авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |
-- [ Страница 1 ] --

АВТОНОМНЫЙ

БЕСТОПЛИВНЫЙ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ

ГЕНЕРАТОР

Часть 1. Краткое описание проекта

Вторая редакция

Предлагается проект

бестопливного генератора

электроэнергии. Описываются основные технические,

физические и математические идеи. Описываются

прототипы и эксперименты с ними, которые служат

экспериментальным подтверждением предлагаемой

теории. Строгие доказательства и конструкции

приведены в других частях.

Хмельник С. И.

1 Copyright © 2007 by Solomon I. Khmelnik Соломон Ицкович Хмельник All right reserved. No portion of this book may be reproduced or transmitted in any form or by any means, electronic or mechanical, without written permission of the author.

BOX 15302, Bene-Ayish, Israel, 60860 Fax: ++972-8- Email: solik@netvision.net.il Cover – image “kjuip” from site “Spacebloom.net” Аннотация Мой опыт первого выпуска этой книжки заставляет меня начать с того, что здесь не приводятся конкретные рекомендации по изготовлению и конструкторская документация генератора. Это всего лишь первая вводная часть проекта Здесь описываются основные технические, физические и математические идеи. Строгие доказательства и конструкции приведены в других частях.

Описываются (взятые в Интернете) прототипы и эксперименты с ними, которые служат экспериментальным подтверждением предлагаемой теории. Строгие доказательства и конструкции приведены в других частях. Цель публикации – привлечь к участию в проекте инвесторов, экспериментаторов, бизнесменов и, вообще, любых физических и юридических лиц, так или иначе заинтересованных в таком проекте.

Итак, предлагается проект бестопливного генератора электроэнергии. Такой генератор может быть использован для выработки электроэнергии в частных домах, квартирах и других автономных и независимых от внешней среды сооружениях, на электростанциях в качестве замены тепловых турбин и котельных установок, на транспорте - наземном, морском, воздушном, гражданском и военном в качестве источника электроэнергии для электродвигателей (вместо двигателей внутреннего сгорания).

Проект имеет стратегическое значение, поскольку позволяет избавиться от топливной зависимости от других стран, существенно снизить затраты на энергетические ресурсы, улучшить экологическую обстановку в стране.

Проект содержит полную теорию, находящуюся в рамках существующей физической парадигмы, описание и анализ экспериментов, несколько конструкций генератора, методику и программы расчета всех компонентов этих конструкций.

В данном проекте предлагается теория, объясняющая принцип действия бестопливных генераторов и, в том числе, природу движущих сил и источник энергии. Эта теория позволяет наладить массовое промышленное производство подобных генераторов. Существующие образцы бестопливных генераторов являются экспериментальным подтверждением предлагаемой теории.

На основе указанной теории разработаны проекты других генераторов, менее сложных по конструкции и по технологии изготовления по сравнению с имеющимися экспериментальными образцами. Итак, предлагается новая теория бестопливных генераторов, теория не нарушает существующую физическую парадигму, теория дополняется анализом генераторов, существующих в США, России, Японии, а этот анализ подтверждает справедливость теории, предлагается несколько новых конструкций генераторов, на основе теории предлагается полная методика и программы расчета существующих генераторов и новых конструкций, предлагается простая технология изготовления генераторов.

Основная цель данного проекта – отказ от использования углеводородного топлива.

Предлагаемый генератор патентуется пока только в Израиле.

Проект состоит из нескольких частей (подробнее см. в главе 6):

Часть 1. Краткое описание проекта (которое является содержанием этой книги).

Часть 2. Источники и преобразование энергии в генераторе.

Часть 3. Природа сил и конструкции генератора.

Часть 4. Программы (в открытых кодах) расчета генератора. На эти программы ссылаются статьи частей 2 и 3.

Часть 5. Первоначальные (ранее опубликованные) авторские публикации по данной теме.

Часть 6. Книга, излагающая теорию, которая широко использована в проекте:

Хмельник С.И. Вариационный принцип экстремума в электромеханических и электродинамических системах, вторая редакция. Publisher by “MiC”, printed in USA, Lulu Inc., ID 1769875, Израиль, 2009, ISBN 978-0-557-04837-3.

Содержание Предисловие Основные идеи, реализованные в проекте Глава 1. Конструкция генератора 1. Принципиальная схема установки 2. Функционирование установки 3. Статическая характеристика электромашины.

Глава 2. Природа движущих сил 1. Расчет и измерение магнитного поля постоянного магнита 2. Магнитные заряды постоянного магнита 3. Уравнения Максвелла для постоянного магнита 4. Силы взаимодействия постоянных магнитов 5. Динамика работоспособных конструкций Глава 3. Электромагнитное поле генератора Введение 1. Математическая модель 3. Электрическое поле 4. Энергозависимая стоячая волна Глава 4. Процессы извлечения энергии Введение 1. Бегущая электромагнитная волна 2. Стоячая электромагнитная волна 3. Энергозависимая стоячая электромагнитная волна 4. Энергетика энергозависимой стоячей электромагнитной волны 5. Показания термометра Глава 5. Энергетика генератора 1. Введение 2. Преобразование энергии в генераторе Серла 3. Дифференциальное уравнение энергетического процесса 4. Установившееся решение 5. Дополнительное уравнение 6. Обобщенное уравнение 7. Оценка характеристик генератора 8. Эксперименты Глава 6. Состав проекта Глава 7. Прототипы и эксперименты Глава 8. Сравнения 1. Основание для оценок 2. Таблица сравнения Глава 9. Применения Глава 10. Стоимость производства и эксплуатации Глава 11. Организация дела 1. Состояние дел 2. Предстоящие первоочередные работы 3. Исполнители первоочередных работ 4. Ориентировочные сроки выполнения первоочередных работ 5. Организация производства и эксплуатации Глава 12. Проект экспериментальной установки 1. Введение 2. Основные технические характеристики экспериментальных вариантов генератора 3. Технические характеристики генератора первого типа 4. Технические характеристики генератора второго типа Литература Приложение 1. Уравнения Максвелла с магнитными зарядами Приложение 2. Измерение магнитного поля постоянного цилиндрического магнита Приложение 3. Решение уравнений Максвелла Приложение 4. Gunner Sendberg. Антигравитация. Эффект Серла.

Приложение 5. Gunner Sendberg. Генератор на эффекте Серла.

Конструкция и процесс изготовления.

Приложение 6. Патент Рощина-Година Приложение 7. Экспериментальное исследование физических эффектов в динамической магнитной системе Рощина Година Приложение 8. Мотор Рида Приложение 9. Авторские публикации по теме проекта Приложение 10. Статья о Минато Приложение 11. Патент Минато Приложение 12. Михаил Хмельник, краткие сведения Приложение 13. Соломон Хмельник, краткие сведения Предисловие Предисловие Поиск источников энергии, заменяющих углеводородное топливо – задача, сегодня весьма актуальная. Поэтому появляется много проектов, в которых предлагаются безтопливные генераторы.

