2016-08-23
Forschungswebsite von Vyacheslav Gorchilin
3. Freie Energie — an der Spitze der Nadel?
Im zweiten Teil dieser Erzählung uns worden koaxialer Kondensator mit einer rauen Außenfläche. Diese Oberfläche reduziert die Eingangsspannung, bei der der Prozess beginnen kann die Ionisation des umgebenden Gases [1]. Und wenn nicht diese Einschränkung zu vermeiden, sondern im Gegenteil, die Wirkung in vollem Umfang? Es ist offensichtlich, dass für diese Oberfläche müssen noch mehr tun pixelig, erhöhen die Krümmung bis zu einem Maximum. Die am besten geeignete Form für diese — Form der Nadel, und da müssen wir die ähnlichkeit der Platte, ist die Bürste, bestehend aus solchen Nadeln. Aber das Design ist nicht sehr praktisch, daher ist es am besten eine Bürste in die Rolle zusammenrollen, damit die Nadeln haben sich nach außen ragen, und die zweite äußere Platte eines solchen Kondensators ausführen als normaler Zylinder. Eine solche Konstruktion nennt man Hochspannungs-Diode, aber um nicht verwirrt zu werden Sie anrufen Und-Diode und der Kennzeichnung auf weitere Schemata, wie in der Abbildung rechts gezeigt.
Игольчатый конденсатор. И-диод
Versuchen Sie berechnen die Optionen und berechnen Sie den Wirkungsgrad für простешей Schema mit seiner Teilnahme. Funktion der Schaltung kommt es auf Schnellladen Und-dioden - \(C\) von der Quelle der Spannung \(U\) durch den Schalter SW1, nach denen er sich öffnet, und die resultierende Ladung bildet Ionen-wind, der es trägt von der Kathode zur Anode. Irgendwann schließt sich der Schlüssel SW2 und schließt die Kette durch den Lastwiderstand \(R\).
Схема включения и-диода
Die Abbildung rechts zeigt einen Ausschnitt des Prozesses der Migration, bestehend aus geladenen Kathode abgelöst von dem negativ geladenen Ionen des Gases. Da das Ion nimmt an der Kathode die Ladung, jeder поледующий zu beschleunigen, wird bereits mit einer niedrigeren Geschwindigkeit, abhängig vom Elektrodenabstand. Dieser Prozess ist ähnlich wie die Bewegung des Stromes im Windows-Explorer mit dem Unterschied, dass die überträger der Ladung — Ionen haben eine andere Geschwindigkeit.
Die Abhängigkeit der Geschwindigkeit von der Spannung ausgedrückt werden kann aus der folgenden Formel abgeleitet zusammengefasst aus [1] und [2]. \[ V = {\mu \, U \over h} = {\mu \, Q \over h \, C} \qquad (3.1) \] wobei gilt: \(V\) die Geschwindigkeit der Strömung der Ionen, \(\mu\) — die Beweglichkeit des Gases, \(U\) — die Spannung zwischen der Kathode und der Anode, \(h\) die Entfernung zwischen den Elektroden, \(Q\) — Ladung und-dioden, \(C\) — seine Kapazität. Berechnung machen wir aus der Annahme, dass \(h\) ist gleich oder kleiner als die Länge freie Weglänge der Gasmoleküle. Es ist einstellbar, Z. B. Druck des Gases im Gehäuse Und-dioden. Jetzt müssen wir uns überlegen, ein hochwertiges Bild von diesem Effekt, sowie eine komplexere Berechnung, falls gewünscht, können Sie später machen.
