I slutet av förra seklet demonstrerade den stora Nikola Tesla för hela världen överföringen av elektricitet genom en öppen och ojordad tråd. Det hände så att kärnan i detta fenomen förblir oklar idag. Det är också känt att ingenjör Stanislav Avramenko framgångsrikt försökte upprepa det berömda experimentet. Men så vitt vi vet nämns den fysiska kärnan i detta fenomen inte någonstans …
Här kommer vi att försöka förstå i en tillgänglig form hur "det" kan ordnas.
Du kan börja med det faktum att i början av kunskap om elektricitet uppstod idén om existensen av en elektrisk vätska som kan flyta från kropp till kropp under vissa förhållanden. Att vara i överflöd och brist. B. Franklin introducerade en gång begreppet positiv och negativ el. DK Maxwell använde i sin teoretiska forskning en direkt analogi mellan rörelse av en vätska och rörelse av elektricitet.
Nu vet vi naturligtvis att elektrisk ström är elektronernas rörelse (i detta fall i en metall), som rör sig när en potentiell skillnad uppstår. Hur kan du förklara elektronernas rörelse i en tråd?
Låt oss ta en välkänd vattenslang för trädgården som ett exempel. Villkoren är som följer: det finns vatten inuti det, och ändarna är anslutna med pluggar. Hur man får vätskan att röra sig i den. Ja, inte hur, om du inte roterar vätskan från ena änden så att dess rotation överförs till den andra änden i slangen. Så för att få vattnet att "röra sig" i slangen måste du flytta det inte i en, utan växelvis, i en riktning, sedan i den andra, det vill säga skapa en växelström av vätska i slangen.
Men eftersom vattnet i slangen i det här fallet inte kommer att röra sig längs vårt, kommer vi vid eftertanke att förstå att det är nödvändigt att fästa en behållare på båda sidor till slangens ändar (efter att pluggarna har tagits bort). Låt dem vara i form av cylindrar. Det är uppenbart för alla att det här är kommunicerande fartyg. Om vi sätter en kolv i en behållare tvingar vi vattnet från den första behållaren att rinna genom slangen till en avlägsen behållare genom att flytta ner den. Om vi nu lyfter upp kolven, flyttar vi vattnet tillbaka till behållaren med pumpen genom en slang från en avlägsen volym på grund av att kolven och vattnet vätes (fastnar).
Om den beskrivna manipuleringen fortsätter kommer ett vätskeflöde växlande i riktning att dyka upp i slangen. Om vi lyckas sätta en spinner med blad (propeller) i slangen, någonstans i den (låt den vara transparent), kommer den att börja snurra i en riktning och sedan i den andra. Bekräftar att en rörlig vätska bär energi i sig själv. Med detta är det klart, men hur är det med kabeln, kanske någon kommer att fråga? Låt oss svara: allt är detsamma.
Låt oss komma ihåg vad ett elektroskop är? Låt oss komma ihåg - det här är en elementär enhet för laddningsdetektering. I sin enklaste form är det en glasburk med plastlock (isolator). Locket stänger burken. En metallstång gängas genom locket i mitten, en kula av samma material som staven kvar över locket, på andra sidan av stången längst ner, ljusa folieblad hänger mitt emot varandra i burken, de kan röra sig fritt från varandra och tillbaka. Låt oss komma ihåg att om du gnuggar en ebonitpinne med en bit ull, som en följd av att den laddas, och sedan tar den till toppen av elektroskopet - en boll, så kommer bladen från elektroskopet i banken omedelbart att spridas till en viss vinkel, vilket bekräftar att elektroskopet är laddat.
Kampanjvideo:
Efter denna procedur kommer vi att placera det andra oladdade (med hängande kronblad) elektroskopet på ett avstånd av tre meter från det första. Låt oss ansluta båda elektroskopen med bar ledning och hålla fast på den mellersta isolerade delen med fingrarna. När ögonblicket vidrör båda de övre kulorna i båda elektroskopet ser vi att det andra oladdade elektroskopet omedelbart kommer till liv - dess löv kommer att spridas i en vinkel som är mindre än det första, och i det ursprungliga elektroskopet faller de något av. Nu visar elektroskopet att båda har laddningar, de har strömmat från den första kulkapaciteten till det andra elektroskopets kulkapacitet. Laddningarna för båda elektroskopen blev lika med varandra. Här blir det klart för oss att elektroner har flödat - en momentan ström har uppstått i ledningen. Om vi nu organiserar laddningen och sedan urladdningen av det första elektroskopet från ena änden i ett konstant läge,då är det helt klart att en växelström kommer att strömma genom ledningen mellan elektroskopen. Till detta lägger vi till att det första elektroskopet måste laddas med ett tecken och urladdas med ett annat.