Однако, как правило, для объяснения принципа действия этих генераторов авторы предлагают новые физические теории, противоречащие существующим представлениям. Также, как правило, само существование работоспособных экспериментальных образцов плохо доказуемо. Исключением из этого правила является генератор Серла, предложенный еще в 1946 году. Никто не подвергает сомнению его существование. Есть действующие сайты проекта и автора этого генератора [1, 2], на которых демонстрируются работающие экземпляры. В России была разработана установка основанная на тех же принципах (Рощин и Годин) [14]. Эксперименты на этой установке подтвердили результаты экспериментов Серла.

Конструкция генератора основывается на открытии эффекта Серла, который состоит в том, что взаимодействие множества магнитов, расположенных на статоре и роторе, приводит к вращению ротора. Этот эффект базируется на том, что намагничивание некоего материала постоянным током с «примесью» высокочастотной составляющей создает на поверхности этого материала множество магнитных полюсов.

Однако знание этих фактов никак не помогает объяснить возникновение различных эффектов и выяснить источник энергии (что вызывает у всех исследователей искреннее удивление и попытки искать объяснение в теориях, отвергаемых традиционной физикой).

В первом приближении генератор Серла можно представить в виде конструкции, напоминающей шарикоподшипник - вокруг металлического обода перекатываются металлические цилиндры.

Обод-статор намагничен так, что на каждой его граничной окружности имеется множество магнитных полюсов одного знака.

Цилиндры намагничены так, что на кромке цилиндра также имеется множество магнитных полюсов. Интересно отметить, что нет объяснения, почему, реализуя весьма необычную технологию, Серл Предисловие мог ожидать какие-либо серьезные результаты и, тем более, те, которые появились в действительности.

Можно выделить несколько основных феноменологических эффектов в функционировании генератора Серла – эффектов Серла. Из них наиболее интересными являются следующие:

1. возникает некоторая сила, заставляющая ротор вращаться;

2. есть неизвестный источник энергии;

3. возникает электромагнитное поле;

4. генератор охлаждается.

В установке Рощина-Година замечен еще один неожиданный эффект:

5. вокруг генератора образуется переменное в пространстве магнитное поле – т.н. магнитные стены, которые также охлаждаются.

Существует еще магнитный двигатель японского изобретателя Минато, в котором используется небольшой по мощности (по сравнению с выходной мощностью) источник электрической энергии. Минато сумел организовать промышленное производство и изготовил несколько десятков тысяч двигателей, используемых в вентиляторах.

Для всех указанных прототипов не построена объяснительная теория – по существу, они изготовлены на основе интуиции авторов. Главное, не выявлена природа движущих сил и источник энергии. Отсутствие теории не позволяет разработать расчетную модель генератора, что необходимо для его промышленной реализации.

В данном проекте предлагается теория, объясняющая в рамках существующей физической парадигмы все эффекты, наблюдаемые в генераторах Серла и Рощина-Година. С другой стороны, можно сказать, что генераторы Серла и Рощина-Година являются экспериментальным подтверждением предлагаемой теории.

Предлагаемая теория позволила разработать проекты других менее сложных генераторов, отличающиеся от генератора Серла по конструкции и по технологии изготовления магнитных материалов.

Точнее, для предлагаемых генераторов не нужна специальная технология изготовления магнитных материалов – могут использоваться широко распространенные магнитные материалы.

Предисловие Итак, * предлагается новая теория безтопливных генераторов, * теория не нарушает существующую физическую парадигму, * теория дополняется анализом генераторов, существующих в США, России, Японии, а этот анализ подтверждает справедливость теории, * предлагается несколько новых конструкций генераторов, * на основе теории предлагается полная методика и программы расчета существующих генераторов и новых конструкций, * предлагается простая технология изготовления генераторов.

Предлагаемые генераторы могут использоваться в автономных электростанциях, на транспорте (в автомобилях, катерах, вертолетах). При этом отпадает необходимость в топливе и не загрязняется окружающая среда.

На предлагаемый генератор получен патент в Израиле [20].

В данном документе последовательность изложения такова.

В главе 1 даются общие сведения о конструкции генератора.

В главе 2 описывается метод расчета сил взаимодействия постоянных магнитов, ориентированных произвольным образом относительно друг друга. Установлены условия, при которых в результате движения взаимодействующих магнитов возникают силы, поддерживающие и усиливающие эти движения.

Прелагаются конструкции, в которых осуществляются указанные процессы (в следующих главах установлен источник энергии, необходимой для этого).

В главе 3 показывается, что известные и предлагаемые конструкции генераторов могут быть описаны системой уравнений Максвелла. При этом доказывается, что в решении этих уравнений появляется продольная стоячая электромагнитная волна, направленная по оси магнита.

В главе 4 доказывается, что эта волна, названная энергозависимой, обменивается энергией с окружающей средой.

При этом температура окружающей среды падает.

В главе 5 показывается, что пониженная температура вокруг генератора вызывает перенос тепловой энергии из более дальних Предисловие областей окружающей среды. Эта энергия преобразуется генератором в кинетическую энергию.

Изложенное сопоставляется с известными экспериментами и иллюстрируется результатами расчетов. Попутно объясняются эффекты, обнаруженные в существующих генераторах и не получившие до настоящего времени объяснения. В приложениях дается подробная информация о прототипах.

Основные идеи, реализованные в проекте 1. Найден вариационный принцип для уравнений Максвелла и метод их решения с использованием этого принципа.

2. На основе этого найден метод решения уравнений Максвелла при скачкообразном изменении плотности зарядов в пространстве.

3. Показано, что система с вращающимися магнитами может быть описана уравнениями электродинамики и найдено решение таких уравнений для различных конструкций.

4. Показано теоретически и экспериментально, что на торце магнита формируется переменное в пространстве магнитное поле.

5. Показано, что в системе с вращающимися магнитами возникают продольные стоячие волны;

это подтверждается измерениями в установке Рощина-Година, которые обнаружили существование "магнитных стен".

6. Показано, что такие продольные волны потребляют внешнюю энергию, т.е. являются энергозависимыми;

сделано предположение о том, что этой энергией является энергия окружающей среды;

это подтверждается измерениями температуры в установке Рощина-Година.

7. Найдено уравнение энергетических процессов в установках с вращающимися магнитами;

результаты вычислений по этому уравнению совпадают с результатами экспериментов в установке Рощина-Година.

8. Установлены условия, при которых в результате движения взаимодействующих магнитов возникают силы, поддерживающие и усиливающие эти движения (источник энергии указан выше).

9. Предлагаются новые конструкции, в которых осуществляются указанные процессы Глава 1. Конструкция генератора Глава 1. Конструкция генератора Оглавление 1. Принципиальная схема установки 2. Функционирование установки (с точки зрения пользователя) 3. Статическая характеристика электромашины.

1. Принципиальная схема установки Установка, показанная на рис. 1, содержит:

1. собственно генератор, 2. вал генератора, 3. обратимую электромашину, 4. вал обратимой электромашины, 5. электромагнитную муфту сцепления.

2 2 5 4 3 Рис. Генератор 1 содержит статор и ротор, на которых расположены постоянные магниты и электроды. Существует несколько вариантов их расположения.

