Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
Научные направления
Поделиться:
Разделы: Электротехника, Физика, Машиностроение, Науки о Земле
Размещена 20.12.2021. Последняя правка: 20.12.2021.
Просмотров - 465

Получение энергии при помощи электрического поля Земли

Кошкин Юрий Александрович

нет

самозанятый

нет

Аннотация:
Целью статьи является рассмотрение возможности получения энергии при помощи электрического поля Земли.


Abstract:
The purpose of the article is to consider the possibility of obtaining energy using the electric field of the Earth.


Ключевые слова:
электрическое поле Земли; ветрогенератор; генерация электрической энергии

Keywords:
earth electric field; wind generator; electric power generation


УДК 53.02 

1. Введение

Подавляющему большинству людей известно о наличие у Земли магнитного поля. Меньше людей знают, что у Земли есть также и электрическое поле. Сведения об этом поле, хотя и мелким шрифтом, приведены, например, в [1].

Экспериментальные исследования и соответствующие расчеты показали, что Земля в целом обладает отрицательным зарядом, среднее значение которого оценивается в 500.000 Кл. Этот отрицательный заряд компенсируется объемным положительным зарядом, находящимся в слое ионизованных молекул на высоте нескольких десятков километров над Землей. Напряженность поля распределяется очень неравномерно по высоте: она максимальна у поверхности Земли, где равняется приблизительно 150 В/м. С высотой она уменьшается примерно по закону экспоненты и на высоте 10 км составляет около 3% от значения у поверхности Земли. Таким образом, почти всё электрическое поле сосредоточено в нижнем слое атмосферы и поэтому представляется интересным попытаться использовать его энергию.

 2. Актуальность

В настоящее время вопрос борьбы с негативным изменением климата из-за повышенного выброса двуокиси углерода достиг уже уровня Совбеза ООН. Подавляющее большинство развитых стран в долгосрочной перспективе нацелили переход на возобновляемые и экологичные источники энергии с постепенным отказом от использования ископаемых ресурсов в качестве топлива (угля, нефти и газа). Поэтому рассмотрение возможных вариантов т.н. “зелёной энергетики” вызывает повышенный интерес.    

3. Цель

Целью данной статьи является рассмотрение возможности получения энергии при помощи электрического поля Земли.

4. Научная новизна

Если взять металлический проводник, встроить в него полезную нагрузку, один конец заземлить, а другой приподнять над поверхностью, то электрическое поле Земли, в соответствие с законами электростатики, начнет двигать свободные электроны (т.е. генерируя ток) к верхней точке проводника. На нагрузке будет совершаться полезная работа, и можно будет с удовлетворением констатировать, что созданное устройство работает очень эффективно, так как на генерацию тока затрачивается только бесплатная энергия электрического поля Земли.

К сожалению, этот процесс будет длиться лишь несколько миллионных долей секунды, после чего генерация тока прекратится. Это произойдет потому, что движение электронов создаст в верхней точке проводника избыточный заряд, потенциал которого равен по величине и противоположен по знаку потенциалу электрического поля Земли, на котором расположена верхняя точка этого проводника. Скопленные в верхней части электроны покинуть проводник не могут, так как они не обладают достаточной энергией для совершения работы выхода из него.

Весь этот процесс излагаю с позиции классической физики, которая определяет постоянный ток как направленное движение электронов, находящихся в свободном положении внутри кристаллической решётки проводника. Образующийся избыточный заряд, как предполагает выдающийся американский физик Ричард Фейнман, располагается только в узком слое у поверхности, толщиной в среднем в один – два атома [2].

То есть, если каким-нибудь образом помочь избыточным электронам покинуть проводник, то произойдет следующее - отрицательный заряд на верхней части уменьшится, внешнее электрическое поле уже не будет скомпенсировано и снова начнется движение свободных электронов к верхнему концу проводника, т.е. потечёт ток. Следовательно, если удастся постоянно удалять избыточные заряды с верхней части проводника, в нем также постоянно будет генерироваться ток.

Одним из решений удаления избыточного заряда было предложение поднять верхнюю часть проводника на очень большую высоту (при помощи аэростата). Это позволило бы создать высокую разность потенциалов. Дополнительно, на конец проводника можно нанести путем напыления оксид щелочноземельного сплава СаSrВа, который позволяет существенно снизить энергию выхода электронов из металла. Однако задействование аэростата крайне усложняет конструкцию и её эксплуатацию, что с практической точки зрения становится неприемлемым.

Лет десять назад я рассмотрел вариант удаления избыточного заряда с конца проводника, основанный на другом принципе – не путём "вырывания” свободных электронов из атомов, а удаление их вместе с атомами, например механическим путем, закрепив на верхней части проводника скребковое (истирающее) устройство. Очевидно, что реализация такого решения означает постоянное разрушение кристаллической решетки проводника, и следовательно, вызовет затраты энергии на это разрушение, а также приведёт к постоянному уменьшению объема (длины) проводника. Эти негативные моменты необходимо будет учесть.

Рассмотрим следующую конструкцию и оценим её реализуемость.

image

Она содержит проводник 1, электрически соединенный через металлическую пластину 2 с его верхним концом 3, площадь сечения которого значительно больше площади сечения предшествующий части проводника 1. В центральном отверстии верхнего конца 3 запрессована втулка 4, изготовленная из диэлектрического материала, в которой размещен электродвигатель 5, а на выходном валу последнего закреплены скребки 6, выполненные из твердого диэлектрического материала.

Питающийся от аккумулятора электродвигатель 5 подпружинен и его скребки 6 поджаты к крайней поверхности верхнего конца 3. Для исключения проворота во втулке 4 электродвигателя 5, в последнем закреплен штифт 7, входящий в направляющий вертикальный паз втулки 4. Сверху устройство закрывается предохранительным колпаком (на рисунке не показан), защищающим от атмосферных осадков. Указанный колпак выполнен из диэлектрического материала с хорошей проницаемостью, чтобы не ослаблять электрическое поле.

