Научно-исследовательский сайт Вячеслава Горчилина
2019-04-13
Все заметки
Безопорный движитель на нескомпенсированном заряде. Конденсаторный принцип
Ранее был предложен магнитный вариант движителя на нескомпенсированном заряде. Здесь же мы будем рассматривать его конденсаторный вариант, и движитель на этой основе. На самом деле, принцип везде одинаковый — важно заставить заряды двигаться с разной скоростью, тогда между ними возникают дополнительные нескомпенсированные силы.
В данном случае заряд \(q_2\) на поверхности проводника w2 неподвижен, а движется заряд \(q_1\) в проводнике w1 со скоростью \(\vartheta_1\) (рис. 5a). Поскольку проводники между собой механически связаны, то кулоновские силы взаимно скомпенсированы, но остаётся сила Лоренца \(F\), которая будет направлена перпендикулярно, как вектору магнитной индукции \(B_1\), так и вектору скорости его движения \(\vartheta_1\) (рис. 5b). Эта сила окажется нескомпенсированной и будет собой представлять силу тяги движителя (рис. 5c).
Расстановка сил и веторов между проводниками, сила Лоренца и схема ячейки движителя
Рис.5. Расстановка сил и веторов между проводниками, сила Лоренца и схема ячейки движителя
Сила Лоренца определяется классическим способом: \[F = q_2 B_1 \vartheta_1 \qquad (10)\] В неё входит заряд на поверхности проводника w2, который, впрочем, может составлять с проводником w1 ёмкость \(C_2\). Тогда этот заряд будет находиться просто: \[q_2 = U_2 C_2 \qquad (11)\] Магнитную индукцию мы можем взять из формулы для бесконечного проводника, а если понадобится более точный расчёт, то её можно заменить в любой момент. Но для наглядности пока будем рассматривать идеализированную модель: \[B_1 = {\mu\mu_0 I_1 \over 2\pi r} \qquad (12)\] Здесь \(r\) — расстояние между проводниками. Оно должно быть больше, чем средний радиус w1. \(\mu, \mu_0\) — относительная и абсолютная магнитные проницаемости.
Теперь мы добрались и до скорости передвижения вектора магнитной индукции. От неё зависит практически вся сила тяги, поэтому важно, чтобы эта скорость была как можо большей (в отличие от магнитного движителя). Допустим, что в нашей конструкции, в качестве w1, мы применим вакуумную лампу, в которой, между её катодом и анодом, будем разгонять электроны до больших скоростей. Из классики известно, что в этом случае, средняя скорость движения зарядов в лампе можно рассчитать по следующей формуле: \[\vartheta_1 = 3\cdot 10^5 \sqrt{U_1} \qquad (13)\] Подставляя все эти выражения в (10) найдём окончательную формулу для нахождения силы тяги такого двигателя: \[F = 3\cdot 10^5\, {\mu\mu_0 \over 2\pi r}\, I_1 U_2 C_2 \sqrt{U_1} \qquad (14)\] Напоминаем, что все формулы здесь приводятся в международной системе единиц СИ.
 
1 2