2. Функционирование установки (с точки зрения пользователя) Установка функционирует следующим образом.

1. Вначале обратимая электромашина 3 включается в режиме двигателя (потребляя энергию от внешнего источника Глава 1. Конструкция генератора электроэнергии) и раскручивает генератор 1, передавая вращение с вала 4 через муфту 5 на вал 2.

2. Через некоторое время генератор 1 раскручивается до определенного числа оборотов и муфта 5 отсоединяет его от электромашины 3.

3. После этого генератор раскручивается самопроизвольно, потребляя энергию из окружающей среды (это сопровождается понижение температуры окружающей среды) и преобразуя ее в кинетическую энергию собственного вращения.

4. Электромашина 3 переводится в режим генерации электроэнергии и муфтой 5 опять присоединяется к генератору 1. При этом генератор 1 выполняет роль двигателя для электромашины 3, передавая ей механическую (кинетическую) энергию. Электромашина 3 преобразует эту энергию в электроэнергию, потребляемую электрической нагрузкой.

5. Для остановки генератора 1 нагрузка электромашины должна быть увеличена так, чтобы ее энергия превышала энергию, потребляемую генератором 1 из окружающей среды.

3. Статическая характеристика электромашины.

v vo Двигатель Генератор M 0 Mt Тормоз Рис. 2.

Глава 1. Конструкция генератора Статическая характеристика электромашины постоянного тока ЭПТ [4] изображена на рис. 2, где М - внешний момент на валу ЭПТ, v - скорость вращения ЭПТ. Возможны следующие варианты:

• При 0 M M t крутящий момент, развиваемый ЭПТ, превышает внешний тормозящий момент и ЭПТ вращается со скоростью 0 v vo в некотором направлении, которое будем считать положительным..

• При отсутствии внешнего момента (М=0) скорость холостого хода ЭПТ равна v = vo.

При M = M t скорость вращения v = 0, т.е. внешний • момент равен и противоположен тормозящему моменту ЭПТ.

Условие M M t означает, что внешний момент превышает • крутящий момент, развиваемый ЭПТ, и ЭПТ вращается в обратном направлении, т.е. v 0. При этом ЭПТ является тормозом по отношению ко внешнему моменту.

Условие M 0 означает, что внешний момент вращает • ЭПТ, которая вырабатывает электроэнергию. При этом v vo.

v Двигатель vo потребитель Генератор элетрической электрической мощности Р мощности G=-P P 0 Pt Тормоз Рис. 3.

M e = M. Он Крутящий момент, развиваемый ЭПТ, пропорционален току якоря I и при постоянном напряжении U пропорционален мощности P = I U, потребляемой ЭПТ. В этом случае предыдущие варианты интерпретируются следующим образом (см. также рис. 3):

Глава 1. Конструкция генератора При 0 P Pt ЭПТ вращается со скоростью 0 v vo, • передавая потребляемую электрическую мощность на вал (во внешнюю механическую нагрузку).

• При отсутствии внешней механической нагрузки (внешний момент М=0) скорость холостого хода ЭПТ равна v = vo, а потребляемая мощность P = 0.

При P = Pt скорость вращения v = 0 и потребляемая • мощность идет на нагрев ЭПТ.

Условие P Pt означает, что внешний момент превышает • крутящий момент, развиваемый ЭПТ, и ЭПТ вращается в обратном направлении, т.е. v 0. При этом электрическая мощность, потребляемая ЭПТ, и механическая мощность, передаваемая внешним моментом, идут на нагрев ЭПТ.

Условие P 0 означает, что внешний момент вращает ЭПТ, • которая вырабатывает электрическую мощность G = P.

При этом v vo.

Таким образом, статическая характеристика ЭПТ может быть записана в виде v = vo (1 P Pt ) (1) или P = Pt (1 v vo ). (2) Итак, вначале ЭПТ потребляет электрическую энергию мощностью 0 P Pt и раскручивает генератор со скоростью 0 v vo. Эта электрическая энергия потребляется генератором, как механическая энергия. Затем генератор при скорости v vo вырабатывает механическую энергию, которая используется ЭПТ для выработки электрической энергии мощностью G = P.

Возвращаясь к формуле (1), отметим, что, как известно [12], v = A U + B P U, (2а) где А и В - некоторые константы, определяемые конструкцией ЭПТ.

Таким образом, из (1, 2) находим vo = A U, (3) Pt = AU 2 B. (4) Эти формулы понадобятся в дальнейшем.

Глава 2. Природа движущих сил Глава 2. Природа движущих сил Оглавление 1. Расчет и измерение магнитного поля постоянного магнита 2. Магнитные заряды постоянного магнита 3. Уравнения Максвелла для постоянного магнита 4. Силы взаимодействия постоянных магнитов 5. Динамика работоспособных конструкций Ссылки 1. Расчет и измерение магнитного поля постоянного магнита Рассмотрим цилиндрический магнит, изображенный на рис.

1. Обозначим:

x, y, z – координаты, измеряемые в миллиметрах, B - остаточная индукция магнита, µ - абсолютная магнитная проницаемость воздуха, h - длина магнита, измеряемая в миллиметрах, R - радиус магнита, измеряемый в миллиметрах, By, Bx - радиальная и аксиальная составляющие индукции, Hy, Hx - радиальная и аксиальная составляющие напряженности, - функция распределения плотности магнитных зарядов по торцу.

Глава 2. Природа движущих сил z x y o I R h Рис. 1.

Известно, что цилиндрический постоянный магнит с аксиальным направлением намагниченности можно рассматривать как однослойный соленоид с бесконечно тонкой обмоткой, геометрически соответствующей боковой поверхности магнита, по которой течет намагничивающий ток I. При этом величину и направление вектора магнитной индукции dB в произвольной точке магнитного поля, создаваемого в вакууме (или воздухе) элементом проводника длиной dl с током I, можно найти с помощью закона Био–Савара–Лапласа. Так как задача имеет осевую симметрию, то достаточно найти составляющие вектора магнитной ( x, y,0 ). В [книга 3, 227.2] B xy индукции в точке B y ( x, y ) приводится программа расчета радиальной и аксиальной B x ( x, y ) составляющих магнитной индукции постоянного магнита.

Радиальная и аксиальная составляющие напряженности определяются по формулам H x ( x, y ) = B x ( x, y ) µ, (1) H y ( x, y ) = B y ( x, y ) µ, (2) Глава 2. Природа движущих сил Для проверки этой программы расчета магнитного поля был выполнен эксперимент, который описывается в приложении 2.

Результаты этого эксперимента и расчетов показывают, что напряженности магнитного поля вблизи плоскости торца могут быть аппроксимированы функциями вида H x ( x, y = const ) Cos ( x ), (3) H y ( x, y = const ) Sin ( x ), (4) H x ( x = const, y ) [1 + Cos (y )], (5) H y ( x = const, y ) Sin (y ), (6), - постоянные коэффициенты. Здесь важно отметить, что где составляющие напряженности магнитного поля периодически изменяются вдоль оси магнита х, т.е. наблюдаются продольные колебания напряженности – см. (3, 4). Они наблюдаются экспериментально, но не следуют из формулы Био–Савара–Лапласа для эквивалентного соленоида. В этом заключается принципиальное отличие магнитного поля соленоида от магнитного поля постоянного магнита. Ниже мы вернемся к этому вопросу.

