Научно-исследовательский сайт Вячеслава Горчилина
2019-01-18
Все заметки
3. Опыты по радиосвязи на ЭДИ. Сравнение с волнами Герца
В прошлой серии опытов мы показали, как можно выявлять электродинамическую индукцию (ЭДИ) при помощи специального датчика и механического перемещения наэлектризованного тела. Сейчас мы постараемся доказать, что тот же эффект можно получить и без движения — просто периодически изменяя величину заряда на передающей антенне. Вместе с этим, — повторим опыты с передачей электрического потенциала на расстояние, которые были проведены Н. Теслой, А. Поповым и Г. Маркони. Причём речь идёт именно о первых подобных опытах, т.к. потом радиосвязь пошла немного по другому, более эффективному как тогда казалось, пути и полностью перешла на волны Герца, которыми и пользуется по сей день.
Для проведения опытов нам понадобится датчик ЭДИ из прошлой серии опытов и генератор (GG1 на рисунке 5), который можно собрать по этой схеме (рис. 5a), либо — любой другой генератор, который может работать до частот 1.5МГц (рис. 5b). Первый — даст лучшие результаты. Ещё нужен будет фильтр, состоящий из двух деталей: индуктивности Lf и ёмкости Cf, и простейший индикатор поля на светодиоде. Lf — это катушка в броневом сердечнике, она делается точно так же, как и L1 в прошлой серии опытов и, также как и там, для неё будет очень важна величина зазора между чашечками, которую возможно придётся подбирать экспериментально. Подробнее о таком фильтре можно почитать здесь. Конденсатор Cf можно применить любой — переменный или подстроечный, с большим диапазоном изменяемой ёмкости. После фильтра нужно подключить передающую антенну AN2 — кусок провода длиной 1м.
Схема эксперимента: связь на токах смещения
Рис.5. Схема эксперимента: связь на токах смещения
Фильтр LfCf предназначен для создания максимального потенциала на антенне AN2 — в этом и будет заключаться подготовка нашего эксперимента. При включённом генераторе GG1, изменяя ёмкость Cf, необходимо добиться максимального свечения индикатора поля при его поднесении к антенне AN2. Если в опыте используется генератор сигналов, то на нём следует выставить частоту около 1МГц, а в ходе эксперимента найти более оптимальную.
Сам эксперимент заключается в фиксации передаваемого потенциала на приёмной антенне (AN1). Для этого, её следует разместить на небольшом расстоянии от передающей — 1-2м и добиться полной засветки всех индикаторов на датчике SN1. При выключении GG1 все индикаторы должны гаснуть. Получив этот результат, расстояние между передающей и прёмной антеннами можно постепенно увеличивать. У автора такая связь работала до 10м.

Здесь нужно напомнить нашим читателям, что у приёмника (датчика ЭДИ) в этом эксперименте катушка L1 закорочена, он работает без каких-либо фильтров и реагирует только на изменение электрического поля! Его чувствительность можно сравнить с детекторным приёмником без колебательного контура, если проводить аналогию с классическим радио. Также, работу датчика можно сравнить с когерером.