Проведём расчёт при следующих исходных данных:

- материал проводника – алюминий (удельная масса – 2700 кг в кубическом метре, число атомов в кубическом метре – 6,03*10 в двадцать восьмой степени, число свободных электронов в кубическом метре – 12*10 в двадцать восьмой степени);

- площадь верхнего торца проводника – 71 тысяча квадратных миллиметров;

- один конец проводника заземлен, а второй поднят на высоту 6 метров (разность потенциала относительно Земли будет составлять приблизительно 800 В);

- заряд электрона – 1,602*10 в минус 19 степени Кл;

- 1 Кл – 6,25*10 в восемнадцатой степени электронов.

Чтобы обеспечить непрерывную работу устройства при протекании в нем тока силой, например, 10А (10 Кл/с), будет необходимо с верхнего конца проводника ежесекундно удалять 62,5*10 в восемнадцатой степени электронов, которые содержатся в 0,52 кубических миллиметров алюминия. При этом в устройстве будет вырабатываться 8000 Дж в секунду (10А*800В). Это очень хорошая величина, так как на механическую работу по удалению 0,52 кубических миллиметров алюминия будет затрачиваться не более 3 Дж в секунду, а на работу электродвигателя не более 50 Дж, тоже в секунду. За сутки непрерывной работы, при ежесекундном удалении 0,52 кубических миллиметров, длина цилиндрического проводника с вышеуказанными размерами укоротится всего лишь на 0,63 мм.

Всё это замечательно, особенно то, что по энергетической отдачи один килограмм алюминия будет превышать 1700 литров дизельного топлива. Но, к сожалению, такой вариант, скорей всего, будет неосуществим. Несмотря на все ожидаемые преимущества, он может оказаться полностью неработоспособным по следующим причинам:

- неясна надежность и скорость рассеивания удалённых атомов в атмосфере;

- неизвестно влияние трения на диэлектрические скребки при истирании проводника (по-видимому, потребуется диэлектрик с какими-то уникальными свойствами).

Поэтому, я бы предложил для рассмотрения другой вариант. В технике широко известны ветрогенераторы [3]. Из них, пожалуй, самыми распространёнными являются крыльчатые ветрогенераторы с горизонтальной осью вращения лопастей (относительно поверхности Земли). Указанные лопасти воспринимают кинетическую энергию ветрового потока с последующим преобразованием её в механическую энергию вращения ротора. Последняя в дальнейшем преобразовывается в электрическую энергию.

В настоящее время в мире насчитывается сотни тысяч подобных устройств и их число в дальнейшем будет лишь неуклонно нарастать, так как ни одна из стран (США, Китай, страны Западной Европы и др.) всерьёз не восприняли смешные слова некоего руководителя страны, который внезапно “озаботился” здоровьем червячков, живущих вблизи таких сооружений.  

Однако недостатком такой конструкции, а также всех её известных модификаций является то, что в ней для выработки электроэнергии используется только исключительно кинетическая энергия ветрового потока. Многочисленные усовершенствования, направленные на стабилизацию скорости вращения ротора электрогенератора, повышение его крутящего момента, облегчения запуска при слабом ветровом напоре и пр. принципиально не способны получить энергию сверх той, что имеется в ветровом потоке (а лишь несколько приближаясь к её максимальному значению).   

Мне же представляется, что в повышение энергоэффективности ветрогенератора свою роль может сыграть дополнительное задействование энергии электрического поля Земли. Научную новизну предложения сформулировал бы следующим образом – размещение вдоль продольных осей лопастей проводников, соединённых с преобразователем электрической энергии, позволит повысить эффективность работы ветрогенератора, так как в этом случае для генерации электроэнергии будет использоваться не только кинетическая энергия ветрового потока, но и ЭДС от электрического поля Земли.   

5. Результаты

Попробую обосновать целесообразность своего предложения.
При монтаже ветрогенератора в любой из частей света, в том числе и на плавучей платформе, он оказывается под воздействием электрического поля Земли. Поэтому очевидно, что при вращении лопастей потенциалы на концах проводников, которые размещены в лопастях, будут непрерывно и синхронно изменяться, что вызовет в них ЭДС. Удивительно, что этот простой и естественный вывод о возникновении в подобных обстоятельствах ЭДС был признан даже не изобретением, а открытием, причём совсем недавно, в 2000 году («Явление возбуждения электрического тока в проводнике, движущемся в электростатическом поле», автор Дюдкин Д.А.).

С качественной стороны сомнений вроде нет. ЭДС, и соответственно, генерация электрического тока, однозначно имеет место. Представляется, что если вместо одного проводника будет множество, например пучок проводов, то и суммарная величина генерации электрического тока кратно возрастёт.

С количественной оценкой целесообразности намного сложнее. Позволит ли повышение эффективности работы ветрогенератора не только компенсировать затраты на усложнение (удорожание) его конструкции, но и принести прибыль ответить пока затруднительно. К идеи этого варианта, как и ранее описанного, я пришёл с десяток лет назад. Однако, столкнувшись с трудностями при проведении расчётов его энергоэффективности, эту идею на время отложил. Сейчас снова к ней вернулся и постараюсь всё до конца прояснить.

6. Выводы

Как бы то ни было, устройство по новой схеме работоспособное, экологически безопасное, патентоспособное и в случае подтверждения его экономической целесообразности может вызвать интерес у многих стран в его реализации. Также будет возможно провести модернизацию уже существующих устройств.

Библиографический список:

1. Элементарный учебник физики под редакцией Г.С. Ландсберга (10 издание, том 2, Москва, издательство "Наука”, 1984 год, стр.67);
2. Фейнмановские лекции по физике, авторы Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс, том "Электричество и магнетизм”, глава 5, параграф 9 "Поля проводника”, Москва, издательство "Мир”, 1965 год;
3. Ветрогенератор. [Электронный ресурс] // URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Ветрогенерато (дата обращения: 14.12.2021).