2. Магнитные заряды постоянного магнита Известно, что Хевисайд первым ввёл магнитные заряды и магнитные токи в электродинамику Максвелла. Известно также, что полюс длинного магнита в математическом плане может отождествляется с магнитным зарядом.

Известно, что электрическую индукцию D, создаваемую электрическими зарядами на некоторой поверхности, можно отождествить с плотностью распределения электрического заряда на этой поверхности, т.е.

= D. (1) Аналогично, магнитную индукцию B, создаваемую магнитными зарядами на некоторой поверхности, можно отождествить с плотностью распределения магнитного заряда на этой поверхности, т.е.

= B. (2) Таким образом, полюс-торец достаточно длинного постоянного магнита можно рассматривать, как источник Глава 2. Природа движущих сил магнитных зарядов, распределенных с плотностью (2). Функция распределения плотности магнитных зарядов по торцу рассматриваемого цилиндрического магнита ( y ) = Bx ( y ) (3) или ( y ) = µH x ( y ). (4) Имея в виду (1.5), получаем ( y ) (1 + Cos (y ) ). (5а) или ( y ) (3 Ch ( y ) ). (5в) 3. Уравнения Максвелла для постоянного магнита Выше мы предполагали, что магнитные заряды по поверхности торца. При этом распределение плотности магнитного заряда вдоль оси магнита может быть описано функцией, которая при нулевом значении аргумента x = 0 (на торце магнита) принимает единичное значение, а в остальных точках при x 0 принимает нулевое значение. Будем называть эту функцию усеченной функцией Дирака и обозначать как ( x ).

Учитывая сказанное, формулу (2.5) и осевую симметрию магнита можно полагать, что функция распределения переменной плотности магнитных зарядов на плоскости торца имеет следующий вид:

( ) ( ( )) ( ( )) ( ) x, y, z = o 1 + Cos y 1 + Cos z x. (1а) ( x, y, z ) = o (3 Ch ( y )) (3 Ch ( z )) ( x ).

(1в) В проекте рассматривается система уравнений Максвелла с магнитными зарядами (см. приложение 1) и метод решения этой системы при данной функции распределения плотности электрических и магнитных зарядов (см. приложение 3). Этот метод распространяется и на тот случай, когда заряды распределены по [книга 2, 227.11] функции (1). В описывается метод и приводятся программы решения уравнений Максвелла для постоянного магнита при условии (1). Показано, что поле магнита представляет собой статическую продольную магнитную волну.

Под этим термином (по аналогии с обычной волной) понимается Глава 2. Природа движущих сил статическое периодическое пространственное образование. В этой магнитной волне благодаря скачку (заряд есть на торце, но отсутствует вне торца) изменения плотности распределения зарядов вдоль оси ох возникает магнитное поле в виде стоячей продольной магнитной волны, в которой имеется составляющая H x, зависящая от х, и при этом ее изменение является не монотонным, а периодическим.

4. Силы взаимодействия постоянных магнитов Рассмотрим для примера конструкцию, изображенную на рис.

4, в которой два цилиндрических магнита могут сближаться так, что их торцы остаются параллельными. На этом рисунке вверху показан вид на торцы магнита, а внизу – вид на магниты сбоку. Как следует из определения напряженности, плотность силы притяжения торца магнита А - полюса А к торцу второго магнита В - полюсу В определяется как p( y) = ( y) H y ( y r ), (1) где у - расстояние данной точки на полюсе А от центра этого полюса, ( y ) - плотность магнитного заряда на полюсе А в данной точке, r - расстояние между центрами полюсов А и В, H y ( y r) - напряженность магнитного поля, создаваемая полюсом В в данной точке полюса А.

Интеграл от плотности (1) по площади полюса А является силой притяжения F = ( y ) H y ( y r )dy, (2) S Глава 2. Природа движущих сил z r A B o y u x B S h o N y A Рис. 4.

( y) В этой формуле плотность магнитного заряда на полюсе А H y ( y r) и напряженность магнитного поля, создаваемая полюсом В на полюсе А, определяются так, как описано в предыдущих разделах. Таким образом вычисляется сила взаимодействия торцов двух постоянных магнитов. В работе [книга 3, 227.4] описывается метод и предлагается программа расчета такой силы при любой ориентации торцов друг относительно друга.

При движении постоянных магнитов друг относительно друга вектор силы их взаимодействия меняет направление. Средняя по траектории движения сила, как правило, равна нулю. Другими словами, эти силы не совершают работу в среднем. Однако существуют такие траектории, при которых средняя по траектории движения сила не равна нулю и, следовательно, она совершает работу. Будем называть такие траектории работоспособными Глава 2. Природа движущих сил траекториями. Источник энергии для совершения работы на этих траекториях рассмотрен в следующих главах..

В проекте детально рассматривается конструкция Серла и эквивалентная ей конструкция Рощина-Година. Доказывается, что в них постоянные магниты движутся по работоспособным траекториям (при определенных конструктивных условиях). В [книга 3, 227.5] описывается метод и приводятся программы расчета сил в конструкции Серла. Рассматриваются также конструкции Рида и Минато и для них делается тот же вывод.

[книга 3, 227.4] В описывается метод и приводятся программы расчета сил в этих конструкциях.

Таким образом, источником движущих сил в указанных конструкциях является взаимодействие постоянных магнитов.

В проекте предлагается еще несколько основных конструкций, в которых реализуются работоспособные траектории – работоспособных конструкций.

5. Динамика работоспособных конструкций В таких конструкциях эффект работоспособности начинает 1 и проявляться при некоторой минимальной скорости вращения сразу же появляется вращающая сила Fm, создающая ускорение. В проекте показано, что при увеличении скорости эта сила остается Ft постоянной, а сила трения увеличивается пропорционально скорости:

Ft = Fto + k.

Процесс описывается уравнением вида d Fm Ft = J, dt Таким образом, Глава 2. Природа движущих сил d + k = Fm Fto.

J dt где J - момент инерции. Решение этого уравнения имеет следующий вид:

( ) F Fto k = o 1 e qt, q =, o = m.

J k o Таким образом, мотор разгоняется до скорости и сохраняет эту скорость постоянной – см. рис. 2.

F Ft Fm W 0 W1 W Рис. 2.

Глава 3. Электромагнитное поле генератора Глава 3. Электромагнитное поле генератора Оглавление Введение 1. Математическая модель 2. Магнитное поле 3. Электрическое поле 4. Энергозависимая стоячая волна Ссылки Введение Рассмотрим ролик в конструкциях Серла и Рощина-Година.

Каждую из его сторон можно представить в виде окружности, на которой расположены полюса постоянных магнитов. В конструкциях предлагаемого проекта ротор в простейшем случае также может быть представлен в виде окружности, на которой расположены полюса постоянных магнитов – см. рис. 1. Ниже показывается, что при вращении ролика или указанного ротора возникает магнитное определенной конфигурации и рассматриваются свойства этого поля.

