniu do „indukcji elektrycznej”, zmienny strumień „indukuje” wsteczną siłę elektromotoryczną.

Przełączalne silniki reluktancyjne

Trwały magnetyczny przetwornik ruchu firmy Eklin (patent nr 3 879 622) wykorzystuje zawory obrotowe do zmiennego ekranowania biegunów magnesu w kształcie podkowy w alternatywnej metodzie ruchu indukowanego. Patent Ecklina nr 4 567 407 („Ekranowanie zunifikowanego generatora silnika prądu przemiennego ze stałą powłoką i polem”) powtarza ideę przełączania pola magnetycznego poprzez „przełączanie strumienia magnetycznego”. Ten pomysł jest wspólny dla silników tego typu. Jako ilustrację tej zasady Ecklin przytacza następującą myśl: „Wirniki większości nowoczesnych generatorów są odpychane, gdy zbliżają się do stojana i ponownie przyciągane przez stojan, gdy tylko go mijają, zgodnie z prawem Lenza. W związku z tym większość wirników ma do czynienia ze stałymi niezachowawczymi siłami roboczymi, dlatego nowoczesne generatory wymagają stałego wejściowego momentu obrotowego. Jednak „stalowy wirnik zunifikowanego alternatora z przełączaniem strumienia faktycznie przyczynia się do wejściowego momentu obrotowego przez połowę każdego obrotu, ponieważ wirnik jest zawsze przyciągany, ale nigdy odpychany. Taka konstrukcja pozwala, aby część prądu dostarczanego do płyt silnika dostarczała energię przez ciągłą linię indukcji magnetycznej do uzwojeń wyjściowych prądu przemiennego ... ”Niestety, Ecklin nie był jeszcze w stanie zaprojektować samoczynnej maszyny.

W związku z rozważanym problemem warto wspomnieć o patencie Richardsona nr 4 077 001, który ujawnia istotę ruchu twornika o niskim oporze magnetycznym zarówno w kontakcie, jak i poza nim na końcach magnesu (s. 8, linia 35). Na koniec można zacytować patent Monroe nr 3 670 189, w którym rozważa się podobną zasadę, w której jednak przepływ strumienia magnetycznego jest tłumiony przez przepuszczanie biegunów wirnika między magnesami trwałymi biegunów stojana. Wymaganie 1 zgłaszane w tym patencie wydaje się być wystarczające pod względem zakresu i szczegółowości, aby udowodnić zdolność patentową, jednak jego skuteczność pozostaje wątpliwa.

Wydaje się nieprawdopodobne, aby będąc układem zamkniętym, przełączalny silnik reluktancyjny mógł się samoczynnie uruchamiać. Wiele przykładów dowodzi, że potrzebny jest mały elektromagnes, aby doprowadzić twornik do zsynchronizowanego rytmu. Silnik magnetyczny Wankla w swoim W ogólnych warunkach można podać dla porównania z obecnym typem wynalazku. Dla porównania można również użyć patentu Jaffe nr 3 567 979. Patent Minato nr 5 594 289, podobny do napędu magnetycznego Wankla, jest wystarczająco intrygujący dla wielu badaczy.

Wynalazki, takie jak silnik Newmana (zgłoszenie patentowe USA nr 06/179,474) umożliwiły odkrycie, że efekt nieliniowy, taki jak napięcie impulsowe, jest korzystny w przezwyciężaniu efektu zachowania siły Lorentza prawa Lenza. Podobny jest również mechaniczny odpowiednik silnika bezwładnościowego Thornsona, który wykorzystuje nieliniową siłę uderzenia do przenoszenia pędu wzdłuż osi prostopadłej do płaszczyzny obrotu. Pole magnetyczne zawiera moment pędu, który staje się widoczny w pewnych warunkach, takich jak paradoks dysku Feynmana, gdzie jest zachowany. Metoda impulsowa może być korzystnie zastosowana w tym silniku z magnetyczną przełączalną rezystancją, pod warunkiem, że przełączanie pola zostanie przeprowadzone wystarczająco szybko przy szybkim wzroście mocy. Potrzebne są jednak dalsze badania na ten temat.

Najbardziej udaną wersją przełączalnego silnika reluktancyjnego jest urządzenie Harolda Aspdena (patent nr 4,975,608), które optymalizuje wydajność cewki wejściowej urządzenia i pracę na przerwie. Krzywa B-H. Przełączalne silniki odrzutowe są również wyjaśnione w .