Рецензии:

20.12.2021, 17:07 Олевский Виктор Аронович
Рецензия: Пока эта статья спорная, но заложенные в ней мысли и идеи достойны всестороннего обсуждения и проработки. Лично меня волнует вопрос:"А с Землёй что будет?" Ведь энергия дело такое: где что-то прибудет, там что-то убудет. Статья интересная, достойна публикации.

20.12.2021 21:21 Ответ на рецензию автора Кошкин Юрий Александрович:
Уважаемый Виктор Аронович! Большое спасибо за интерес к статье и её положительную оценку. С высказыванием "Ведь энергия дело такое: где что-то прибудет, там что-то убудет" полностью согласен. Закон сохранения энергии установлен на основании невероятно большого количества экспериментальных данных и пока не даёт повода сомневаться в его правильности. Бесспорно, что в замкнутой системе тел полная энергия не изменяется при любых взаимодействиях внутри этой системы тел. Однако есть нюанс. Открытие квантовой теории поля значительно расширяет возможную область замкнутой системы. И некоторые явления могут показаться нарушающими этот закон, в то время как нарушения фактически нет, а есть просто неправильное определение границы замкнутости системы. Я не отношу напрямую это высказывание к рассматриваемой конструкции, просто меня этот вопрос очень интересует и не только с теоретической точки зрения. С уважением.

22.12.2021, 12:43 Смирнов Владимир Михайлович
Рецензия: В рассматриваемой статье, я бы особенно выделил очень интересное предложение об усовершенствовании конструкции ветрогенератора. Автор правильно подметил, что размещение в его лопастях проводников позволяет реализовать эффект возбуждения в них электрического тока не затрачивая на это усилий по созданию и поддержанию электростатического поля (эту роль выполняет электрическое поле Земли), и, что особенно важно, избегая дополнительных усилий по перемещению проводников в этом поле. Предполагаю, что повышение энергоэффективности ветрогенератора будет способно с лихвой скомпенсировать небольшое удорожание его конструкции, но это конечно надо будет обстоятельно оценить. Также в этом варианте не вижу опасностей экологического характера. Присоединяюсь к мнению рецензента г-на Олевского Виктора Ароновича о том, что данная интересная статья достойна публикации.
23.12.2021 10:10 Ответ на рецензию автора Кошкин Юрий Александрович:
Уважаемый Владимир Михайлович! Благодарю за положительную оценку моей работы. С уважением.



Комментарии пользователей:

22.12.2021, 0:11 Цорин Борис Иосифович
Отзыв: Вопрос 1. Как было вычислено количество энергии, требующееся на истирание проводника? Вопрос 2. Учитываете ли Вы, что носители заряда в проводнике будут не стремиться сконцентрироваться в верхней плоскости, а распределяться в том числе и по боковой поверхности проводника так, чтобы нивелировать внешнее электрическое поле, создавая эквипотенциальную поверхность? Вопрос 3. Что будет происходить с удаленным слоем алюминия, несущим заряд? Ведь настолько мелкие частицы явно не станут спокойно опускаться вниз под действием силы тяжести.


22.12.2021, 10:50 Кошкин Юрий Александрович
Отзыв: Ответ Цорину Б.И. На первый Ваш вопрос ответить нетрудно - опираясь на режимы резания (фрезерования), производительность и мощность станков вычислил среднюю величину работы по снятию единицы объёма алюминия. В пересчёте на 0,52 кубических миллиметров получилось от 1,8 до 2,5 Дж, округлил с запасом до 3Дж. По второму вопросу - то, что концентрирование избыточного заряда происходит лишь в очень узкой зоне и именно на верхнем участке проводника принял исходя из утверждения Р. Фейнмана, о чём в статье и написал. Предполагаю (надеюсь), что у него были веские основания для такого утверждения. Конечно можно порассуждать, что это может быть и не совсем так (и не исключаю что это окажется частично верным!), но для этого нужно какое-то обоснованное и весомое доказательство неправоты Р. Фейнмана. По третьему вопросу - крайне сложно оценить как возможно будет происходить рассеивание атомов в атмосфере. Рассчитывать на то, что они спокойно будут "осыпаться" на землю не приходится. Величина их массы с учётом знаков электрического заряда атома и Земли этому совершенно не располагает. Думаю, что если не предпринимать специальных действий (например, "сдувая" их из зоны выработки), то верхний конец проводника может вообще оказаться в ионизированном облаке воздуха, что затруднит или совсем остановит работу устройства. Но и "сдувание" полностью не позволит исключить все негативные последствия. Привёл бы в аналог дымовую трубу. Если её сделать повыше, то загрязнение от дыма будет таким же, только удельная концентрация станет поменьше. Поэтому, исходя из этого, а также неясностей в процессе скобления (фрезерования) верхнего конца проводника, пришёл к выводу о том, что такой вариант очень трудно практически осуществить, хотя он имеет ряд крайне значительных достоинств. Об этом также написал в статье.


22.12.2021, 14:05 Цорин Борис Иосифович
Отзыв: 1. "опираясь на режимы резания (фрезерования)" - что общего имеет этот процесс с резанием? Срезать нанослой нанолезвием за микросекунды - это вне возможностей фрезы. Тут скорее на шлифовальные станки смотреть надо. Но вот возможно ли вообще технически постоянное снятие одно-двухатомного слоя? Любая шлифовка/полировка снимает более толстую стружку, чем отдельные атомы. 2. "То, что концентрирование избыточного заряда происходит лишь в очень узкой зоне и именно на верхнем участке проводника принял исходя из утверждения Р. Фейнмана" - Фейнман писал про 1-2 атома поверхности, но про всю поверхность проводника, а не про только торец.


22.12.2021, 14:18 Цорин Борис Иосифович
Отзыв: Вопрос 4. Я так понимаю (судя по числам), для вычисления количества удаляемого металла Вы учитывали все количество свободных электронов. Но ведь смысл перераспределения электронов под действием ЭСП именно в том, что где-то их становится меньше, где-то больше. "12*10 в двадцать восьмой степени" - это в кубическом метре именно незаряженного проводника, а после переноса заряда их в торце будет больше, но удалить "62,5*10 в восемнадцатой" потребуется именно "лишних" электронов, накопившихся сверх того, что было до помещения проводника в ЭСП.