Эффективность такой связи можно увеличить не меняя расстояние между антеннами. Для этого, в качестве передающей антенны, вместо куска провода можно подключить лист любого металла той же высоты, например размерами 0.5м x 1м. Тогда, связь будет работать на таком же расстоянии, но для этого потребуется в разы меньшая мощность GG1. Таким образом выявляется ещё одно отличие антенн для ЭДИ от антенн для классических передатчиков, где важнее площадь, а не длина.
Положение дел и перспективы
Проведённый выше эксперимент — это повторение на современном уровне первых опытов Н. Теслы, А. Попова и Г. Маркони по переносу потенциала на некоторое расстояние. Схемы первых приёмо-передающих систем у всех этих исследователей были примерно одинаковые [1,2] и содержали на передающем конце источник быстроменяющегося высоковольного напряжения, а на приёмном — когерера [3], который скачком меняет своё сопротивление под действием электрического потенциала. Когерер включается в электрическую цепь, состоящую их источника питания, развязывающих дросселей и реле, и замыкая её включает реле и электромагнит. Молоточек электромагнита встряхивает когерер, возвращая его сопротивление в первоначальное значение.
Схема первого передатчика и приёмника А.С. Попова
Рис.6. Схема первого передатчика и приёмника А.С. Попова
С помощью подобной системы можно передавать не только информацию, но и энергию, которой Тесла мечтал обеспечить людей в любой точке планеты, построив несколько десятков приёмо-передающих станций в разных её точках. Самое интересное, что в этом случае создавать потенциал на приёмном конце необязательно, — он уже существует в виде природного поля нашей планеты [4] — ему достаточно лишь придать динамику.
В наши дни, после почти столетия забвения, снова стали вспоминать о передаче энергии и информации с помощью электростатических методов. Одно из направлений — EH-антенны [5, 6]. Как представляется нам, весь потенциал EH-связи, который осуществляется пока только за счёт особых конструкций антенн, здесь ещё пока не раскрыт и для всей полноты необходимо изменение приёмной части устройства.
В направлении переноса энергии на расстояние нужно отметить однопроводные системы [7, 8], однозначных объяснений работы которых у физиков до сих пор нет. Такие системы позволяют увеличить плотность передаваемого тока в 60-70 раз для одного и того же сечения проводника, причём сам проводник, даже при трансляции максимальных токов, не нагревается.
Заслуживающих внимания разработок передачи энергии без проводов пока не ведётся.
Сравнительная таблица
В завершении заметки попробуем составить сравнительную таблицу двух систем переноса потенциала. Безусловно, она ещё пока несовершенна и может быть дополнена и откорректирована в случае появлении новых данных.
Свойство Э/м волна ЭДИ
Определяющий параметр антенны для лучшей связи Длина, кратная 1/4 волны Площадь
Определяющий параметр передатчика для достижения максимального потенциала на приёмной антенне Мощность Напряжение
Тип волны Поперечная Продольная
Скорость волны в воздухе, м/с 3*108 4.71*108 [9]
Зависимость потенциала на приёмной антенне в дальней зоне от расстояния r 1/r 1/r — в частном случае, в общем — зависит от формы антенны
Реакция волны на разделе сред, если её длина сопоставима с размерами препятствия Отражение Частичное отражение и частичное прохождение
Может ли быть использована для передачи энергии Только при сильной фокусировке Может
На самом деле, при любом виде связи участвуют обе системы переноса, но в зависимости от условий эксперимента может преобладать одна из них. Например, если на прёмо-передающих антеннах мы будем меньше заниматься соблюдением кратности длине волны, но больше уделим внимание увеличению их активной площади, а приёмник будет реагировать на изменение потенциала такой антенны, то мы получим связь преимущественно на ЭДИ. И наоборот. В любом случае, этот вопрос остаётся открытым для новых исследований и исследователей, причём как в его экспериментальной части, так и в области математики!
 
1 2 3
Используемые материалы
  • [1]  Григоров И.Н. Загадка Маркони (рисунок 2).
  • [2]  Фролов А.В. Новые источники энергии. Глава 6. Эксперименты и теории Тесла (рисунок 59).
  • [3]  Апрель 1992 г. Том 162, №4 Успехи физических наук. Из истории физики 53(09). История изобретения и исследований когерера. Л.Н. Крыжановский. История когерера.
  • [4]  Википедия. Электрическое поле Земли.
  • [5]  Коробейников В.И. EH-антенна.
  • [6]  RADIO STATION. YSJW.
  • [7]  Авраменко С.В. Способ питания электротехнических устройств и устройство для его осуществления. Пат. РФ № 2I0649 от II.04.1995. Опубл. 10.04.1998. Бюлл. № 10.
  • [8]  Кадомская К.П., Кандаков С.А., Лебедев Д.М. Об однопроводной системе передачи силовой электрической энергии.
  • [9]  Патент №787,412. Н.Тесла. «Искусство передачи энергии через естественные среды» (от 18 апреля 1905 года).

© Горчилин Вячеслав, 2019 г.
* Перепечатка статьи возможна с условием установки ссылки на этот сайт и соблюдением авторских прав