Рис. 1.

Глава 3. Электромагнитное поле генератора 1. Математическая модель При большом радиусе ротора можно (в нашей задаче) рассматривать развертку окружности с полюсами как бесконечно длинную линию полюсов и использовать декартову систему координат, где ось oz проходит по окружности через центры полюсов, ось ox перпендикулярна плоскости ротора, ось oy проходит по радиусу ротора – см. рис. 2.

x y z o Рис. 2.

Будем говорить о плотности распределения магнитных зарядов.

[книга 2, 227.9] В показано, что функция распределения плотности магнитных зарядов на торце каждого магнита имеет следующий вид:

( ) ( ( ))( ( )) ( ) x, y, z = o 1 + Cos y 1 + Cos z x (1) а функция распределения плотности всей совокупности вращающихся магнитных зарядов имеет следующий вид:

( x, y, z, t ) = o (1 + Cos (y )Cos ( t + z ) ( x )), (2) где 2 o - максимальная плотность, = v, - коэффициент, v = dz / dt - линейная скорость магнитов.

Глава 3. Электромагнитное поле генератора Итак, в дальнейшем мы считаем известной функцию (2) распределения плотности магнитных зарядов в зависимости от аргументов x, y, z, t.

2. Магнитное поле [книга 2, 227.9] Далее в с использованием метода, изложенного в приложении 3, показано, что распределенные по (1.2) движущиеся магнитные заряды создают магнитное поле H z, которое представляет собой продольную магнитную волну (поскольку H z зависит от z). Важно отметить, что в такой конструкции возникают колебания магнитной напряженности в направлении оси ох как следствие "всплеска" зарядов на поверхности торцов магнита - см. также приложение 3.

3. Электрическое поле Электрическое поле в генераторе может быть создано источником постоянного напряжения, включенного между статором и ротором. При этом электрическая индукция на торце постоянного магнита равна E r, где - абсолютная электрическая проницаемость воздуха, E r – напряженность электрического поля на торце. Можно полагать, что эквивалентный электрический заряд торца постоянного магнита q r = E r S. (1) где S - площадь торца. Если напряженность E r создается напряжением u, приложенным между полюсами статора и ротора, на зазоре, то Er = u. (2) и qr = u S. (3) Существует релятивистский эффект, заключающегося в том, что в движущемся магните компенсация зарядов нарушается и он становится электрически поляризованным. Таким образом, каждый магнит несет электрический заряд. Движущийся со скоростью v магнит с индукцией Br создает электрическое поле, которое определяется по формуле Глава 3. Электромагнитное поле генератора E r = v Br. (4) Рис. На рис. 2. показана связь между этими величинами. Следовательно, торец движущегося магнита можно отождествить с движущимся электрическим зарядом, который имеет величину qr = v B (5) Из (4), полагая, что E r = vB, (6) находим q r = vB (7) Сравнивая (3) и (7), замечаем, что электрические заряды, вызванные движением магнита, и заряды, вызванные напряженностью электрического поля, равны при u B = (8).

v S Итак, торец постоянного магнита несет и магнитный и [книга 2, 227.9] электрический заряды. В показано, что движущиеся электрические заряды создают электрическую волну, аналогичную рассмотренной выше магнитной волне.

Решение уравнений Максвелла выполняется для одновременно заданных магнитных и электрических зарядов. Разделение Глава 3. Электромагнитное поле генератора электромагнитной волны на несвязанные магнитную и электрическую волну происходит в процессе решения.

4. Энергозависимая стоячая волна Итак, в данном случае благодаря "всплеску" плотности зарядов вдоль оси ох возникает магнитное поле H x, которое представляет собой стоячую волну. Действительно, узлы этой волны на оси ох не смещаются с течением времени. В главе показано, что такие волны являются энергозависимыми – обмениваются энергией с окружающей средой. Существование стоячих стационарных магнитных волн показано экспериментально нами – см. приложение 2, а существование нестационарных стоячих магнитных волн следует из экспериментов Рощина-Година – см. описание магнитных стен в главе 4.

Аналогично возникают стоячие электрические волны. Видимо, их можно было бы обнаружить в установке Рощина-Година.

Глава 4. Процессы извлечения энергии Глава 4. Процессы извлечения энергии Оглавление Введение 1. Бегущая электромагнитная волна 2. Стоячая электромагнитная волна 3. Энергозависимая стоячая электромагнитная волна 4. Энергетика энергозависимой стоячей электромагнитной волны 5. Оценки и выводы Ссылки Введение Ниже, в главе 5 рассматриваются процессы преобразования энергии в предположении, что вращающиеся магниты инициируют процесс извлечения энергии из окружающей среды. Здесь рассматривается природа такого процесса.

Предлагаемая теория подтверждается существованием т.н.

«магнитных стен», другое объяснение которых отсутствует.

Поскольку этот эффект имеет существенное значение для доказательства правомерности теории, целесообразно привести его описание из [14].

«Наблюдался еще один, ранее нигде не упоминавшийся эффект - это вертикальные магнитные стены вокруг установки. Было замечено и измерено аномальное постоянное магнитное поле, окружающее конвертор.

Выявлены зоны повышенной напряженности магнитного поля порядка 0.05 T, расположенные аксиально от центра установки. Направление вектора магнитного поля в этих стенах совпадало с направлением вектора магнитного поля роликов. Структура этих зон напоминала круги на воде от брошенного камня. Между этими зонами переносимый магнитометр, использующий датчик Холла в Глава 4. Физика извлечения энергии качестве чувствительного элемента, аномального магнитного поля не регистрировал. Слои повышенной напряженности распространяются практически без ослабления на расстояние около 15 м от центра конвертора и быстро спадают на границе этой зоны. Толщина слоя 5- см. Граница слоя имеет резкий характер, расстояние между слоями около 50-60 см и немного нарастает по мере удаления от центра конвертора. Устойчивая картина этого поля наблюдалась также и на высоте 5 m над установкой, на втором этаже над лабораторией. Выше измерений не проводилось.

Было обнаружено также аномальное падение температуры и в непосредственной близости от конвертора. При общем фоне в лаборатории +22грC измерено падение температуры на 6-8грC. То же самое явление наблюдалось и в вертикальных магнитных стенах.

Измерения температуры внутри магнитных стен проводились обыкновенным спиртовым термометром с инерцией измерения около 1.5 мин. В магнитных стенах отчетливо фиксируются температурные изменения даже с помощью телесных ощущений, если в толщу магнитной стены поместить руку, то сразу чувствуется холод.

Аналогичная картина наблюдалась и на высоте 15м над установкой, на втором этаже лаборатории, несмотря на имеющиеся железобетонные потолочные перекрытия.»

Здесь важно подчеркнуть два факт: 1) само существование магнитных стен и 2) понижение температуры в области стен. Ниже показано, что такие стены могут быть объяснены существованием определенных стоячих волн, плотность энергии которых переменна. Доказательство их существования приведено в приложении 4. Рассмотрены энергетические процессы в области таких волн. При этом делается предположение об обмене энергии между такой волной и окружающей средой.