Silnik Adams zyskał szerokie uznanie. Na przykład magazyn Nexus opublikował pochlebną recenzję, nazywając ten wynalazek pierwszym zaobserwowanym silnikiem darmowej energii. Jednak działanie tej maszyny można w pełni wyjaśnić prawem Faradaya. Generowanie impulsów w sąsiednich cewkach, które napędzają namagnesowany wirnik, przebiega według tego samego schematu, co w standardowym przełączanym silniku reluktancyjnym.

Spowolnienie, o którym Adams mówi w jednym ze swoich internetowych postów omawiających wynalazek, można przypisać wykładniczemu napięciu (L di/dt) wstecznej siły elektromotorycznej. Jednym z najnowszych uzupełnień tej kategorii wynalazków potwierdzających sukces silnika Adams jest Międzynarodowe Zgłoszenie Patentowe nr 00/28656, przyznane w maju 2000 roku. wynalazcy Brits i Christy, (generator LUTEC). Prostotę tego silnika można łatwo wytłumaczyć obecnością przełączanych cewek i magnesu stałego na wirniku. Ponadto w patencie wyjaśniono, że „prąd stały przyłożony do cewek stojana wytwarza magnetyczną siłę odpychającą i jest jedynym prądem przyłożonym z zewnątrz do całego układu, który powoduje całkowity ruch…” Powszechnie wiadomo, że wszystkie silniki działają zgodnie z do tej zasady. Na stronie 21 wspomnianego patentu znajduje się wyjaśnienie projektu, w którym wynalazcy wyrażają chęć „zmaksymalizowania efektu siły wstecznej, która pomaga utrzymać obrót wirnika/zwory elektromagnesu w jednym kierunku”. Działanie wszystkich silników tej kategorii z przełączalnym polem ma na celu uzyskanie tego efektu. Rysunek 4A, przedstawiony w patencie Brits and Christie's, ujawnia źródła napięcia „VA, VB i VC”. Następnie na stronie 10 znajduje się następujące stwierdzenie: „W tym czasie prąd jest dostarczany z zasilacza VA i jest dostarczany aż do momentu, gdy szczotka 18 przestanie oddziaływać ze stykami od 14 do 17”. Nie jest niczym niezwykłym porównanie tej konstrukcji z bardziej złożonymi próbami wspomnianymi wcześniej w tym artykule. Wszystkie te silniki wymagają źródło elektryczne mocy i żaden z nich nie uruchamia się sam.

Potwierdzeniem stwierdzenia, że ​​uzyskano energię swobodną jest to, że pracująca cewka (w trybie pulsacyjnym) przechodząc przez stałe pole magnetyczne (magnes) nie wykorzystuje akumulatora do wytworzenia prądu. Zamiast tego zaproponowano zastosowanie przewodników Weiganda, co spowoduje kolosalny skok Barkhausena w ustawieniu domeny magnetycznej, a impuls przybierze bardzo wyraźny kształt. Jeśli przewodnik Weiganda zostanie przyłożony do cewki, wytworzy on dla niej wystarczająco duży impuls o wartości kilku woltów, gdy przejdzie przez zmieniające się zewnętrzne pole magnetyczne o progu określonej wysokości. Zatem dla tego generatora impulsów wejściowa energia elektryczna w ogóle nie jest potrzebna.

silnik toroidalny

W porównaniu z silnikami dostępnymi obecnie na rynku, niezwykłą konstrukcję silnika toroidalnego można porównać do urządzenia opisanego w patencie Langleya (nr 4 547 713). Ten silnik zawiera dwubiegunowy wirnik umieszczony w środku toroidu. Jeśli wybrana zostanie konstrukcja jednobiegunowa (np. z biegunami północnymi na każdym końcu wirnika), to wynikowy układ będzie przypominał promieniowe pole magnetyczne wirnika użyte w patencie Van Gila (nr 5,600,189). Patent Browna nr 4 438 362, należący do Rotron, wykorzystuje różne magnesowalne segmenty do wykonania wirnika w toroidalnym iskierniku. Najbardziej uderzającym przykładem obracającego się silnika toroidalnego jest urządzenie opisane w patencie Ewinga (nr 5 625 241), które również przypomina wspomniany już wynalazek Langleya. Wynalazek Ewinga wykorzystuje oparty na procesie odpychania magnetycznego mechanizm obrotowy mikroprocesor sterowany głównie w celu wykorzystania prawa Lenza, a także do pokonania wstecznej siły elektromotorycznej. Demonstrację wynalazku Ewinga można zobaczyć w reklamie wideo „Free Energy: The Race to Zero Point”. Pozostaje pytanie, czy ten wynalazek jest najbardziej wydajnym ze wszystkich silników dostępnych obecnie na rynku. Jak czytamy w patencie: „praca urządzenia jako silnika możliwa jest również przy zastosowaniu pulsacyjnego źródła prądu stałego”. Projekt zawiera również programowalną logikę sterującą i obwód sterowania zasilaniem, co zdaniem wynalazców powinno sprawić, że będzie on bardziej wydajny niż 100%.