Daher ist die erforderliche Zeit, Jona, Abstand um die Strecke \(h\) suchen so: \[ \tau = {h \over V} = {h^2 \, C \over \mu \, Q} \qquad (3.2) \] Aber wir wissen bereits, dass jedes Ion wird seine Geschwindigkeit und damit seine Flugzeit. Weiter brauchen wir keine absolute Zeit, sondern die relativen Abstände zwischen соударениями Ionen von der Anode. Sie so: \[ \Delta\tau_i = {h^2 \, C \over \mu} \left( {1 \over Q_0 - e\,(i+1)} - {1 \over Q_0 - e\,i} \right) \qquad (3.3) \] \[ i \in 0..N, \qquad N = {Q_0 \over e} \] wobei \(\Delta\tau_i\) — die Zeit zwischen den benachbarten соударениями Ionen von der Anode auf \(i\)-Stelle, \(Q_0\) — anfangs-Ladung auf Und-Diode, \(e\) — die Ladung eines Elektrons. Es ist sichtbar, dass mit Zunehmender index \(i\) von null bis \(N\), die Ladung auf Und-der Diode verbraucht mit \(Q_0\) auf null. Weiter machen wir die Berechnung in der Annahme, dass die Ionen nehmen die gesamte Ladung von der Kathode, obwohl in der Realität ein kleiner Teil der Ladung immer noch bleibt.
Erinnern uns an die Formel für den Strom \(I = {\Delta Q/\Delta t}\) und Energie \(W = \sum I^2\,R \, \Delta t\). Da wir erforschen die Zeit zwischen соударениями benachbarten Ladungen, ist es klar, dass \(\Delta Q\) und es wird die Elementarladung \(e\). Setzt man alle gefundenen Verhältnisse bekommen wir die Energie fliesst durch-Und-durch die Diode und der Lastwiderstand \(R\): \[ W = R\sum_{i=0}^N {e^2 \over \Delta\tau_i} \qquad (3.4) \] Vereinfachen wir den Ausdruck für \(\Delta\tau_i\) unter der Bedingung, dass \(e/Q_0\) — sehr kleine Wert: \[ \Delta\tau_i = {h^2 \, C \, e \over \mu\,(Q_0 - e\,i)^2 } = {h^2 \, C \, e \over \mu\,Q_0^2\,(1 - e\,i/Q_0)^2 } \qquad (3.5) \] also: \[ B = {\mu\,R\,e\,Q_0^2 \over h^2\,C} \sum_{i=0}^N (1 - e\,i/Q_0)^2 \qquad (3.6) \] der Ausdruck unter dem Zeichen der Betrag ist eine Strecke, deren Höhe bei einer ausreichend großen \(N\) beträgt: \[ \sum_{i=0}^N (1 - e\,i/Q_0)^2 = {Q_0 \over 3\,e} \qquad (3.7) \] Daher die Allgemeine Formel für diese Energie: \[ B = {\mu\,R\,Q_0^3 \over 3\,h^2\,C} \qquad (3.8) \] aufgewendeter Energie zum aufladen und-Diode: \[ W_0 = {Q_0^2 \over 2\,C} \qquad (3.9) \] Und jetzt vergleichen wir diese zwei Energien: \[ K_{\eta2} = {W \over W_0} = \frac23 {\mu\,R\,Q_0 \over h^2} \qquad (3.10) \]
Versuchen Sie finden \(K_{\eta2}\) für einige mittlere Werte, und dazu finden die \(\mu\) aus der Arbeit [2]. Aus Ihr ist ersichtlich, dass die Beweglichkeit der Ionen des Gases hängt von der Anzahl der Elektroden und der Abstände zwischen Ihnen, aber zum Beispiel können wir eine optimale Wert für 60 Elektroden: \(\mu = 2 \cdot 10^{-5}\,(m)\), die, nebenbei bemerkt, ist viel geringer als der in [1], dass gibt einen großen «Spielraum» in unseren Berechnungen. Drücken wir die anfängliche Ladung so: \(Q_0 = U_0\,C\), wobei \(U_0\) — Ladespannung Und-dioden, und die restlichen Einstellungen nehmen Sie wie folgt: \[ U_0 = 1.5 \cdot 10^{3}\,(V), \qquad C = 10^{-10}\,(T), \qquad R = 10^{6}\,(OHM), \qquad h = 10^{-3}\,(m), \] dann: \[ K_{\eta2} = \frac23 {\mu\,R\,C\,U_0 \over h^2} = 2. \]
Schlussfolgerungen
Das obige Beispiel genommen für Luft und andere nicht optimierten Parametern. Aus Formel (3.10) zeigt, dass mehr als optimal verringern Sie den Abstand zwischen den Elektroden \(h\), als Vergrößerung der Spannung \(U_0\). Die Grenze HIERFÜR ist die minimale Spannung für den Beginn der Ionisierung des Gases. \(K_{\eta2}\) kann man erhöhen durch die Form und Anzahl der Elektroden, Gas, auffüllt, Und-Diode, und der Druck darin. Wenn Sie erhöhen die Geschwindigkeit der Ionen-wind zusätzliche Luftpumpe, so kann man nicht nur in irgendwelchen der Wirkungsgrad erhöhen, sondern auch bauen Luft-Motor.
 
1 2 3 4 5

Горчилин Wjatscheslaw, 2016
* Nachdruck des Artikels ist möglich mit der Bedingung der Linksetzung auf diese Website und Einhaltung des Urheberrechts

« Назад
2009-2018 © Vyacheslav Gorchilin