2016-06-21
Науково-дослідний сайт В'ячеслава Горчіліна
Всі статті
Lick-метод підвищення ККД другого роду
Метод доступний для спільного патентування

На стику двох розділів фізики — електростатики і електродинаміки — можна спостерігати дуже цікаві та незвичайні з їх точки зору ефекти і явища. Далі ми розглянемо один з них, побудуємо його найпростішу математичну модель і запропонуємо деякі схемотехнічні рішення.

У статті про вільної енергії розглядалися деякі методи підвищення ефективності пристроїв і ККД другого роду\eta_{2}. Тут ми представляємо ще один такий метод. Він відрізняється своєю простотою та відносно нескладною схемотехнікою для його реалізації. Чому цей метод так названий, стане зрозуміло з подальшого викладу :)

Для розуміння його суті цього будемо розглядати ідеальний випадок, в якому не враховуються всілякі втрати (нагрівання, випромінювання), і який передбачає максимум віддачі енергії в узгоджену навантаження R_{n}. На початку розглянемо канал з струмом WR. Насправді це певне середовище зі своїм внутрішнім опором R_{WR}, в якій негативні заряди рухаються від катода (ліворуч) до анода (праворуч). Напрям руху, а також величину струму, задає джерело живлення BAT. Для нашого ідеального випадку вважаємо, що його внутрішній опір дорівнює нулю.

Ідея lick-методу полягає в переключенні руху порції зарядів з ланцюга BAT - WR - BAT на ланцюг WR - R_{n} - EI за рахунок більш високого імпульсного напруги на орендованій сітці GR. Знову ж таки, в ідеальному випадку тривалість між такими перемиканнями повинна в точності відповідати часу заповнення каналу зарядами.

Lick-метод для повышения КПД второго рода
Підрахуємо ефективність такої установки для ідеального випадку. Для цього будемо розглядати два ланцюги: BAT - WR і WR - R_{n} - EI, а також два види величин: імпульсні і середні за період, наприклад V_{2imp} і V_{2avg}. Припустимо, що при подачі вв-імпульсу від джерела EI порція зарядів повністю перетікає через R_{n}. Для цього шпаруватість цього імпульсу Q_{EI} повинна бути пропорційна середньому значенню напруги джерела:
Q_{EI} = \frac {V_{2avg}} {V_{1avg}}
Оскільки величина заряду за період в обох ланцюгах однакова, то й середнє значення струму в цих ланцюгах також буде однаковим:
I_{2avg} = I_{1avg}
Активна потужність у першій ланцюга знаходиться, як:
P_{1avg} = I_{1avg} V_{1avg}
Активна потужність у другій ланцюга:
P_{2avg} = I_{2avg} V_{2avg}
Оскільки I_{1avg} і I_{2avg} рівні, то знаходимо, що ефективність нашого пристрою, або збільшення ККД другого роду знаходиться так:
K_{\eta2} = \frac {P_{2avg}} {P_{1avg}} = Q_{EI}
Здавалося б, що нескінченно збільшуючи шпаруватість ми можемо пропорційно збільшувати і ефективність пристрою, але вже в цьому ідеальному випадку знаходимо, що імпульсна напруга повинна збільшуватися при цьому в квадратичній залежності:
V_{2imp} = V_{2avg} Q_{EI} = (V_{1avg} Q_{EI}) Q_{EI} = V_{1avg} Q_{EI}^{2}
Приміром, якщо шпаруватість дорівнює 10, а напруга на BAT — 100 Вольт, то імпульсна напруга EI має бути дорівнює 10'000 Вольт. Таке напруження можуть витримати далеко не всі прилади, і цей момент потрібно обов'язково враховувати при розробці реального пристрою.
Для повноти картини знайдемо відношення опорів навантаження R_{n} і каналу R_{WR}, яке знаходиться з попередніх формул:
\frac {R_{n}} {R_{WR}} = Q_{EI}
Як бачимо, шпаруватість Q_{EI} визначає всі параметри схеми та для отримання необхідного ефекту має бути багато більше одиниці.
Реальний пристрій

Після всього вищевикладеного відразу ж напрошується найпростіша схема реального пристрою. У ньому, як каналу і знімною сітки застосовується радиолампа зі своїм анодом, катодом і сіткою. Зсув на сітку, що визначає величину опору каналу, задається за допомогою R1. Від джерела EI надходять високовольтні імпульси, які спільно з навантаженням Rn і дають прибавку потужності:

Реальная схема lick-метода

Недолік попередньої схеми — досить високочастотний генератор EI. Якщо у нього період прямування імпульсів буде більше, ніж необхідно для заповнення каналу зарядами, то виникнуть втрати у вигляді струму через катод-анод лампи. Від нього можна піти, якщо додати ще один генератор GG, який буде працювати синхронно з EI, але буде подавати напругу зміщення трохи раніше появи вв-імпульсу:

Реальная схема lick-метода (2)

Варто відзначити, що за lick-методом можна розробити схемотехніку і на транзисторах, а p-n-p перехід цілком може замінити лампу. Перевагою такого підходу може бути мале напруга BAT — близько Вольта, і досить велике імпульсне на EI — сотні вольт, що дозволить досягти щодо великих значень шпаруватості, а отже — і ефективності всього пристрою.

Якщо в майбутньому будуть розроблені проводять матеріали з супернизкой енергією виходу електрона, то описувані тут пристрої будуть мати міліметрові габарити.

Використовувані матеріали

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

« Назад
2009-2018 © Vyacheslav Gorchilin