Научно-исследовательский сайт Вячеслава Горчилина
2019-02-04
Все заметки
Ещё одна загадка трансформатора Тесла
В 1975 году Римилий Авраменко провёл серию экспериментов [1], которые привёли его к открытию постоянной электростатической составляющей на «горячем» конце трансформатора Тесла (ТТ), «холодный» токовый конец которого заземлён. Это явление до сих пор никак не объяснено классической физикой. В этой работе мы повторим этот опыт, затем несколько изменим его схему и получим ещё один совершенно необъяснимый классикой эффект, по сути, прямо противоположный по знаку первоначальному. Из-за нового полученного эффекта, весь эксперимент можно отнести к классу атмосферного электричества, но правильнее будет открыть новый класс явлений, посвящённых радиантным процессам.
Схема эксперимента Авраменко приведена на рис. 1, где используется классическая схема возбуждения ТТ при помощи высоковольного генератора TB1, разрядника FV1 и индуктора (первичной обмотки L1). В качестве TB1 автор применил готовый блок с питанием от 2.5В (две пальчиковые батарейки) и выходным напряжением порядка 25кВ, но сюда подойдёт и любой другой генератор с подобными характеристиками. Разрядник также можно применить любой воздушный, с регулировкой длины пробивного промежутка.
Трансформатора Тесла (L1) состоит из первичной и вторичной обмотки. Первичная — представляет собой 10 витков медного провода сечением 5мм2, намотанных в нижней части трансформатора. Намотка провода всех обмоток ведётся по часовой стрелке. Вторичная обмотка нижним своим концом подключается к заземлению, а верхний — к антенне AN1, представляющей собой отрезок оголённого провода длиной 20см. Данные этой обмотки приводятся ниже.
  • Индуктивность, мГн — 12.5
  • Число витков — 434
  • Длина провода, м — 273
  • Длина намотки, мм — 510
  • Диаметр намотки, мм — 200
  • Диаметр провода, мм — 1.1
Для проведения опыта нам также понадобятся индикаторы статического электричества и уединённая ёмкость. Первый индикатор собирается по схеме 1a и включает в себя конденсатор C2, резистор R2 и милливольтметр постоянного напряжения V2. К индикатору подключаются антенна AN2, представляющая отрезок провода длиной 20см, и заземление. Второй индикатор (рис. 1b) — это классический электроскоп (ES2 по схеме). Уединённая ёмкость Cp — это шар или торроид на токоизолирующей ноге, с помощью которой можно будет переносить заряд от ТТ к индикаторам. Ёмкость Cp составляет 5..8пФ, а подсчитать её можно здесь.
Опыт №1
В нём, с помощью регулировки разрядного промежутка FV1, добиваемся устойчивой искры. Затем, при помощи уединённой ёмкости Cp касаемся горячего конца ТТ и переносим электростатический заряд на один из индикаторов — просто касаясь антенны AN2. Если это электроскоп (ES2), то он реагирует на полученный заряд раздвижением своих лепестков (рис. 1b). К сожалению, полярность полученного заряда в нём получить нельзя, поэтому (рис. 1a) мы применим ещё один индикатор (рис. 1a). В нём милливольтметр V2 однозначно нам покажет положительное значение напряжения на конденсаторе C2, что полностью соответствует данным опыта Авраменко [1].
Схема опыта Авраменко. Перенос электростатического заряда с ТТ на индикатор при помощи уединённой ёмкости
Рис.1. Схема опыта Авраменко. Перенос электростатического заряда с ТТ на индикатор при помощи уединённой ёмкости
Если поменять выводы индуктора L1 местами, то величина переносимого заряда может измениться в ту или иную сторону, что также соответствует опытам Авраменко. Количественную оценку постоянной электростатической составляющей мы давать не будем, т.к. здесь важнее качественное отличие результатов при изменении условий эксперимента. Что мы и сделаем в следующем опыте, результаты которого озадачивают даже бывалых электротехников.
Опыт №2
Здесь мы полностью отключим генератор и индуктор в ТТ, но продолжим переносить электростатический заряд на индикатор (рис. 2a). В этом случае мы обнаруживаем, что, во-первых, электростатический заряд есть (хоть и меньший, чем в опыте №1), а во-вторых, — его полярность отрицательная, что прямо противоположно результатам предыдущего эксперимента!
Возникновение электростатического заряда при отключённом генераторе и его фиксирование с помощью различных индикаторов и приборов
Рис.2. Возникновение электростатического заряда при отключённом генераторе и его фиксирование с помощью различных индикаторов и приборов
Если индикатор сделать по схеме 2b, то при прикосновении к нему Cp, светодиод VD1 будет вспыхивать, причём, чем больше ёмкость Cp, тем ярче. Диодный мост VB1 этого индикатора лучше всего составить из быстрых диодов с малой проходной ёмкостью, например, 1N4148.
Для того, чтобы исключить влияние наводок, в лаборатории была отключена вся электроника, но значение переносимого зяряда не изменилось. Тогда, с целью их обнаружения, был подключен цифровой осциллограф по схемам 2c и 2d, но даже при максимальной его чувствительности каких-либо колебаний не обнаруживалось. При этом применялось два вида щупов: обычный низковольтный и высоковольтный, с огромным входным сопротивлением.
К сожалению, на других катушках подобный эффект автору получить не удалось, поэтому оригинальная — так подробно была описана выше. Были протестированы катушки с меньшим количеством витков, индуктивностью и диаметром провода — все они не дали результатов. Также, они подключались последовательно со вторичкой L1, но эффект только уменьшался.
Если же параллельно вторичной обмотке L1 устанавливался переменный конденсатор, то в пределах его регулировки (15-300пФ) результат опыта не менялся: на горячем конце ТТ всё также происходило образование электростатического заряда. А вот добавление туда уединённой ёмкости в виде шара или тора уменьшало эффект.
Ещё один интересный результат был получен при отключении заземления от холодного конца ТТ. При этом отрицательный электростатический заряд на горячем конце по-прежнему образовывался, а на холодном — начал фиксироваться положительный электростатический заряд, правда в несколько раз меньший.
Выводы
В своей работе [1] Авраменко попытался дать объяснение полученным им результатам при помощи релятивистских эффектов и на основе уровней Ферми. Частично, это может делать и ионный ветер, который всегда присутствует при такой постановке опыта и всегда даст положительный заряд на удалённой ёмкости (опыт №1). Но даже, если предположить, что катушка ТТ во втором опыте возбуждается неизвестными нам пока волнами, то совершенно невозможным, с точки зрения классической электротехники, представляется объяснение появления противоположной полярности электростатического заряда на горячем конце этого трансформатора. Некоторые соображения может дать относительно новая наука спинтроника [2], которая предполагает различный спин у электрона, что позволяет делать выводы о разделении зарядов в ТТ, но она никак не может объяснить появления постоянной составляющей на его выводах. Возможно, некоторые разъяснения можно получить из работ Н. Теслы, но в этом случае, от официальной науки потребуется признание радиантной энергии.
Используемые материалы
  1. Авраменко Р.Ф., Грачев Л.П., Николаева В.И. Нарушение закона электромагнитной индукции относительно направления магнитного векторного потенциала электромагнитного поля. Заявка на открытие ОТ-8896, 1975 г.
  2. Википедия. Спинтроника