Науково-дослідний сайт В'ячеслава Горчіліна
2019-03-31
Всі статті
Деякі особливості поведінки зарядженого високовольтного конденсатора
Електростатика — добре вивчена наука і всі пов'язані з нею досліди, по ідеї, повинні досить добре пояснюватися. Проте, представлені в цій замітці експерименти не можуть бути однозначно інтерпретовані за допомогою цієї теорії. Швидше за все, мова йде про атмосферний електрику, яка в себе включає не тільки електричне поле атмосфери, але і заряд Землі. До використання і того і іншого ми будемо просуватися поступово, починаючи з найпростіших дослідів.
Для їх проведення потрібно високовольтний блок для зарядки конденсатора C1 (рис. 1a). Він складається з двох пальчикових батарейок, з'єднаних послідовно (GB1), кнопки SB1, високовольтного діода VD1 і готового блоку BV1, який живиться від 3 вольт, а на виході видає 20-25 м. кВ. Як BV1 автор використовував такий блок. Діод VD1 може бути будь-високовольтний, розрахований на напругу 30 кВ або більше. Можна з'єднати кілька таких послідовно. Хоча BV1 має на виході вже випрямлена напруга і навіть конденсатор, але внутрішня ланцюг його досить швидко розряджає при відключенні живлення. Тому VD1 необхідний.
Вся ця ланцюжок призначена для заряду конденсатора C1 шляхом короткочасного (1-2 секунди) натискання на кнопку SB1. У всіх дослідах ми будемо мати на увазі, що цей конденсатор вже заряджений таким способом, а тому не будемо далі малювати цей блок. Конструкції і марці C1 потрібно приділити особливу увагу, оскільки від цього будуть залежати результати подальших експериментів. Необхідно використовувати керамічний конденсатор ФГТ-І чи йому подібний, на 20 або більше кіловольт і ємністю 8-15 нФ. При менших напругах на C1 і інших конструкціях цього конденсатора, експерименти можуть дати потрібний результат.
Схема опыта с заряженным высоковольтным конденсатором
Рис.1. Схема досліду з зарядженим високовольтним конденсатором
BV1 краще всього подавати живлення від батарейок або акумуляторів, як показано на схемі. Стаціонарний блок живлення, при черговому пробою розрядника, може вийти з ладу, що було вже неодноразово перевірено.
Досвід №1
Заряджаємо C1 і кладемо поруч з ним конденсатор C2 — так, щоб їх осі були паралельні (рис. 1b). Через деякий час на C2 з'явиться заряд, який можна контролювати замиканням його обкладок. При цьому виникає іскровий пробій. C1 і C2 повинні бути схожі по конструкції, але другий — менше ємності на порядок.
Досвід №2
Абсолютно чудовий експеримент ми можемо провести, якщо до обкладкам зарядженого конденсатора C1, по черзі, підносити провід заземлення (рис. 1c). Між обкладкою і проводом заземлення ми можемо спостерігати іскру, причому, якщо увесь час підносити цей провід тільки до однієї з обкладок, то іскри не буде, потрібна саме почерговість.
Якщо розрив земляного проводу включити діод VD2 (рис. 1d-1e), то в залежності від полярності включення ми будемо спостерігати іскру тільки при наближенні до однієї з обкладок: за схемою на рисунку (1d) іскра буде тільки з негативною обкладкою, за схемою (1e) — з позитивною. При цьому, почергового підключення все одно необхідно дотримуватися.
Досвід №3
Ми підійшли до безпосереднього використання атмосферного електрики в самому широкому його розумінні. Для цього негативно заряджена обкладка конденсатора C1 підключається до антени AN1, а позитивно заряджена — до заземлення, через розрядник FV1. Зазор між електродами розрядника тут потрібно обов'язково буде підібрати, але як правило, він становить 0.3-0.6 мм. В цьому проміжку ми можемо спостерігати періодичні розряди, причому їх число може скласти 100 або більше разів.
Антена AN1 в цьому експерименті являє собою шматок дроту довжиною 2-3 метри, який потрібно розташувати подалі від проводять струм предметів. Помічено, що чим більше по довжині (площі) буде антена, тим частіше будуть розряди і тим їх буде більше. Якщо поруч з антеною (2-3 см) розмістити провідник або масивну залізяку, то при розряді антенний провід буде притягатися до неї, а через секунду-дві знову повертатися у вихідне положення (рис. 1g). Цей факт може говорити і про аналогічний за дією притягання до антени атмосферних зарядів.
Безумовно, через деякий час заряд зменшитися і C1. Помічено, що ця схема повністю перестає працювати при падінні напруги на C1 менше 4-5 кВ.
Якщо C1 розташувати навпаки — позитивною обкладкою — до антени, то спостерігається лише невелике число розрядів, що може говорити про позитивний заряд атмосфери і негативному — Землі. Насичення вільними електронами атмосфери навколо антени посилює або послаблює ефект, в залежності від полярності підключення конденсатора C1.
Цікаво те, що енергетичний виграш у таких системах можна значно збільшити, застосувавши в якості C1 параметричну ємність. Тоді надбавка може бути розрахована за формулою часткових циклів PCCIE або, якщо відомі коефіцієнти параметричної кривої, у спеціалізованому калькуляторі.