Om vi tar en detaljerad fysik-kurs kommer vi att se att allt beskrivs där. Förutom att en sådan process kan göras permanent och det inte heller nämns något om dess tillämpbarhet. Ganska konstigt, eftersom en sådan uppgift förvirrar många av oss.
Om vi fortsätter detta ämne kan vi säga att det kan hävdas att den välkända metoden för elektrostatisk induktion (påverkan genom fältet) kan uppnå samma kontinuerliga process, det vill säga exciteringen av en växelström genom en ledare. Om du agerar med en laddad kropp på en närliggande boll eller sfär från ena kanten, till exempel med en gnuggad ebenholtspinne, på ett varierande sätt och utan att röra vid det, tar du sedan pinnen närmare sfärkulan och tar sedan bort den.
I princip kommer inget att förändras om vi till exempel roterar med hjälp av en motor, två diametralt placerade elektretbollar med motsatt laddning nära en närliggande sfär och en boll. Strömmen kommer att springa från vår boll längs ledaren till fjärrbollens kapacitet och tillbaka.
Du kan använda en elektroforemaskin (med hjälp kan du separera och ackumulera laddningar av motsatt tecken) eller en elektrostatisk generator som drivs av nätverket, som spelar samma roll. Om vi växelvis levererar från den elektrostatiska generatorn sedan ett plus, sedan ett minus till en nära placerad kula (du kan organisera växling med två reläer eller halvledartangenter), då plus är ansluten kommer elektronerna att springa från den avlägsna kulbehållaren genom ledningen, och när minus är ansluten till av samma behållarkula kommer elektroner att fly tillbaka. Här är det nödvändigt att komma ihåg att när en potentiell skillnad uppstår i en ledare blir den elektriska fältstyrkan konstant i vår process. Nu när elektronerna har var att dränera - (in i behållarbollarna),sedan kan den elektromagnetiska induktionsmetoden användas för att excitera växelströmmen. Det vill säga om en spiral vrids från den på någon plats av ledaren, som sedan växlar dynamiskt på den med en magnet, får vi samma resultat. Av detta blir det tydligt att en transformator också kan användas för detta ändamål. Strömmen kan också uppstå genom det alternativa inflytandet på motsatta bollkapaciteter - det vill säga från båda ändar. För att skapa en stor potential för bollkapaciteten, genom direkt laddning eller genom metoden för elektrostatisk induktion, kan den välkända principen för Van de Graaff-generatorn tillämpas. Med hjälp av en sådan generator kan en potential på miljoner volt skapas - därav en relativt hög spänning.om vi sedan växlar dynamiskt på den med en magnet får vi samma resultat. Av detta blir det tydligt att en transformator också kan användas för detta ändamål. Strömmen kan också uppstå genom det alternativa inflytandet på motsatta bollkapaciteter - det vill säga från båda ändar. För att skapa en stor potential för bollkapaciteten, genom direkt laddning eller genom metoden för elektrostatisk induktion, kan den välkända principen för Van de Graaff-generatorn tillämpas. Med hjälp av en sådan generator kan en potential på miljoner volt skapas - därav en relativt hög spänning.om vi sedan växlar dynamiskt på den med en magnet får vi samma resultat. Av detta blir det tydligt att en transformator också kan användas för detta ändamål. Strömmen kan också uppstå genom det alternativa inflytandet på motsatta bollkapaciteter - det vill säga från båda ändar. För att skapa en stor potential för kulkapaciteten, genom direkt laddning eller genom elektrostatisk induktion, kan den välkända principen för Van de Graaff-generatorn tillämpas. Med hjälp av en sådan generator kan en potential på miljoner volt skapas - därav en relativt hög spänning.genom sin direktladdning eller med metoden för elektrostatisk induktion kan den välkända principen för Van de Graaff-generatorn tillämpas. Med hjälp av en sådan generator kan en potential på miljoner volt skapas - därav en relativt hög spänning.genom sin direktladdning eller genom metoden för elektrostatisk induktion kan den välkända principen för Van de Graaff-generatorn tillämpas. Med hjälp av en sådan generator kan en potential på miljoner volt skapas - därav en relativt hög spänning.