22.12.2021, 20:29 Кошкин Юрий Александрович
Отзыв: Ответ Цорину Б.И. Главной и наиболее трудно решаемой проблемой первого рассмотренного в статье варианта является, на мой взгляд, трудность обеспечения надёжного рассеивания удалённых атомов в атмосфере. А проблема их удаления не представляется столь уж трудной. Отработать можно различные варианты, вплоть до таких экзотических, как срезание тончайших слоёв воздействием сжатого воздуха. Из представленных в статье расчётов видно, что если даже ежесекундно срезать слой больше необходимого, например, в десять раз или во столько же раз больше тратить энергию на эту работу, то это не окажется критичным для общей оценки эффективности работы устройства. По поводу избыточного заряда. Свободные электроны под действием электрического поля Земли двигаются к верхнему торцу проводника (если нижний конец у него заземлён) и концентрируются там в слое толщиной 1..2 атома. Сколько таких избыточных электронов будет ежесекундно удаляться с торца, столько же электронов и будут восполнять эту потерю, двигаясь снизу. Именно их движение и создаёт ток.


23.12.2021, 10:13 Кошкин Юрий Александрович
Отзыв: Ответ Цорину Б.И. Хотелось бы добавить к предыдущему ответу. Мне неизвестно (и скорей всего сведений об этом вообще нет) реальное распределение свободных электронов в избыточном заряде. То есть сколько их содержится в каждом атоме, который находится в зоне избыточного заряда. Однозначно должно быть больше двух, но может быть и значительно больше. Или они в основном располагаются в межатомном пространстве? Чтобы не гадать и для большего запаса по расчёту убывания материала при истирании условно остановился цифре 2, получив при этом ежесекундную потерю материала в размере 0,52 кубических миллиметров. Такая величина оказалась вполне приемлемой, и исходя из того, что она в реальности будет ещё меньше (возможно намного) удовлетворился полученным результатом и не стал пытаться его уточнить. По поводу избыточного заряда уже ответил. Отмечу, что даже не важно знать его истинную конфигурацию, любое уменьшение количества электронов в части избыточного заряда, который находится вблизи поверхности торца проводника, вызовет к нему приток новых электронов из нижних областей проводника для восполнения этого убытка. Движение последних и сформирует ток.


23.12.2021, 14:03 Цорин Борис Иосифович
Отзыв: Боюсь, Вы не вполне поняли мои вопросы, по крайней мере, Ваш ответ их не закрывает. Немного подробнее. 1. Даже если ежесекундно срезать толстый слой, это никак не позволит получить постоянный ток; для получения тока необходимо удаление не ежесекундное, а ежемиллисекундное, а то и чаще. Необходимо определить, за какое время по проводнику переносится достаточно электронов, чтобы компенсировать действие поля, то есть какое время длится ток требуемой силы до удаления верхнего слоя. Возможно, уже через каждую пару наносекунд движение электронов прекращается и требуется удалять очередной слой. Вы проводили такие расчеты? 2. При удалении заряженного слоя проводник начнет приобретать положительный заряд (то есть положительных ионов в нем станет больше, чем отрицательных). Как это повлияет на работу предлагаемой системы?


24.12.2021, 12:48 Кошкин Юрий Александрович
Отзыв: Ответ Цорину Б.И. Процесс генерации тока мне видится таким. Даже при удалении одного электрона из избыточного заряда, находящегося на верхнем торце проводника, условие равновесия с электрическим полем Земли нарушается и для его восстановления поднимается и добавляется в избыточный заряд электрон из нижней области заземлённого проводника. Указанная нижняя область проводника в свою очередь подпитывается электронами из отрицательно заряженной земной поверхности, что предотвращает накопление в ней положительного заряда. Если процесс удаления электронов избыточного заряда будет носить регулярный характер, то и процесс их восполнения тоже будет регулярным. То есть, в процессе среза будет происходить непрерывное (в каждый момент времени) движение электронов. Если за суммарную длительность в одну секунду всех этих моментов времени в движение будет суммарно вовлечено 62,5*10 в восемнадцатой степени электронов, то это означает что в проводнике протекает ток силой 10 А в секунду. Отмечу, что не обязательно строго и ежесекундно удалять полностью слои проводника, содержащие весь избыточный заряд, так как даже частичное уменьшение этого заряда нарушает равновесие и приводит к генерации тока (но естественно отрицательно сказывается на его силе).


24.12.2021, 15:53 Цорин Борис Иосифович
Отзыв: 1. Все еще не получил ответа на вопрос о частоте необходимого удаления избыточных электронов. За какое время по Вашим расчетам заряд перераспределяется и ток прекращается, если избыточные электроны не удалять? У меня получилось, что даже не за "миллионные доли секунды", а за 20 наносекунд, то есть не реже чем каждые 20 наносекунд надо удалять часть заряда. Какая-то техника способна на такую скорость и точность воздействия? 2. Ок, допустим, нижняя область проводника подпитывается электронами из земной поверхности. Вы рассчитываете на перенос 10 Кл в секунду. Заряд всего земного шара 500 ККл, то есть, если система сработает, хватит заряда земного шара на 14 часов.