Nawet jeśli modele silników okażą się skuteczne w generowaniu momentu obrotowego lub przekształcaniu siły, poruszające się w nich magnesy mogą sprawić, że urządzenia te staną się bezużyteczne. Komercyjne wdrażanie tego typu silników może być niekorzystne, ponieważ obecnie na rynku istnieje wiele konkurencyjnych projektów.

Silniki liniowe

Temat liniowych silników indukcyjnych jest szeroko omawiany w literaturze. W publikacji wyjaśniono, że silniki te są podobne do standardowych silników indukcyjnych, w których wirnik i stojan są zdemontowane i umieszczone poza płaszczyzną. Autor książki „Ruch bez kół” Laithwhite znany jest z tworzenia jednoszynowych konstrukcji przeznaczonych dla pociągów w Anglii i opracowanych na bazie liniowych silników indukcyjnych.

Patent Hartmana nr 4 215 330 jest przykładem jednego urządzenia, w którym silnik liniowy jest używany do przesuwania stalowej kuli w górę namagnesowanej płaszczyzny o około 10 poziomów. Inny wynalazek z tej kategorii jest opisany w patencie Johnsona (nr 5 402 021), który wykorzystuje stały magnes łukowy zamontowany na czterokołowym wózku. Magnes ten jest wystawiony na bok przenośnika równoległego ze stałymi magnesami zmiennymi. Innym nie mniej niesamowitym wynalazkiem jest urządzenie opisane w innym patencie Johnsona (nr 4 877 983), którego udane działanie obserwowano w obwodzie zamkniętym przez kilka godzin. Należy zauważyć, że cewkę generatora można umieścić w bliskiej odległości od elementu ruchomego, tak aby każdemu uruchomieniu towarzyszył impuls elektryczny do ładowania akumulatora. Urządzenie Hartmanna można również zaprojektować jako przenośnik okrężny, umożliwiający demonstrację perpetum mobile pierwszego rzędu.

Patent Hartmanna opiera się na tej samej zasadzie, co dobrze znany eksperyment ze spinem elektronu, który w fizyce jest powszechnie nazywany eksperymentem Sterna-Gerlacha. W niejednorodnym polu magnetycznym oddziaływanie na obiekt za pomocą magnetycznego momentu obrotowego następuje z powodu gradientu energii potencjalnej. W każdym podręczniku do fizyki można znaleźć wzmiankę, że tego typu pole, silne na jednym końcu i słabe na drugim, przyczynia się do pojawienia się siły jednokierunkowej skierowanej w stronę obiektu magnetycznego i równej dB/dx. Zatem siła pchająca kulkę wzdłuż namagnesowanej płaszczyzny 10 poziomuje się w górę w kierunku, który jest całkowicie zgodny z prawami fizyki.

Wykorzystując magnesy o jakości przemysłowej (w tym magnesy nadprzewodzące, w temperaturze otoczenia, które są obecnie w końcowej fazie rozwoju), będzie można zademonstrować transport towarów z duża masa bez kosztów energii elektrycznej Konserwacja. Magnesy nadprzewodzące mają niezwykłą zdolność do utrzymywania swojego pierwotnego namagnesowanego pola przez lata bez konieczności okresowego zasilania w celu przywrócenia pierwotnego natężenia pola. Przykłady obecnego stanu techniki w rozwoju magnesów nadprzewodzących podano w patencie Ohnishi nr 5 350 958 (brak mocy wytwarzanej przez systemy kriogeniczne i oświetleniowe), a także w przedruku artykułu o lewitacji magnetycznej.