Вначале (в разделах 1 и 2) для сопоставлений рассмотрим вначале известные положения из теории электромагнитных волн.

1. Бегущая электромагнитная волна Существуют бегущие электромагнитные волны, то есть распространяющееся в пространстве и во времени Глава 4. Процессы извлечения энергии электромагнитное поле. Плоская синусоидальная бегущая электромагнитная волна описывается формулами E = Eo Cos (t- z ) (1) B = Bo Cos (t- z ) (2) где Eo, Bo – амплитуды колебаний напряженности электрического и магнитного полей соответственно, t, z - время и линейная координата соответственно,, - временная и пространственная частоты соответственно.

В бегущей электромагнитной волне происходят взаимные превращения электрического и магнитного полей. Объемная плотность электромагнитной энергии E 2 B w= +, (3) 2µ, µ – абсолютные электрическая и магнитная проницаемости где среды соответственно.

В любой точке электромагнитная энергия изменяется во времени от нуля до некоторого максимума. Таким образом, такая электромагнитная волна переносит энергию. При ее распространении возникает поток электромагнитной энергии.

Поток энергии в электромагнитной волне можно задавать с помощью вектора Пойнтинга, направление которого совпадает с направлением распространения волны, а модуль равен P = E 2B2. (4) Поток энергии идет от источника бегущей электромагнитной волны.

2. Стоячая электромагнитная волна Стоячая синусоидальная (гармоническая) электромагнитная волна (которая может быть получена сложением двух волн – падающей на идеальное зеркало, и отраженной от него) описывается формулами E = EoSin ( z )Sin (t ), (1) B = Bo Cos(z )Cos(t ). (2) Глава 4. Физика извлечения энергии В этой волне напряженность во всех точках изменяется с течением времени с одинаковой частотой и в одной фазе, а амплитуда в ней изменяется по гармоническому закону в зависимости от координаты.

Из формул (1) и (2) видно, что колебания и сдвинуты по фазе на четверть периода. Это означает, что когда напряженность электрического поля достигает максимума, значения равны нулю.

Как указано, плотность потока энергии электромагнитных волн определяется вектором Пойнтинга. Так как в узлах величины или равны нулю, то в этих точках поток равен нулю. Узлы для совпадают с пучностями для и наоборот. Это означает, что через узлы и пучности отсутствует поток электромагнитной энергии.

Однако, поскольку и в других точках изменяются с течением времени, то можно заключить, что с течением времени энергия движется между соседними узлами и пучностями. При этом происходит превращение энергии электрического поля в энергию магнитного поля и наоборот. Суммарная энергия, которая заключена между двумя соседними узлами и пучностями, остается постоянной.

Для сохранения идеальной стоячей волны не требуется приток внешней энергии.

3. Энергозависимая стоячая электромагнитная волна Таким термином будем называть синусоидальную (гармоническую) электромагнитную волну, которая описывается формулами E = EoSin ( z )Sin (t ) (1) B = BoSin (z )Sin (t ) (2) В этой волне колебания электрического и магнитного полей синфазны по осям ox и oz (при соблюдении этого условия возможны и другие комбинации функций Sin и Cos).

Возможность существования таких полей показана в главе 3.

Как указано, плотность потока энергии электромагнитных волн определяется вектором Пойнтинга. Так как в узлах величины Е и В равны нулю, то в этих точках поток равен нулю. Это означает, что через узлы отсутствует поток электромагнитной энергии.

Глава 4. Процессы извлечения энергии Энергия такой волны периодически изменяется во времени от нуля до некоторого максимума. Следовательно, для существования энергозависимой стоячей волны энергия в нее должна поступать извне и преобразовываться в электромагнитную энергию.

Далее вводится понятие объемной мощности обмена энергии.

Эта мощность является производной по времени от объемной энергии.

[книга 2, 227.8] В показано, что средняя объемная мощность, получаемая стоячей волной, равна w P2 = o. (3) 4. Энергетика энергозависимой стоячей электромагнитной волны Можно предположить, что справедливо Утверждение 1.

Энергозависимая стоячая волна обменивается энергией с окружающей средой.

Будем окружающую среду, в которой волна существует, называть первой средой. Более внешнюю окружающую среду будем называть второй средой. Если температуры этих сред различны, то из второй (более теплой) среды в первую среду существует тепловой поток. На основе утверждения 1 в [книга 2, 227.8] показано, что имеет место следующее дифференциальное уравнение охлаждения dT P2 Tm = D m. (2) L2 dt где - теплопроводность среды;

при передаче энергии между разнотемпературными воздушными слоями 0.025вт/ (м К ), L - расстояние между первой и второй средами (толщина переходного слоя), Tm - разность температур между первой и второй средами.

Глава 4. Физика извлечения энергии P2 - определена по (3.3), () D 860Дж/ м 3 К - некоторая константа.

Решение этого уравнения имеет вид t P2 L2 L D.

Tm = 1 e (3) Таким образом, установившееся значение температуры Tmo = K, (4) где wo L (сек К ), K = (5) т.е. установившееся значение разности температур среды 1 и среды 2 зависит от частоты магнитной волны.

5. Оценки и выводы Эксперименты на установке Рощина-Горина и наши расчеты [книга 2, 227.8] электромагнитных волн в позволяют утверждать, что предлагаемая теория 1. показывает, что существование энергозависимой электромагнитной волны не противоречит закону сохранения энергии, 2. что существует понижение температуры в области этой волны, 3. согласуется с экспериментами.

Глава 5. Энергетика генератора Глава 5. Энергетика генератора Оглавление 1. Введение 2. Преобразование энергии в генераторе Серла 3. Дифференциальное уравнение энергетического процесса 4. Установившееся решение 5. Дополнительное уравнение 6. Обобщенное уравнение 7. Оценка характеристик генератора 8. Эксперименты Ссылки 1. Введение В главе 3 показано, что при функционировании рассматриваемых генераторов возникает энергозависимая стоячая электромагнитная волна, а в главе 4 показано, что она обменивается энергией со окружающей средой, в которой эта волна существует – будем называть ее первой средой. При этом в области первой среды температура понижается. В область пониженной температуры должен быть приток энергии из более внешней среды – будем называть ее второй средой. Генератор находится в первой среде.

Следовательно он должен получать тепловой поток из второй среды. Именно эта энергия преобразуется в кинетическую энергию движущихся магнитов.

2. Преобразование энергии в генераторе Серла При анализе генераторов нужно рассматривать следующие виды энергии:

1. магнитная энергия постоянных магнитов W, 2. внутренняя энергия постоянных магнитов U, 3. кинетическая энергия ротора K, Глава 5. Энергетика генератора 4. расход энергии пускового двигателя и нагрузки генератора A, 5. внутренняя энергия второй среды;

ее изменение обозначим через Q и следующие преобразования энергии:

Q U : теплоперенос от второй среды к генератору, U W : это преобразование подтверждается тем, что при охлаждении постоянные магниты потеряли некоторое количество внутренней энергии в результате процессов, происходящих в кристаллической решетке материала постоянных магнитов;

именно эта энергия перешла в магнитную энергию постоянных магнитов;

W K, W A : мы должны признать существование этих преобразований просто потому, что, как показано в главе 2, потенциальная энергия постоянных магнитов преобразуется в определенных конструкциях в кинетическую энергию движения этих магнитов.