24.12.2021, 21:11 Кошкин Юрий Александрович
Отзыв: Ответ Цорину Б.И. Не понимаю, о какой частоте (или дискретности) процедуры удаления избыточных электронов Вы ведёте речь. Я уже отвечал, что процессы удаления и восполнения заряда носят непрерывный и одновременный характер. То есть, если за миллисекунду с верхней части проводника будет удалён часть избыточного заряда величиной условно равной единице, то, одновременно, в течение этой же миллисекунды (не последующей, а именно этой же самой) он будет восполнен практически на ту же величину (с ничтожной разностью) электронами из другой части проводника. В этом смысле можно даже сказать, что фактически никакого удаления избыточного заряда не происходит, просто его удаляемые электроны сразу же заменяются другими электронами. И движение этих заменяемых электронов представляют собой генерируемый ток. По поводу заряда Земного шара. Конечно он очень небольшой, даже в одном килограмме алюминия содержится значительно больше свободных электронов, чем в этом заряде. Но это всё-таки не бочка с водой, из которой нетрудно вычерпать всю воду до дна. Уровень величины заряда Земли постоянно поддерживается (грозами, другими процессами в природе), но в целом я согласен с опасением, что рассматриваемая конструкция представляет опасность с экологической точки зрения. Поэтому, а также из-за неясности с надежностью и скоростью рассеивания удалённых атомов в атмосфере, пришёл к изложенному в статье выводу о бесперспективности такого варианта устройства.


25.12.2021, 8:24 Цорин Борис Иосифович
Отзыв: Вы пишете: "Процессы удаления заряда носят непрерывный характер". Но какая техника способна на непрерывное удаление слоя алюминия? Даже лазерная резка работает дискретно, когда требуется режим испарения, а не плавления.


25.12.2021, 9:39 Кошкин Юрий Александрович
Отзыв: Ответ Цорину Б.И. "Непрерывно" означает без остановки. Условно можно сказать, что после удаления одного атома с содержащимися в нём избыточными электронами, сразу же начинается удаление следующего атома и так далее. Какую техническую сложность Вы в этом увидели? Процесс генерации тока протекает следующим образом. Даже в случае удаления в атмосферу одного электрона из избыточного заряда, равновесие с электрическим полем Земли нарушается и для его восстановления в избыточный заряд должен поступить на замену удалённому электрону электрон из нижележащей области проводника. Чем больше электронов из избыточного заряда будет безвозвратно удаляться в атмосферу, тем больше будет требоваться электронов на их замену, чтобы не нарушилось равновесие с электрическим полем Земли. И как я уже писал ранее, именно движение идущих на замену электронов представляет собой генерируемый ток. Боюсь, что более понятней я объяснить уже не смогу.


25.12.2021, 9:40 Цорин Борис Иосифович
Отзыв: Теперь о втором предложении, с прикреплением проводников к лопастям ветрогенератора. Как я понимаю, для создания эквипотенциальной поверхности плотность заряда на поверхности проводника будет примерно соответствовать плотности заряда на поверхности Земли, то есть около -1.15*(10^-9) Кл/м^2. Ветрогенератор совершает до 12 оборотов в минуту, то есть заряд перераспределяется до 24 раз в минуту. Даже без учета неравномерности заряда и потерь энергии получается, что на метр диаметра проводника будет приходиться максимум 20 наноВатт вырабатываемой мощности.


25.12.2021, 11:39 Радзинский Борис Семёнович
Отзыв: Соглашусь с мнением автора о трудности практического осуществления рассмотренного в статье первого варианта устройства. Хотя в нём нетрудно организовать постоянный съём избыточного заряда с конца проводника, а также легко можно избежать проблем с небольшим отрицательным зарядом Земли (в последнем случае достаточно обеспечить заземление при помощи массивного куска алюминия, чтобы долго не беспокоиться о нехватке электронов, идущих на замену удаляемых электронов избыточного заряда), но у проблемы надёжного рассеивания удаляемых атомов в атмосфере не просматривается хорошего решения. Поэтому, несмотря на наличие у этого варианта уникальных достоинств, я бы сделал выбор в пользу другого интересного варианта, который предусматривает доработку конструкции ветрогенератора.


25.12.2021, 13:29 Кошкин Юрий Александрович
Отзыв: Ответ Цорину Б.И. Если вмонтировать, например, проводник длиной 120 метров в лопасти гигантского ветрогенератора Enercon E-126, то потенциал электрического поля Земли на его конце при вращении будет изменяться приблизительно от 2500 В до 30000 В. Вот и оценку перераспределения зарядов в проводнике (величину генерируемого тока) нужно производить исходя из этого. Я пока не готов дать количественную оценку, а без неё обсуждение беспредметно.


26.12.2021, 15:43 Цорин Борис Иосифович
Отзыв: Да, пожалуй, с 20 нВатт я преуменьшил. Точно посчитать величину генерируемого тока трудно, но легко посчитать верхнюю оценку, то есть мощность, выше которой не сможет подняться это устройство. Считаем. Заряд перераспределится так, чтобы напряженность у поверхности проводника стала нулевой. Для этого заряду нужно распределиться по поверхности проводника с плотностью около -1.15*(10^-9) Кл/м^2 (на самом деле чуть меньше из-за того, что проводник находится выше уровня земной поверхности). Рассмотрим проводник цилиндрической формы длины 120 метров диаметром D метров. Площадь его поверхности примерно 377D+0,79D^2 м^2. В качестве оценки сверху, так как D не может быть значительным, можно взять 380D м^2. Значит, произойдет перераспределение заряда около -437D*(10^-9) Кл. При сильном ветре лопасти Enercon E-126 совершают почти 12 оборотов в минуту, то есть 24 раза в минуту проводник становится вертикально, и заряд перераспределяется. С обратным перераспределением заряда - 48 раз в минуту (допустим, мы и его сможем использовать). В целом идет перераспределение заряда примерно -350D *(10^-9) Кл/сек. Так как мы проводим оценку сверху, предположим, что весь этот заряд будет перенесен на все 120 метров проводника (на самом деле это, конечно, не так, ведь заряд распределяется по всей поверхности), и сила тока 350D *(10^-9) Ампер. При напряженности поля 130 Вольт разница потенциалов на расстоянии 120 метров составит 15600 Вольт/метр. Итого верхняя оценка мощности предлагаемого устройства (без учета того, что заряд перераспределяется не с торца на торец и без учета потерь) - 5.5D миллиВатт, где D - диаметр проводника в метрах. Теперь оценим окупаемость (уже по нижней планке). Считая стоимость алюминия 100 рублей за килограмм (цена скупки, дешевле не достать, это вдвое дешевле биржи), получаем 270 тысяч рублей за кубометр. Объем проводника равен примерно 94 D^2 кубометров, то есть его стоимость около 25.5 D^2 миллионов рублей. Киловатт*час электроэнергии оценим в 5 рублей. Проводник эквивалентен 5.1 D^2 миллионов киловатт*часов; выдавая 5.5D миллиВатт, он окупится за 935D миллиардов часов, то есть примерно за 100D миллионов лет непрерывной работы. Например, при диаметре проводника 2.5мм он окупится за каких-то четверть миллиона лет (по крайне оптимистичной оценке, напоминаю), выдавая 14 микроВатт.