Statyczny elektromagnetyczny moment pędu

W prowokacyjnym eksperymencie z użyciem cylindrycznego kondensatora badacze Graham i Lahoz opracowali pomysł opublikowany przez Einsteina i Lauba w 1908 r., który stwierdza, że ​​potrzebny jest dodatkowy okres czasu, aby zachować zasadę akcji i reakcji. Artykuł cytowany przez badaczy został przetłumaczony i opublikowany w mojej książce poniżej. Graham i Lahoz podkreślają, że istnieje „rzeczywista gęstość momentu pędu” i proponują sposób obserwowania tego efektu energetycznego w magnesach trwałych i elektretach.

Ta praca jest inspirującym i imponującym badaniem wykorzystującym dane oparte na pracach Einsteina i Minkowskiego. Badanie to można bezpośrednio zastosować do stworzenia zarówno generatora jednobiegunowego, jak i magnetycznego konwertera energii, opisanego poniżej. Ta możliwość wynika z faktu, że oba urządzenia mają osiowe pola magnetyczne i promieniowe pola elektryczne, podobne do cylindrycznego kondensatora użytego w eksperymencie Grahama i Lahoza.

Silnik jednobiegunowy

Książka szczegółowo opisuje badania eksperymentalne i historię wynalazku dokonanego przez Faradaya. Ponadto zwraca się uwagę na wkład wniesiony do to badanie Tesli. Ostatnio jednak zaproponowano szereg nowych konstrukcji jednobiegunowego silnika wielowirnikowego, które można porównać z wynalazkiem J.R.R. Serla.

Ponowne zainteresowanie urządzeniem Searle'a powinno również zwrócić uwagę na silniki jednobiegunowe. Wstępna analiza ujawnia istnienie dwóch różnych zjawisk zachodzących jednocześnie w silniku jednobiegunowym. Jedno ze zjawisk można nazwać efektem „rotacji” (nr 1), a drugie – efektem „koagulacji” (nr 2). Pierwszy efekt można przedstawić jako namagnesowane segmenty jakiegoś wyimaginowanego stałego pierścienia, które obracają się wokół wspólnego środka. Przykładowe konstrukcje umożliwiające segmentację wirnika generatora jednobiegunowego przedstawiono w.

Biorąc pod uwagę zaproponowany model, efekt nr 1 można obliczyć dla magnesów mocy Tesli, które są namagnesowane wzdłuż osi i znajdują się w pobliżu pojedynczego pierścienia o średnicy 1 metra. W tym przypadku siła elektromotoryczna utworzona wzdłuż każdej rolki jest większa niż 2 V (pole elektryczne skierowane promieniowo od zewnętrznej średnicy rolek do zewnętrznej średnicy sąsiedniego pierścienia) przy częstotliwości obracania się rolek 500 obr./min. Warto zauważyć, że efekt nr 1 nie zależy od obrotu magnesu. Pole magnetyczne w jednobiegunowym generatorze jest sprzężone z przestrzenią, a nie z magnesem, więc obrót nie wpłynie na działanie siły Lorentza, która występuje, gdy ten uniwersalny generator jednobiegunowy działa.

Efekt nr 2, który ma miejsce wewnątrz każdego magnesu rolkowego, został opisany w , gdzie każda rolka jest traktowana jako mały generator jednobiegunowy. Efekt ten jest uważany za nieco słabszy, ponieważ energia elektryczna jest generowana od środka każdej rolki do obrzeży. Ta konstrukcja przypomina jednobiegunowy generator Tesli, w którym obracający się pasek napędowy wiąże zewnętrzną krawędź magnesu pierścieniowego. Przy obracaniu rolek o średnicy około jednej dziesiątej metra, które odbywa się wokół pierścienia o średnicy 1 metra i przy braku holowania rolek, generowane napięcie będzie wynosić 0,5 wolta. Konstrukcja magnesu pierścieniowego zaproponowana przez Searla poprawi pole B rolki.

