Исследования и разработки

ОДНОПРОВОДНАЯ И БЕСПРОВОДНАЯ ПЕРЕДАЧА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Косинов Н.В., Поляков Д.В.

Аннотация

В статье приводятся результаты наших экспериментов по однопроводной и беспроводной передаче электрической энергии.

1. Прецедент

В московском научно-исследовательском электротехническом институте С.В. Авраменко демонстрировал передачу переменного тока по одному проводу без заземления [1].

Рис. 1. Однопроводная передача электроэнергии по схеме Авраменко.

Основу устройства составляла “вилка Авраменко”, которая представляет собой два последовательно включенных полупроводниковых диода (рис. 1). Если вилку присоединить к проводу, находящемуся под переменным напряжением 10-10000В, то в контуре вилки циркулирует пульсирующий ток, и через некоторое время в разряднике Р наблюдается серия искр. Временной интервал от подключения до разряда зависит от величины емкости С, частоты пульсации и размера зазора Р. Включение в линию передачи резистора номиналом 2-5МОм не вызывает существенных изменений в работе схемы [1].

Исследуя передачу энергии по одному проводу Авраменко с коллегами приходят к выводу, что феномен объясняется наличием тока поляризации [1, 2]. По их мнению, величина тока поляризации прямо пропорционально зависит от частоты тока, материала обмоток генератора и их геометрии.

Авторы статьи [2] считают необходимым проверить целесообразность изготовления обмоток генератора из проводов медных, никелевых, железных, свинцовых и т. д.

Идея однопроводной передачи электроэнергии заинтересовала многих исследователей. Так в [1] описывается эксперимент Стефана Хартманна, основанный на изобретении Авраменко.

Рис. 2. Схема Стефана Хартманна.

В генераторе используется автомобильная катушка зажигания. Электронный генератор работает на частоте 10кГц. В качестве нагрузки используется ксеноновая лампа-вспышка, медный провод используется как антенна (рис. 2). Генератор переменного напряжения через проводник, длина которого кратна длине стоячей волны электрического поля в нем, связан с “вилкой Авраменко”. В случае резонанса амплитуда напряжения в точке подключения “вилки” – максимальна. Автор утверждает, что конденсатор заряжается напряжением, которое не влияет на первичный источник энергии. Генератор, по его мнению, является только источником информации. Энергия, выделяющаяся в ксеноновой лампе, определяется частотой и амплитудой колебаний. Поджег лампы осуществляется свободными электронами, текущими через медную антенну. Если убрать антенну, то ксеноновая лампа не горит.

2. Наши эксперименты по однопроводной передаче энергии.

Авторы настоящей статьи провели эксперименты по передаче электроэнергии по одному проводу. Для этой цели мы разработали новую схему. В нашей схеме не использовалась “вилка Авраменко”. Вместо этого использовалась обычная мостовая схема, которая оказалась значительно эффективней, чем “вилка Авраменко”. Кроме этого мы внесли ряд других изменений в схему Авраменко, что повысило ее эффективность. Схема приведена на рисунке 3. На принципиальной электрической схеме цифрами обозначены: 1 – генератор, 2 – расширитель спектра, 3 – “антенна”.

Рис. 3. Принципиальная схема устройства для однопроводной передачи электроэнергии.

Общий вид устройства показан на рисунке 4. Энергией устройство обеспечивает источник питания постоянного тока Б5-47. Нагрузкой служит лампа накаливания 220В, 25Вт. Генератор и трансформатор размещены в деревянном корпусе, диоды, конденсатор, лампа, элементы 2 и 3, составляющие приемник энергии – в бело-голубом пластмассовом корпусе под лампой. Приемный узел соединен с трансформатором одним проводом.

Рис. 4. Общий вид установки для однопроводной передачи энергии.

В экспериментах использовались различные лампы накаливания, наилучший результат был достигнут при использовании ламп 220В, 25Вт (рис.5). Ключевым моментом в повышении эффективности, по сравнению со схемой Авраменко, является использование стандартной мостовой схемы, а не ее половины, а также наличие расширителя спектра. Наличие в схеме расширителя спектра приводит к тому, что нагрузка, не мешает полному заряду конденсатора. Как следствие, вся приходящая энергия расходуется на зарядку высоковольтного конденсатора с малым током утечки. Цепь при этом замыкается токами смещения на свободный конец вторичной обмотки трансформатора через “антенну” 3 (рис.3).

Рис. 5. Лампа 220В, 25Вт.

Включение в линию передачи резистора или использование в качестве линии передачи проводника с большим удельным сопротивлением существенно не влияет на степень накала спирали лампы. Таким образом, сопротивление линии передачи сказывается весьма незначительно. Лампочка светится даже при “оборванной” линии передачи (рис. 6).

Рис. 6. Свечение лампы 220В, 25Вт в разорванной однопроводной линии, связанной узлом по изоляции.

2.1. Эксперименты с перегоревшими лампами накаливания.

В описанных выше экспериментах по однопроводной передаче энергии горят как исправные лампы, так и перегоревшие.

Рис. 7. Фотографии экспериментов с перегоревшими лампами накаливания.

На рисунке 7а виден разрыв спирали лампы накаливания. Рисунки 7б и 7в – фотографии экспериментов. Видно свечение спирали и яркая искра в месте разрыва спирали.