26.12.2021, 15:45 Цорин Борис Иосифович
Отзыв: "Условно можно сказать, что после удаления одного атома с содержащимися в нём избыточными электронами, сразу же начинается удаление следующего атома и так далее. Какую техническую сложность Вы в этом увидели?" - техническая сложность в том, что я не знаю ни одного устройства, способного удалять атомы или более крупные элементы непрерывно, то есть так, чтобы количество удаленных атомов росло каждую наносекунду.


26.12.2021, 15:47 Цорин Борис Иосифович
Отзыв: Господину Радзинскому: "Достаточно обеспечить заземление" - это уже какой-то вечный двигатель получается?


26.12.2021, 18:42 Кошкин Юрий Александрович
Отзыв: Ответ Цорину Б.И. Мои опасения сбылись, вы так и не смогли понять. Что ж, бывает.... Смысла повторять одно и тоже больше не вижу.


26.12.2021, 19:58 Радзинский Борис Семёнович
Отзыв: Ответ Цорину Б.И. Вначале хотел не реагировать на Ваш несуразный вопрос "Достаточно обеспечить заземление" - это уже какой-то вечный двигатель получается?", но прочитав переписку с автором подумал, а может действительно Вы не можете понять работу устройства и поэтому разражаетесь такими вопросами и "расчётами"? Отвечаю - вечный двигатель от обеспечения заземления не получается.


28.12.2021, 18:35 Цорин Борис Иосифович
Отзыв: Борис Семёнович, ну ладно автор статьи может отвечать только самоцитированием, он десяток лет свою несуразную идею продвигает, и уже не может от нее отклониться или воспринять ее критику иначе чем "вы так и не смогли понять". Здесь таких много: и теорему Ферма-то они доказали, и числа на мужские и женские поделили, и массу Марса в пять раз пересчитали, и причину торнадо в гравитации Солнца узрели... Но Вы-то вроде профессионал, в институте физики трудитесь, и вроде не гардеробщиком. Удивляете. Если бы от заземления избыточные электроны сами уходили в Землю, получилось бы, что они сами собой движутся по замкнутой цепи, что есть вечный двигатель. На самом деле заземление ничуть не поможет: при заземлении заряд уходит в землю тогда, когда концентрация заряда в заземляемом устройстве выше, чем в заземляющем (на поверхности планеты). В предложенной же конструкции "с заземлением" все три части (планета, вертикально расположенный проводник, заземление) просто образуют одно заряженное тело, заряды в нем распределятся так, чтобы образовать эквипотенциальную поверхность, и двигаться далее не станут. Вот при удалении заряженного слоя ток действительно будет идти (если я не упустил из виду какой-нибудь неочевидный подводный камень), но, во-первых, современная техника не способна удалять слои с нужной скоростью и точностью (и еще очень долго не будет способна), как бы автор ни рассказывал, что он будет удалять избыточные электроны "вместе с атомом", во-вторых, удаленные заряженные частицы необходимо либо моментально опускать на землю, либо моментально значительно удалять от устройства для того, чтобы они не создавали свое поле рядом с устройством, а в-третьих, энергии на все это потребуется многократно больше, чем будет вырабатываться. Можно было бы сделать острия на верхушке проводника и надеяться на электрический ветер, но тогда ток будет очень и очень слабый. А про так понравившуюся Вам идею с использованием ЭСП Земли ветрогенератором посмотрите расчеты от 26.12.2021, 15:43. Крайне малая мощность даже по заведомо завышенной оценке.


28.12.2021, 21:51 Иванов Кирилл Олегович
Отзыв: Идеи, изложенные в статье, интересные, хотя правильно оценить их работоспособность и эффективность не совсем просто. Например Б.И. Цорин, несмотря на неоднократные пояснения автора, похоже так и не смог понять, что нет необходимости дожидаться полного удаления слоя с избыточным зарядом. Расчёты эффективности необходимы, но конечно же не такие поверхностные и малограмотные, какие преподносены в отзыве того же Цорина. Считаю, что статья заслуживает публикации.


29.12.2021, 14:16 Цорин Борис Иосифович
Отзыв: Кирилл Олегович, так проблема не в том, что слой необходимо удалять полностью, а в том, что если автор объявляет удаление заряда непрерывным, то хоть какое-то уменьшение заряда необходимо каждые несколько наносекунд (а для достижения 10А - и каждые несколько пикосекунд), чтобы перераспределение заряда не останавливалось. Тогда как автор, похоже, считает, что если фрезой (а именно ее он предлагал) срезать верхний слой и сразу после этого приступать к срезке следующего, то это "непрерывно". Что же касается моих расчетов, то я совершенно согласен, что они поверхностные, но смысл-то именно в том, что все округления, допущения и неточности в этих расчетах сделаны в сторону повышения эффективности и уменьшения срока окупаемости устройства, то есть проведена очень грубая верхняя оценка. Вы можете указать, где в расчетах допущена ошибка иного характера?


29.12.2021, 16:58 Зиновьев Василий Владимирович
Отзыв: Извиняюсь, что влазию в дискуссию столь уважаемых учёных, а никого не смутило то, что на верху шестиметровой алюминиевой болванки образуется потенциал 800 В? А на небоскрёбе высотой триста метров, судя по всему потенциал будет порядка 400 000 В... и не дай Бог, кто-то захочет шлифануть болгаркой верхний слой небоскрёба... ведь все металлоконструкции небоскрёбов заземлены!