Förutom ovanstående, låt oss komma ihåg att blixtnedslag ibland från molnen (uppifrån) och ibland från marken uppåt, ibland mellan åskmoln. Detta bekräftar återigen indirekt att överföring av växelström i ledaren är möjlig.
Det är värt att notera att en konstant ström alltid kan göras av växelström.
Nu, om vi installerar lämpliga (nya) generatorer vid kraftverk, kommer det att vara möjligt att överföra mer kraft genom de gamla kraftledningarna än nu, eftersom samma kraft kan överföras via färre ledningar - resten kommer att frigöras.
Med den nämnda metoden för elektrostatisk induktion är det möjligt att överföra elektricitet i form av en störning av det elektriska fältet från "vår" sida till den motsatta punkten på planeten, eftersom jorden är en ledande och dessutom en laddad stor kula, och laddningarna kan separeras - polariserade (mot motsatta). Genom att ta originalsignalen från motsvarande mottagare till antipodalpunkten fick vi i allmänhet en metod inte bara för att överföra energi utan också information. Eftersom vi vid ett tillfälle modulerar signalen, vid en annan demodulerar vi. Förresten är principen om modulering-demodulering tillämplig på kommunikation med en tråd. Det bör noteras att överföringen av energi och information till den "andra" punkten på jorden kan åstadkommas genom att induktivt påverka planetens magnetfält från "vår" punkt.
Vi kommer inte att stoppa på "torsions" -principen för elöverföring genom en tråd (för att rotera det elektriska fältet och därmed elektronerna från ena kanten, så att rotationen överförs till den andra kanten i ledningen).
När det gäller den maximala trådlängden beror det på potentialen på bollkapacitansen. Samma kapacitet beror på dess egen radie.
Låt oss nu prata om vad N. Tesla kanske inte har gjort. Här avser författaren att ange en hypotes, som kan visa sig fungera, det vill säga motsvara verkligheten.
En gång gjorde författaren följande experiment: en permanent cylindrisk magnet upphängdes från en tråd. När han lugnade upp togs en annan magnet av samma slag upp till honom på avstånd - med motsatt pol så att någon avböjning av den första inträffade. För att förhindra att den upphängda (första) magneten slår på tråden, infördes två plana bindningar på den från dess sidor, så att den (den första) kunde röra sig strikt längs en båge (beroende på fjädringens radie) i ett plan. Så när allt detta gjordes slog experimentet skarpt fältet för den tredje magneten på fältet för den andra - mellanliggande och stationära magnet (alla magneter orienterades mot varandra med motsatta poler). Efter en kraftig inverkan av fältet för den tredje på den mellanliggande magneten flög också den första från den andra sidan av den mellanliggande fixen kraftigt åt sidan. Från detta, troligtvisdet följer att pulsen överfördes längs magnetfältet hos de interagerande magneterna. Detta är detsamma som i det välkända fallet när tio sammanhängande identiska kulor ligger på en linje på en jämn horisontell yta. Och om vi nu slår en extrem boll - nio förblir på plats, som tidigare, och den sista bollen i motsatt ände studsar.
Om detta är möjligt med kulor, varför är det då omöjligt med en rad motsatt orienterade magneter (ett specialfall), som ligger på avstånd från varandra och är fast fäst inuti i ett flexibelt rör? Om energi passeras genom en sådan ny "tråd", efter att ha handlat först från ena änden av den med en skarp magnetfältpuls, kan den tas emot i den andra änden av ledningen med hjälp av en magnetfältmottagare. Eller om vi tar en solid järntråd och magnetiserar den strikt så att orienteringen av fältlinjerna är parallell med dess axel, så kommer vi nu igen att få en ny tråd som också kan utföra den nämnda funktionen, det vill säga sända en impuls genom magnettrådens "tråd" med ena sidan till den andra.
Detsamma kan sägas om liknande laddade kulor, eller bättre om elektretbollar (med samma namn), eller om en elektrettråd (solid). Endast i det här fallet är det nödvändigt att "slå" med ett elektriskt fält från ena änden, så att impulsen överförs till den andra.
Genomförandet av denna idé kommer att innebära skapandet av en ny generation teknik.
Och när man avslutar berättelsen kan man hävda att överföringen av icke-mekanisk energi med nya medel via en tråd är verklig. Det är upp till genomförandet.
S. Makukhin