Należy zauważyć, że zasada superpozycji ma zastosowanie do obu tych efektów. Efekt nr 1 to jednolite pole elektroniczne, które występuje wzdłuż średnicy wałka. Efekt nr 2 jest efektem radialnym, jak wspomniano powyżej. Jednak w rzeczywistości tylko siła elektromotoryczna działająca w segmencie rolki między dwoma stykami, czyli między środkiem rolki a jej krawędzią, która styka się z pierścieniem, przyczyni się do wytworzenia prądu elektrycznego w dowolny obwód zewnętrzny. Zrozumienie tego faktu oznacza, że skuteczne napięcie, które występuje z efektem nr 1, będzie o połowę mniejsze niż istniejące SEM lub nieco większe niż 1 wolt, czyli mniej więcej dwa razy więcej niż generowane z efektem nr 2. Stosując nakładanie się w ograniczonej przestrzeni, przekonamy się również, że te dwa efekty przeciwstawiają się sobie i dwa SEM należy odjąć. Wynikiem tej analizy jest to, że około 0,5 wolta regulowanej siły elektromotorycznej zostanie dostarczone do wytworzenia energii elektrycznej w oddzielnej instalacji zawierającej rolki i pierścień o średnicy 1 metra. Po odebraniu prądu następuje efekt silnika z łożyskiem kulkowym, który faktycznie popycha rolki, umożliwiając magnesom rolkowym uzyskanie znacznej przewodności elektrycznej. (Autor dziękuje Paulowi La Violette za ten komentarz.)

W pracy związanej z tym tematem badacze Roshchin i Godin opublikowali wyniki eksperymentów z wymyślonym przez siebie urządzeniem jednopierścieniowym, zwanym „Magnetycznym Przetwornikiem Energii” i posiadającym obracające się magnesy na łożyskach. Urządzenie zostało zaprojektowane jako ulepszenie wynalazku Searle'a. Powyższa analiza autora tego artykułu nie zależy od tego, z jakich metali zostały wykonane pierścienie projektu Roshchina i Godina. Ich odkrycia są wystarczająco przekonujące i szczegółowe, aby odnowić zainteresowanie wielu badaczy tym typem silnika.

Wniosek

Istnieje więc kilka silników z magnesami trwałymi, które mogą przyczynić się do powstania perpetuum mobile o sprawności większej niż 100%. Oczywiście należy wziąć pod uwagę koncepcje zachowania energii i zbadać źródło rzekomej dodatkowej energii. Jeśli stałe gradienty pola magnetycznego twierdzą, że wytwarzają siłę jednokierunkową, jak twierdzą podręczniki, to nadejdzie moment, w którym zostaną zaakceptowane do generowania użytecznej mocy. Konfiguracja magnesu rolkowego, która jest obecnie powszechnie nazywana „magnetycznym konwerterem energii”, jest również unikalną konstrukcją silnika magnetycznego. Urządzenie zilustrowane przez Roshchina i Godina w rosyjskim patencie nr 2155435 jest magnetycznym silnikiem elektrycznym-generatorem, który wykazuje możliwość generowania dodatkowej energii. Ponieważ działanie urządzenia opiera się na cyrkulacji cylindrycznych magnesów obracających się wokół pierścienia, konstrukcja jest właściwie bardziej generatorem niż silnikiem. Jednak to urządzenie jest aktywnym silnikiem, ponieważ moment obrotowy generowany przez samopodtrzymujący ruch magnesów jest wykorzystywany do uruchamiania oddzielnego generatora elektrycznego.

Literatura

1. Podręcznik sterowania ruchem (Designfax, maj 1989, s. 33)

2. „Prawo Faradaya - eksperymenty ilościowe”, Amer. Dzień. fizyka,

3. Popular Science, czerwiec 1979

4. IEEE Widmo 1/97

5. Popular Science (Popular Science), maj 1979

6. Zarys serii Schauma, teoria i problemy elektryczne

Maszyny i Elektromechanika (Teoria i problemy elektryczne

maszyny i elektromechanika) (McGraw Hill, 1981)