Итак, имеется следующая цепь преобразования энергии:

Q U W K + A. Для упрощения количественного анализа мы исключим из рассмотрения промежуточные преобразования и будем рассматривать сразу преобразования Q (K + A ).

Рассмотрим внимательнее преобразование U W и обратим внимание на некоторые другие факты, которые находятся с ним в одном ряду с точки зрения поставленного вопроса. Можно предположить, что постоянный магнит в некоторых условиях является преобразователем в магнитной энергии во внутреннюю энергию. Это становится особенно очевидным в связи с существованием магнитокалорического эффекта – МКЭ. МКЭ состоит в способности любого магнитного материала изменять свою температуру под воздействием магнитного поля.

Максимальной величины МКЭ достигает в ферромагнетиках.

Некоторые материалы (например, гадолиний) существенно увеличивают свою температуру. В настоящее время на основе этого эффекта изготавливаются даже бытовые холодильники. Оценки показывают, что применение магнитных холодильников позволит уменьшить общее потребление энергии в США на 5 %. Таким образом, магнитные материалы способны преобразовывать магнитную энергию во внутреннюю энергию. Можно, следовательно, предположить, что существует и обратное Глава 5. Энергетика генератора преобразование внутренней энергии в магнитную энергию, что и хотелось подчеркнуть.

3. Дифференциальное уравнение энергетического процесса Энергия теплового обмена не переходит в тепловую энергию магнитов и поэтому магниты все время сохраняют температуру, а это обеспечивает процесс теплообмена. Кроме того, в главе 4 показано, что в связи с образованием энергозависимой стоячей волны температура окружающей среды меняется [книга 2, 227.7] На этой основе в выводится дифференциальное уравнение энергетических процессов генератора. Это уравнение позволяет анализировать поведение генератора при различных условиях и выполнять некоторые «виртуальные» эксперименты. Дифференциальное уравнение имеет следующий вид:

dv N + K vSv mr v = 0. (3) dt где S – поверхность постоянных магнитов, Т – абсолютная температура постоянных магнитов генератора, To – абсолютная температура окружающей среды, - коэффициент теплоотдачи.

N – мощность нагрузки на валу ротора (при N 0 – мощность разгонного двигателя), mr – масса ротора, v – линейная скорость роликов ротора.

4. Установившееся решение Установившееся решение характеризуется тем, что скорость вращения не меняется. и, следовательно, не меняется частота. При этом температура в соответствии с (3.2) также не изменяется.

Глава 5. Энергетика генератора 5. Дополнительное уравнение Пусть известна функция N = f (v ). (1) В конструкции Рощина-Година и в предлагаемых конструкциях есть разгонный двигатель. В главе 1 показано, что статическая характеристика электромашины (ЭПТ) имеет вид v N = Pt 1. (2) v o где P, vo - некоторые константы, определяемые конструкцией t ЭПТ. Эту статическую характеристику можно использовать в нашем случае, т.к. энергетические процессы намного медленнее переходных процессов в ЭПТ.

В конструкциях Серла и Рида отсутствует разгонный двигатель.

Однако требуется первоначальный толчок, а далее мощность электрической нагрузки должна возрастать с ростом скорости.

Поэтому и в этих конструкциях можно использовать формулу (2).

Итак, генератор описывается системой уравнений (3.3, 5.1) 6. Обобщенное уравнение Из уравнений (3.3, 5.1) следует, что dv = ( N (v) + K vSv ) (mr v ). (1) dt По уравнению (1) при известной функции N (v ) (например, вида (5.2)) численным дифференцированием можно найти функцию v (t ), если при t = 0 известно vo = v(0). При известной функции v(t ) можно вычислить функцию T (t ) по (3.2).

В частности, из (3.3, 5.2) следует уравнение dv v Pt 1 + K vSv mr v = 0. (2) vo dt Глава 5. Энергетика генератора 7. Оценка характеристик генератора Формулу (6.2) удобно использовать для оценки различных конструкций по максимальной скорости vmax, максимальной мощности нагрузки Pmax и времени разгона t max – времени, необходимого генератору для достижения максимальной скорости.

[книга 2, 227.7] показано, что В P vmax = Pt t K vS, (1) v o Pmax = K vSvmax, (2) t max = gmr, (3) где g – постоянный коэффициент при данной характеристике обратимой электромашины (5.2). В формуле (2) величина Pmax является мощностью, привносимой окружающей средой.

На основании экспериментальных и расчетных данных показано, что Pmax = 2000 S (вт). (4) Таким образом, • каждый квадратный метр поверхности постоянных магнитов привлекает примерно два киловатта мощности из окружающей среды, • для увеличения мощности генератора следует стремиться к o повышению магнитной индукции, o увеличению площади поверхности постоянных магнитов, o улучшению вентиляции, • для уменьшения времени разгона следует стремиться к облегчению конструкции ротора.

8. Эксперименты На рис. 1 показаны результаты проделанных в проекте компьютерных экспериментов с установкой Рощина-Година.

Параметры приняты равными следующим величинам (в соответствии с описаниями экспериментов с установкой Рощина Година.) Глава 5. Энергетика генератора м Pt = 7000вт, vo = 15, mr = 300кг, сек R = 0.5м, S = 3.6м 2, = 250, K v = 0.25.

В результате получено:

Pmax = 6500вт, t max = 50сек, tо = 2.5сек, м оборотов vmax = 29, nmax = 553, Tm = 6.5 К.

сек мин Здесь обозначено:

nmax - максимальное число оборотов, соответствующее максимальной линейной скорости vmax ;

tо - момент времени, когда скорость стала равна vo, а мощность разгонного двигателя стала равна нулю, т.е. обратимая электромашина перешла из режима двигателя в режим генерации электроэнергии.


Можно заметить согласие с полученными экспериментальными результатами.

Глава 5. Энергетика генератора energo 20 [v]=f(t) 10 0 0 1 2 3 4 0 20 40 x 10000 [N]=f(t) 5000 0 - 0 1 2 3 4 0 20 40 4 [T]=f(t) 2 0 0 1 2 3 4 0 20 40 t t Рис. 1. Здесь обозначено: t- время, v – линейная скорость, функция, найденная интегрированием по (6.4), Т – температура, функция, найденная по (3.12), N – функции мощности обратимой электромашины (тонкая черная сплошная линия), мощности окружающей среды (толстая красная линия), суммарной мощности (тонкая синяя пунктирная красная линия). Правые окна показывают весь интервал разгона до максимальной скорости, а левые – только начальный отрезок.

Глава 6. Состав проекта Глава 6. Состав проекта Оглавление Части проекта Теоретические статьи проекта Части проекта Предлагается проект бестопливного генератора электроэнергии.