29.12.2021, 18:42 Иванов Кирилл Олегович
Отзыв: Ответ Цорину Б.И. Потенциальная способность превращения любого обсуждения в клоунаду, с высказыванием оскорбительных выражений и с навешиванием на оппонента медицинских диагнозов (похоже, касающихся самого же себя), вызывает стойкое отвращение даже от мысли о возможности общения с таким персонажем. Надеюсь поняли, что я имею виду.


29.12.2021, 21:07 Цорин Борис Иосифович
Отзыв: Кирилл Олегович, а Вы - это еще один аккаунт Марка Александровича, или Вы невольно его манеру начинать сообщения переняли? То, что последние дни меня в разных темах прямо-таки атакуют люди, поголовно начинающие сообщения с "Ответ тому-то" и вместо конкретной критики тезисов стремящиеся перейти на личности, позволяет предположить, что и тут вряд ли случайность.


29.12.2021, 21:12 Цорин Борис Иосифович
Отзыв: Василий Владимирович, если бы небоскреб строили где-то в космосе, а потом телепортировали на Землю, то действительно разница потенциалов между его основанием и вершиной составляла бы 40 000 Вольт в течение нескольких наносекунд (а то и менее). А так никакой разницы потенциалов нет, потому что Земля вместе со всеми проводниками, ее касающимися, образует эквипотенциальную поверхность.


30.12.2021, 10:17 Сидякина Наталья Васильевна
Отзыв: Дрейфовая скорость свободных электронов в металлических проводниках лежит в пределах 0,6...6 миллиметров в секунду. Поэтому заявлять о том, что за несколько наносекунд (а то и менее) сможет быть достигнуто равновесие в проводнике длиной (высотой) с небоскрёб, попросту абсурдно. За указанное время электроны пройдут расстояние лишь в десятые доли диаметра атома и однозначно не смогут успеть сформировать избыточный заряд на одном конце проводника с разрежением на другом. Ответить на вопрос, какое для этого расстояние большинству из них нужно будет пройти и сколько на это уйдёт времени, крайне сложно. По крайне мере подходя к такой оценки поверхностно и не понимая хорошо реальную физику данного процесса. Статья любопытная, содержащая интересные идеи. Рекомендую опубликовать.


30.12.2021, 13:40 Цорин Борис Иосифович
Отзыв: А вот, кажется, и еще один фейковый аккаунт автора статьи, не замеченный мной ранее: "Сидякина Наталья Васильевна". Тоже оставляет почти исключительно два типа сообщений: хвалебные отзывы к статьям Кошкина и негативные отзывы к статьям Нечаева. Оказывается, автор не понимает, в чем разница между перемещением электронов и перераспределением заряда. Чтобы перенести заряд на тысячи километров, вовсе незачем двигать на тысячи километров некоторые электроны: достаточно сдвинуть на мельчайшие доли метра все свободные электроны в проводнике. Электроны двигаются медленно, а вот ток распространяется со скоростью света.


10.01.2022, 23:22 Харт Алекс
Отзыв: "Здесь таких много: и теорему Ферма-то они доказали, и числа на мужские и женские поделили, и массу Марса в пять раз пересчитали, и причину торнадо в гравитации Солнца узрели..." - Ну теорему то Ферма конечно же доказать не успели, а вот поделить числа на мужские и женские успела еще древняя пифагорейская школа.


11.01.2022, 6:33 Цорин Борис Иосифович
Отзыв: "Поделить числа на мужские и женские успела еще древняя пифагорейская школа" - только не математическая школа, а нумерологическая. Нумерология, знаете ли, наукой признается только во вселенной Гарри Поттера.


12.01.2022, 0:37 Харт Алекс
Отзыв: "только не математическая школа, а нумерологическая" - Вы сейчас еще Пифагора обидели, назвав его нумерологом, а не философом)


12.01.2022, 7:14 Цорин Борис Иосифович
Отзыв: "Вы сейчас еще Пифагора обидели" - современные исследователи (Жмудь, Кан, Йост-Гогье) говорят, что нумерологию придумали ученики Пифагора, просто приписали ему. Впрочем, даже если они неправы... Всякое бывает. Вон, Фоменко тоже сначала был математиком, а стал...


12.01.2022, 9:03 Кошкин Юрий Александрович
Отзыв: К сожалению получается, что при попустительстве модераторов можно безнаказанно размещать в отзывах оскорбительные обвинения по созданию фейковых аккаунтов. Я письменно обратился к администрации журнала с просьбой всесторонней проверки обвинений, выдвинутых против меня Б.И. Цориным, которые он начал публиковать после того, как я прекратил с ним общение в рамках обсуждения статьи "Получение энергии при помощи электрического поля Земли". Надеюсь, что проверка будет проведена и подобные высказывания Цорина будут удалены и впредь не публиковаться.


13.01.2022, 23:32 Харт Алекс
Отзыв: "...нумерологию придумали ученики Пифагора, просто приписали ему..." - Здесь даже не важно кто что придумал и кому приписали. Важно есть ли в этом логика. У пифагорейцев была логика деления числа на мужские и женские. Можно соглашаться с этой логикой, можно нет, но это логика. И это делает их взгляды на числа философской концепцией.


14.01.2022, 14:43 Цорин Борис Иосифович
Отзыв: "это делает их взгляды на числа философской концепцией" - они на основе этой "логики деления" вычисляли, кому из богов сколько штук чего-нибудь/кого-нибудь в жертву приносить. Это не философская, это религиозная концепция.


14.01.2022, 22:58 Харт Алекс
Отзыв: "они на основе этой "логики деления" вычисляли, кому из богов сколько штук чего-нибудь/кого-нибудь в жертву приносить" - что-то Вы их совсем за дикарей держите)


15.01.2022, 8:22 Цорин Борис Иосифович
Отзыв: "что-то Вы их совсем..." - то, что Вы чего-то не знаете, не означает, что я это выдумал. Сами погуглить сможете или Вам ссылки дать?