7. IEEE Spectrum, lipiec 1997

9. Thomas Valone, Podręcznik homopolarny

10. Tamże, s. 10

11. Dziennik elektrycznych statków kosmicznych, wydanie 12, 1994

12. Thomas Valone, Podręcznik homopolarny, s. 81

13. Tamże, s. 81

14. Ibidem, s. 54

Technika fizyka Lett., w. 26, nr 12, 2000, s. 1105-07

Thomas Valon Integrity Research Institute, www.integrityresearchinstitute.org

1220L ul. NW, Apartament 100-232, Waszyngton, DC 20005

Strona 1

Obrót magnesu trwałego z częstotliwością P wytwarza pole magnetyczne w przestrzeni, które wiruje z tą samą częstotliwością. Ten sam obraz występuje w maszyny elektryczne prąd przemienny, jeśli wirnik jest magnesem trwałym lub elektromagnesem. W wirniku z wystającymi biegunami (ryc. 18.2, a; 18.3, a) rdzeń wykonany z materiału ferromagnetycznego ma wyraźne występy - bieguny, na których umieszczone są cewki. Wirnik z niejawnym biegunem (ryc. 18.2, b; 18.3, o) jest wykonany w postaci cylindra, na którym umieszczone jest uzwojenie wzbudzenia rozłożone na rowkach. W przypadku wirników wielobiegunowych (p 1) bieguny północne i południowe występują naprzemiennie. Wirniki pokazane na rys. 18.2, a, b, mają jedną parę (2p 2), a te pokazane na ryc. 18.3, a, 6 - dwie pary (2p 4) tyczek. Przy 2p 4, wirniki są wykonane z biegunami.

Obrót magnesu trwałego 1 powoduje pojawienie się w tarczy (lub kubku) 2, wykonanej z materiału niemagnetycznego, indukowanych prądów. W wyniku oddziaływania tych prądów z polem magnetycznym powstaje moment obrotowy 7I1; działającą na tarczę w kierunku obrotu magnesu i proporcjonalną do prędkości kątowej r ostatniego M1C1co1, gdzie Cr jest współczynnikiem proporcjonalności.

Gdy magnes trwały obraca się, karta obraca się za nim wraz z osią, skręcając spiralną sprężynę, która jest przymocowana z jednej strony do osi, az drugiej do obudowy prędkościomierza. Podczas skręcania sprężyna śrubowa generuje przeciwny moment MI moment M2, który jest proporcjonalny do kąta obrotu karty.

Gdy magnes trwały obraca się / w rdzeniu 5 obwodu magnetycznego, powstaje strumień magnetyczny, który zmienia się pod względem wielkości i kierunku.

Kiedy magnes trwały obraca się podczas pracy silnika elektrycznego, powstaje rama 2 Elektryczność, co skutkuje siłą oddziaływania między magnesem trwałym a cylindrem. Rama obraca się, zamykając połączone z nią styki. Gdy silnik się zatrzyma, styki otwierają się.

Gdy dwubiegunowy magnes trwały 1 (wirnik magneto) obraca się w stałych zębatkach z rdzeniem 2 (tworem magneto) i nawiniętym na nim uzwojeniem pierwotnym, generowany jest w nim prąd, którego siła wynosi 2 25 - 3 5 A, napięcie 300 - 500 V.

Dlatego, gdy magnes stały się obraca, kołek obraca się, obniżając nakrętkę przewodu jezdnego w górę lub w dół, w zależności od ustawionej temperatury. Przewód jezdny ustawia się na pewnej wysokości, na której słupek rtęci styka się z końcem tego przewodu i zmienia się wartość temperatury zwarcia lub rozwarcia styku.

Mieszanie w takiej celi odbywa się od góry poprzez obracanie magnesu stałego B, tzw. docisku magnetycznego, który w przypadku reaktorów nieregularny kształt znacznie wydajniejsze niż powszechnie stosowane mieszanie od dołu za pomocą prętów magnetycznych wewnątrz aparatu (patrz rozdz.

Czy liczba oddzielonych cząstek metalu zależy od prędkości obrotowej magnesu trwałego.

Rozważana metoda pozwala uzyskać jedną operację zamiast dwóch, gdy magnes trwały obraca się wokół własnej osi (patrz ryc. 2.7, e), ponieważ działanie kontaktronu może mieć miejsce tylko wtedy, gdy magnesy są zgodne. Pierścieniowe magnesy trwałe, z których jeden / jest zainstalowany nieruchomo (ryc. 2.12, c), a pozostałe 2 poruszają się liniowo wzdłuż kontaktronu, a także po połączeniu powodują otwarcie części stykowych. W przypadku dwóch ostatnich metod magnesy trwałe ustalone zgodnie z ich biegunowością mogą być używane jako magnesy polaryzujące, tworząc wstępne pole magnetyczne, które nie uruchamia kontaktronu. Zmniejsza to wagę i wymiary ruchomy magnes sterujący, który tworzy dodatkowe pole niezbędne do działania kontaktronu. Ten przykład wykonania urządzenia pomaga zwiększyć stabilność przeciążeniową urządzenia.