2016-08-30
Персональний сайт В'ячеслава Горчіліна
Всі статті
Електретний конденсаторний ефект
Цей ефект був виявлений мною випадково, при дослідженні заряджених котушок індуктивності. Як виявилося, за певних умов заряду та набору конструктивних матеріалів, котушка може проявляти конденсаторні та електретні властивості одночасно. Спочатку я опишу знайдений ефект у первісному вигляді, потім — його варіації.
На пластикову трубу діаметром 40 мм був намотаний в один шар емальованого дроту 0.4 мм; довжина намотки — 30 см. Зверху цього шару дуже щільно намотувалася будівельна фольгована стрічка «Ізоспан FL Termo», шириною 50 мм. Намотування робилася коса — так, щоб не залишалося зазорів між витками. Стрічка повинна бути разветнута фольгою вгору. Потім намотувалася третя обмотка з тостого проводу, але як виявилося, вона була потрібна тільки для того, щоб ще більше ущільнити перший і другий шар, тому на ній зупинятися, і далі згадувати не будемо. Просто запам'ятаємо, що чим щільніше намотані перший і другий шари, тим буде краще прояв ефекту, а таку конструкцію далі ми будемо називати електретний котушкою-конденсатором (ЕКК).
На схемі будемо зображати перший шар, як звичайну котушку індуктивності — 1, а другий, як пластину — 2. Схема электретно-конденсаторного эффекта Перший етап — зарядка. Для цього потрібно взяти будь-високовольтне джерело живлення змінного напруги (на схемі HV1) і через діод і ключ SW1 зарядити ЕКК. Другий етап — отримання енегіі з ЕКК. Ось тут і починається прояв ефекту: котушка, заряджена таким чином один раз, може бути розряджена на навантаження багаторазово; через інтервали часу в 1-2 хвилини ЕКК виявляється знову заряджений, кожен раз трохи меншою напругою. Короткочасно замикаючи ланцюг перемикачем SW2 котушка розряджається на батарею з світлодіодів (бажано надяскравих). При такій напрузі заряду кількість світлодіодів в навантаженні може бути практично будь-яким.
У описаної вище конструкції ЕКК одноразово заряджався приблизно до 3 кВ, а потім, зазначеним вище способом, періодично розряджався на світлодіодну навантаження протягом доби. Навіть після цього на ЕКК зберігся невеликий заряд. Датчик магнітного поля, розташований усередині котушки, при розрядах показував сплески, що втім не дивно.
Якщо припустити, що енергія витрачена на одноразову зарядку ЕКК повністю витрачається на перший розряд, то інші розряди — надбавка у вигляді ККД другого роду.
Інші варіанти конструкції і матеріалів
1. Алюмінієві фольга-фольга. Замість першої обмотки я намотував різні варіанти алюмінієвих фольгованих стрічок, але виявилося, що конструкція фольга-фольга, де обидва шару з алюмінію, не дають ефекту. У цьому випадку він зовсім не проявляється.
2. Фольга-фольга з різних металів. Якщо замість першого шару намотати мідну фольгу, а в другому — все ту ж алюмінієву, то ефект проявляється, але дуже слабо.
3. Перший шар з більш товстого дроту. Як виявилося, якщо перший шар намотати більш товстим дротом, то ефект проявляється слабкіше, ніж з обмоткою з більш тонкого дроту.
4. Ферит всередині котушки не викликає помітної зміни ефекту.
5. Прояв ефекту помітно поліпшується, якщо трохи змінити ланцюг заряду: між анодом діода VD1 і загальним проводом потрібно включити конденсатор на невелику ємність (3-10 нФ), а замість SW1 — розрядник. Потрібно домогтися, щоб через нього проскочила мінімум одна іскра.
6. Застосування тонкого текстоліту в якості діелектрика (замість паперу) знижує ефект на порядок.
Попередні висновки, які були зроблені автором, полягають в тому, що електретний конденсаторний ефект проявляється найкращим чином при різних матеріалах першого і другого шару намотування, і коли індуктивність першого шару котушки найбільша.
Розрядка ЕКК
Схема разрядки катушки-конденсатора
Розрядка котушки проводиться приблизно так само, як це робилося раніше з розмагнічуванням електронних кінескопів. Тільки в даному випадку, за аналогією, цей процес можна назвати «разэлектричиванием». Для цього на ЕКК короткочасно потрібно подати змінну напругу від того ж джерела HV1. По всій видимості, при такому впливі, електричні диполі діелектрика займають хаотичні положення і заряд зникає.
Бифиляр
Электретно-конденсаторный эффект на бифиляре
В результаті дослідів з'ясувалося, що ЕКК можна зробити і з двох проводів: мідного і алюмінієвого. Їх потрібно скласти разом і намотати бифиляром на будь пластиковій трубі. На малюнку позначена така намотування: один провід — мідний, другий — алюмінієвий, кінці котушки не замкнуті. Оскільки обидва дроти мають лакове ізоляцію, то максимальна напруга від HV потрібно подавати менше (щоб не було пробою). Схема включення та ж, але від джерела живлення HV на мідний провідник подається плюс.
Інші експерименти
Мій колега, Андрій Мефис, надав фото і опис (переклад російською) експериментів Лоррі Матчетта, а також свої власні дослідження. Андрій вважає, що можна спробувати зробити такий варіант, де замість фази зібрати малопотужний джерело живлення високої частоти, може бути навіть заземлений качор на фериті з співвідношенням обмоток 30/300 (друге фото).
 

Горчилин В'ячеслав, 2016 р.
* Передрук статті можлива за умови встановлення посилання на цей сайт та додержанням авторських прав

« Назад
2009-2018 © Vyacheslav Gorchilin