Со свечением перегоревших ламп накаливания, не подозревая того, сталкивается практически каждый из нас. Для этого достаточно внимательно присмотреться к перегоревшим лампам. Можно заметить, что лампы часто перегорают в нескольких местах. Вероятность одновременного перегорания лампы в нескольких местах очень мала. Это значит, что лампа, утратив целостность спирали, продолжала светить, пока цепь не разорвалась еще в одном месте. Этот феномен возникает в большинстве случаев перегорания ламп накаливания, питающихся от сети 220В, 50Гц.

Мы провели такой эксперимент: подключали стандартные 220В, 60Вт лампы накаливания ко вторичной обмотке повышающего трансформатора. На холостом ходу трансформатор выдавал напряжение около 300В. В эксперименте было использовано 20 ламп накаливания. Оказывается, чаще всего лампы накаливания перегорают в двух и более местах, причем перегорает не только спираль, но и токоподводящие “усы”. При этом после первого разрыва цепи лампа продолжает светить более ярко, пока не перегорит другой участок. Одна лампа в нашем эксперименте перегорела в четырех местах, а именно, в двух местах перегорела спираль, и перегорели оба электрода!

2.2. Эксперименты, демонстрирующие свечение лампы накаливания в руке человека.

Свечение газоразрядной лампы в руке экспериментатора при использовании переменного электромагнитного поля – обычное явление. Необычным является свечение в руке лампы накаливания, к которой подведен только один провод. Раскаленная спираль в лампе, находящейся в руках человека, в то время, когда к лампе не подведены два провода, несомненно вызывает интерес. Известно, что Никола Тесла демонстрировал светящуюся в руке лампу. Нам не удалось найти описания этого эксперимента, поэтому мы разработали свою схему эксперимента. Ниже представлены результаты проведенных нами экспериментов, демонстрирующие свечение в руке лампы накаливания.

Рис. 8. Свечение лампы накаливания в руке человека.

На рисунке 8 видно, что лампа 220В, 25Вт светится в руке оператора, будучи подключенной одним контактом к одному проводу. На фотографии виден проводник от генератора, подводящий энергию к одному контакту цоколя лампы. Яркость свечения лампы тем больше, чем выше уровень напряжения подается на генератор. В целях безопасности эксперимента на генератор подавалось напряжение, обеспечивающее горение ламп примерно в половину накала.

2.3. Эксперименты по беспроводной передаче электроэнергии.

Над решением проблемы беспроводной передачи электрической энергии работают ученые в разных странах мира. Для этой цели в основном исследуются СВЧ-поля. Однако применяемые СВЧ-систем являются опасным для человека и биосферы. Приводим сведения о проведенных нами экспериментах по осуществлению беспроводной (без заземления) передачи электроэнергии.

Рис. 9. Кадры видеосъемки экспериментов по беспроводной передаче электроэнергии.

В наших экспериментах источником энергии служил комплекс, состоящий из блока питания Б5-47, генератора и трансформатора, он хорошо виден на кадрах 9а и 9в, приемником – специальный приемный узел для беспроводной передачи энергии, содержащий электронный узел и электродвигатель постоянного тока ИДР-6. Электродвигатель установлен на электропроводной платформе, которая, в свою очередь, установлена на корпусе из изоляционного материала. Внутри этого корпуса находится электронный узел. Электронный узел занимает незначительный объем приемника и выполнен на печатной плате. Внутренняя часть приемника показана на фотографиях 9г и 9д. На кадре 9д выделен непосредственно электронный узел приемника.

В экспериментах наблюдалось вращение ротора электродвигателя в руках человека. Двигатель был установлен на платформе, на которой отсутствовали источники питания. Наблюдалось увеличение коэффициента передачи с уменьшением расстояния (рис. 9в). На (рис. 9б) показан кадр видеосъемки, где частота вращения вала резко возрастала в том случае, если электродвигатель находился в руках двух человек.

Проблема беспроводной передачи энергии остается актуальной. Над ней продолжают работать ученые разных стран.

Источники:

1. “Резонанс Авраменко” http://www.skif.vrn.ru/energy/arhiv1-3.shtml
2. Заев Н.Е., Авраменко С.В., Лисин В.Н., “Измерение тока проводимости, возбуждаемого поляризационным током”. Журнал русской физической мысли №2, 1991

5 комментариев: Исследования и разработки

  1. PetroCalpewly говорит:

    очень интересно, спасибо

  2. Andryi Michailovict говорит:

    Так где эти вещи можно применить на практике и какие плюсы это несет?

    • admin admin говорит:

      Сейчас рассматриваем возможность создания на базе этой технологии беспроводных зарядных устройств для мобильных телефонов и т.п.

  3. artem говорит:

    Почему лампочка перегорает в двух местах?

    • admin admin говорит:

      Здравствуйте, Артём!

      Потому что при первом, а иногда и втором разрывах спирали цепь замыкается посредством дугового разряда.
      Внешне это проявляется более ярким свечением лампы.
      При этом сопротивление уменьшается, что ведёт к увеличению силы тока и перегоранию в другом месте.

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *

*

Вы можете использовать это HTMLтеги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>