17.01.2022, 0:14 Харт Алекс
Отзыв: "то, что Вы чего-то не знаете, не означает, что я это выдумал. Сами погуглить сможете или Вам ссылки дать?" - Правильнее будет если я ознакомлюсь именно с Вашими ссылками.


17.01.2022, 14:44 Цорин Борис Иосифович
Отзыв: Пожалуйста, вот примеры. Плутарх, "Ликург и Нума Помпилий" (в переводе доступно, например, на гугл-книгах, id=UAJMDwAAQBAJ), глава XIV: "Пифагорейцы, например, запрещали .. .богам неба приносить четное число жертвенных животных". Ямвлих Халкидский, "Жизнь Пифагора" (например, там же id=mglCAgAAQBAJ), пункт (152): "Афродите же нужно жертвовать что-нибудь числом шесть, ибо это число первое, которое включает в себя любую природу числа". Уточняю, противоречия между этими утверждениями нет, пифагорейцы именно "богам неба" мужского пола требовали приносить нечетное число жертв, а богиням и "подземным богам" - четное.


18.01.2022, 9:54 Нечаев Алексей Вячеславович
Отзыв: Уважаемый Юрий Александрович! Вся энергия, получаемая из электрического поля Земли, отбирается из гравитационно-волнового канала по которому осуществляется взаимодействие Земли и Солнца. Бесконтрольное использование ветроэнергетики, гелиоэнергетики и строительство водохранилищ для ГЭС (это около 60% выработки электроэнергии в мире) изменило орбиту Земли до такой степени, что с 2016 года прекращен ввод дополнительной секунды и прорабатывается решение о вводе отрицательной секунды. Последствия этого отбора мощности замалчиваются, но они будут ужасны, особенно для последующих поколений. С уважением!


18.01.2022, 15:55 Цорин Борис Иосифович
Отзыв: Алексей Владимирович, с несколькими маааленькими поправками: "гравитационно-волнового канала" не существует; последствия отрицательной секунды не больше последствий дополнительных секунд; ввод дополнительных секунд хотят отменить по совершенно иным причинам; его еще не отменили, а просто с 2016 года ввод дополнительных секунд не требовался; "решение о вводе отрицательных секунд" обсуждалось исключительно по итогам 2020 года, тогда как в 2016-2019 годах никаких флуктуаций не наблюдалось; использование гелиоэнергетики, ветроэнергетики и строительство водохранилищ никак не влияют на орбиту Земли, а "дополнительные секунды" связаны с вращением Земли вокруг собственной оси, а не с ее орбитой. Таким образом, в Вашем тексте нет ни одного истинного утверждения, за исключением, возможно (и то не факт), утверждения, что Вы писали свой текст с уважением.


18.01.2022, 23:32 Харт Алекс
Отзыв: Думаю никакого противоречия здесь нет. Сейчас все раздельно: наука, религия, философия и т.д. Да и сама наука поделена на много не всегда связанных между собой дисциплин. Раньше такого не было. Неудивительно, что пифагорейскую школу можно назвать и математической и философской, да еще и религиозной и нумерологической и т.д. То что они применяли свое обоснование деления чисел на мужские и женские для правильности жертв богам не умаляет их логики самого этого деления. Саму их логику деления можно назвать философской концепцией. Ну а применять они ее могут в том числе и для правильности жертв богам. Почему нет? Наоборот это вполне закономерное применение каких-то своих идей в то время.


19.01.2022, 14:26 Цорин Борис Иосифович
Отзыв: "Саму их логику деления можно назвать философской концепцией" - проблема демаркации сама по себе является философской. В настоящее время принято считать, что супранатурализм, то есть любое утверждение, описывающее некие духовные, внефизические свойства чего угодно, не является научной концепцией. Такие суждения относятся к религии (религии в широком смысле слова, включая мистику и т.д.). Никто не мешает смешивать религию и философию; пифагорейская школа, как и средневековые христианские философские школы, занималась и математикой, и философией, и религией, но это не делает их религиозные суждения ни математическими, ни философскими. Даже если они сами их называли философскими - знаете ли, философскими в то время и естественнонаучные суждения назывались, тогда значение слова "философия" было другое.


19.01.2022, 23:29 Харт Алекс
Отзыв: "В настоящее время принято считать, что супранатурализм, то есть любое утверждение, описывающее некие духовные, внефизические свойства чего угодно, не является научной концепцией. Такие суждения относятся к религии" - Чего же духовного или религиозного Вы нашли в концепции, что нечетное число - оплодотворяющее и, если его сочетать с четным, оно возобладает?


20.01.2022, 8:13 Цорин Борис Иосифович
Отзыв: Конкретно это утверждение, согласен, ближе к анимизму, чем к супранатурализму - придание неодушевленным объектам свойств одушевленных. Анимизм, впрочем, тоже является не научной, а религиозной концепцией, только более примитивной, чем супранатурализм. Объявлять землю матерью, а небо отцом на основе того, что небо оплодотворяет землю и после дождя земля рожает растения, люди научились еще до того, как придумали политеизм.


21.01.2022, 0:47 Харт Алекс
Отзыв: «придание неодушевленным объектам свойств одушевленных» - Остается только определить какие объекты мы считаем одушевленными, а какие нет. В науке ведь такого понятия нет.


21.01.2022, 14:24 Цорин Борис Иосифович
Отзыв: Да вы что? Как странно. А мне вот еще в начальной школе рассказали, чем отличаются одушевленные имена существительные от неодушевленных. Одушевленные отвечают на вопрос "кто?", неодушевленные на вопрос "что?", для первичного понимания определения анимизма этого достаточно. Или Вам кажется необычным, что одушевленные имена существительные обозначают одушевленные объекты? Или Вам нужно более точное определение? Может, Вы жаждете, чтоб я Вам пересказал какую-нибудь работу из философии лингвистики? Или Вам просто нечего было возразить по сути, поэтому Вы решили поискать, к чему бы бессмысленно придраться в формулировках, лишь бы не признавать поражение в споре?


Оставить комментарий


 
 

Вверх