Научно-исследовательский сайт Вячеслава Горчилина
2016-09-06
Все заметки/Эксперименты
Батарейка на электретно-конденсаторном эффекте
Эксперименты с ЭКК подтвердили ЭК-эффект и привели к ещё одной его модификации — с другим материалом диэлектрика. Были сделаны несколько разных вариантов конструкций, на основании результатов экспериментов с которыми были сделаны выводы о влиянии индуктивности медной обмотки ЭКК на проявление исследуемого эффекта.
Устройство на основе этого эффекта схематически изображено далее на рисунке. 1 и 2 — это нижняя и верхняя пластины ЭКК соответственно. Они представляют собой ленту состоящую из бумажного и алюминиевого слоёв. Бумажный слой — обычная строительная бумажная лента, а алюминиевый слой — алюминиевый строительный скотч. Между ними — намотка из медного провода (вариант A) или медная фольга (вариант B) — 3.
Вначале опишу конструкцию варианта A. На трубу диаметром 40-50 мм наклеивается алюминиевый скотч, бумажная основа которого удаляется. Поверх клеится строительная бумажная лента. Далее наматывается один слой медного провода в эмалированной изоляции; диаметр — 0.3-0.4 мм. Этот слой будет представлять собой положительный электрод ЭКК. Следующий слой — строительная бумажная лента, а самый верхний — слой алюминиевой ленты от строительного скотча. Два алюминиевых слоя соединяются и образуют собой отрицательный электрод ЭКК.
Схематический рисунок батарейки на основе электретно-конденсаторного эффекта
Для подтверждения влияния индуктивности на ЭК-эффект был сделан контрольный вариант B, в котором вместо медного провода была проложена медная фольга примерно той же толщины. В этом варианте устройства эффект проявился на предельно малых значениях измерений, из чего автор сделал предположение о том, что ЭК-эффект проявляет себя пропорционально индуктивности медного слоя. Далее будет рассматриваться только вариант A.
Схема включения устройства приводится на далее рисунке. На ней в качестве ЭКК выступает катушка L1, в которой медный слой изображен в виде индуктивности, а алюминиевый — в виде пластины. Схема включения батарейки на основе электретно-конденсаторного эффекта Работа схемы такая. Заряд для ЭКК берётся из заранее заряженного конденсатора C1 путём кратковременного замыкания нижнего контакта переключателя SW1, при этом заряд практически полностью переходит в L1 (начальное напряжение на C1 делалось автором порядка 1 кВ, но в зависимости от материала диэлектрика оно может быть и другим). После этого контакт SW1 возвращается в верхнее положение и начинается зарядка конденсатора C2. В зависимости от начального напряжения на C1, длины намотки, количества слоёв и числа витков в L1, конденсатор C2 заряжается до 0.3-1 В за время 5-30 секунд, после чего должен быть разряжен на нагрузку Rn через контакт переключателя SW2. Согласно ЭК-эффекту, после размыкания контакта SW2, L1 снова будет заряжать C2, но уже чуть медленнее и до меньших напряжений, после чего C2 снова должен быть разряжен на нагрузку. Число таких циклов может быть большим, например, 100-200. Чем таких циклов будет больше, тем выше будет общий КПД. Все конденсаторы — неполярные, лучше — керамические, с малым током утечки.
Мой коллега, Space Games, прислал следующее сообщение по этому эксперименту:

Здравствуйте, прочитал ваши статьи про электретно-конденсаторный эффект. Сделал такую же батарейку, как вы здесь описали. Все работает (правда у меня изоляция не очень и выше 1КВ этот кондер пробивает). Еще я раньше делал асимметричный конденсатор из фольги: брал 3 листа фольги, между ними прокладывал бумагу и сверху и снизу было тоже по полоске бумаги. Потом это все скручивал в трубочку и два крайних листа фольги соединял между собой. Получался конденсатор с обкладками, разными по площади. Когда я заряжал этот кондер где-то до 15 вольт, потом разряжал его сам на себя, то после этого он сам заряжался примерно до 1 вольта. Потом его можно было опять разрядить и опять он заряжался, только уже до 0.8 вольта и так можно было повторять много раз. Я нашел этому такое объяснение: когда мы заряжаем такой кондер от источника (на пример, на меньшую обкладку подаем плюс, а на большую - минус), то источник передёт на разные обкладки конденсатора одинаковой количество зарядов. Далее, так как площадь второй обкладки больше, то на неё из воздуха, за счет токов утечки, прибегают дополнительные отрицательные заряды. Теперь, если такой конденсатор разрядить сам на себя, то на маленькой обкладке разяд станет равным нулю, а на большой - останется отрицательный заряд. После этого, с большой обкладки отрицательный заряд будет стекать в воздух, а на маленькую обкладку из воздуха будет притягиваться положительный заряд. Значит конденсатор будет заряжаться. Так вот, а что, если в вашей электретной батарее работает все то же самое? Роль маленькой обкладки играет фольга, а большой — катушка.

С другими экспериментами, основанными на тех же принципах, но с аккумуляторами и на более низких напряжениях, можно ознакомиться здесь.
 
1 2