Предварительные сведения, общая характеристика проекта, прототипы и эксперименты с ними, которые служат экспериментальным подтверждением предлагаемой теории, приведены в этой книге, которая является частью 1.

Часть 2 представляет собой несколько самостоятельных статей, охватывающих все вопросы о источниках и преобразовании энергии в генераторе. Эти статьи связаны между собой перекрестными ссылками. Статьи сопровождаются программами, реализующими изложенные в статьях методы расчета.

Часть 3. представляет собой несколько самостоятельных статей, охватывающих все вопросы о природе и расчете движущих сил в генераторе. Эти статьи связаны между собой перекрестными ссылками. В этой же части описаны новые конструкции генератора и методика их расчета.

Все программы приведены в части 4. Эти программы (в открытых кодах) предназначены для различных расчетов (описанных в частях 2 и 3), включая o Решение системы уравнений Максвелла с магнитными зарядами при различных функциях распределения плотностей электрических и магнитных зарядов o Расчет движущих сил в конструкциях Серла, Рощина Година.

o Расчет движущих сил в конструкции Рида, Рида, Минато.

o Расчет движущих сил в нескольких новых конструкциях данного проекта o Расчет энергетики энергозависимой стоячей волны o Энергетический расчет генератора в целом o Расчет переходных процессов разгона и т.д.

Глава 6. Состав проекта Статьи частей 2 и 3 ссылаются на ранее опубликованные первоначальные открытые публикации, которые собраны в части 5.

Другой важной частью проекта является часть 6 - книга Хмельник С.И. Вариационный принцип экстремума в электромеханических и электродинамических системах, вторая редакция. Publisher by “MiC”, printed in USA, Lulu Inc., ID 1769875, Израиль, 2009, ISBN 978-0-557-04837-3.

В ней предложена теория, которая широко использована в проекте.

Проект патентуется в Израиле:

Khmelnik S.I., Autonomous Electromagnetic Generator, Israel, Patent Office, Application No 186826, 22.10.07.

Глава 6. Состав проекта Теоретические статьи проекта и их взаимосвязь (на схеме выделены статьи, включенные в книгу 3;

не выделенные статьи включены в книгу 2) 227.2. Метод и 141.3. Вариационный принцип МАТЛАБ-программа расчета экстремума в напряженности поля электромеханических и постоянного магнита электродинамических системах 227.3. Метод и 227.15. Продольная МАТЛАБ-программа расчета электромагнитная волна как сил притяжения постоянных следствие интегрирования магнитов уравнений Максвелла 227.4. Работа магнитных сил в некоторых конструкциях 227.10. Уравнения Максвелла для соленоида 227.5. Природа и расчет сил в генераторе Серла 227.11. Структура магнитного поля постоянного магнита 227.13. Новая конструкция безтопливного 227.12. Магнитное поле группы электромагнитного генератора постоянных магнитов 227.9. Электромагнитное поле 227.16. Проект вращающихся постоянных экспериментальной установки магнитов 227.8. Энергозависимая 227.6. Общая конструкция стоячая волна как катализатор генератора теплового потока 227.7. Энергетика 227.14. Продольная волна в электромагнитных генераторов теле постоянного магнита энергии Глава 7. Прототипы и эксперименты Глава 7. Прототипы и эксперименты Известен генератор Серла [1-3, 10-12]. Он был предложен еще в 1946 г. и в настоящее время существует фирма, работающая над его совершенствованием и внедрением. Никто не подвергает сомнению его существование. Есть действующие сайты проекта и автора этого генератора [1, 2], на которых демонстрируются работающие экземпляры.

Генератор Серла может использоваться как двигатель и как генератор переменного напряжения. Недостатки, которые задерживают его практическое применение состоят в следующем:

1. Используется магнитный материал, технология изготовления которого трудно воспроизводима, 2. Используется эмпирический способ намагничивания этого материала «смесью» постоянного и переменного тока, 3. Источники движущей силы, электромагнитного поля и энергии неизвестны.

Таким образом, отсутствует теория, позволяющая уверенно воспроизводить технологию изготовления, рассчитать параметры этого генератора и восстанавливать его работоспособность. Тем не менее, он может являться прототипом предлагаемого устройства, т.к.

явным образом использует явления электромагнетизма и для своего функционирования не нуждается во внешнем источнике энергии (двигателе, аккумуляторе), т.е. является автономным.

Наиболее близким к предлагаемому является изобретение Рощина и Година в России [13], эксперименты с которым описаны в [14]. Устройство по этому изобретению содержит основной генератор, пусковой двигатель и нагрузку (например, электрогенератор, вращаемый основным генератором). Все три машины соединены общим валом, но пусковой двигатель и нагрузка соединяются с валом через электромуфты, которые позволяют соединяться\разъединяться с валом «на ходу». Основной генератор содержит статор и ротор с роликами, объединенными общим сепаратором. Статор и ролики выполнены из постоянных магнитов.

Недостатками этого устройства являются Глава 7. Прототипы и эксперименты 1. Сложность конструкции и изготовления, обусловленные применением роликов, объединенных общим сепаратором, 2. Источники движущей силы, электромагнитного поля и энергии неизвестны.

Теория, предлагаемая далее, позволяет объяснить принципы функционирования указанных прототипов и разрабатывать другие устройства, принципиально отличающиеся по конструкции от этих генераторов. В предлагаемом устройстве отсутствуют вращающиеся ролики, а для постоянных магнитов используются широко известные магнитные материалы и обычный метод намагничивания.

Таким образом, предлагаемое устройство намного проще прототипа по конструкции и технологии изготовления. Вместе с тем, благодаря общности теоретического обоснования предлагаемого устройства и прототипов эксперименты с ними служат экспериментальным подтверждением предлагаемой здесь теории и самого изобретения.

Недостатками данного проекта являются следующие:

1. возникновение в установке (также, как и в прототипах) сильных магнитных полей вокруг установки, влияние которых на организм человека неизучено (хотя Серл утверждает о наличии лечебного эффекта);

видимо, потребуется экранирование установки;

2. отсутствует экспериментальный образец, который позволил бы давать убедительные для практиков оценки производительности и стоимости;

3. невозможно использовать какие-либо существующие производства (заводы) для изготовления установок.

На рис. 1 представлена фотография работающего генератора Серла, снятая на сайте http://www.youtube.com/watch?v=3CvjBQkYE8U&feature=related Глава 7. Прототипы и эксперименты Рис. 1.

Существует описания генератора Серла – см. приложения 4 и 5.

Автор, Джон Серл (John Searl) продолжает работать над проектом (я переписывался с ним).

SEG model – source http://www.sisrc.com/ Source - http://en.wikipedia.org/wiki/Searl_Effect_Generator Рис. 2.

Глава 7. Прототипы и эксперименты В России была разработана сложная и дорогостоящая установка основанная на тех же принципах (Рощин и Годин) [13, 14]. В приложении 6 описан патент на эту установку, а в приложении 7 – многочисленные эксперименты на этой установке.

Конструкция генератора основывается на открытии эффекта Серла, который состоит в том, что взаимодействие множества магнитов, расположенных на статоре и роторе, приводит к вращению ротора. На рис. 2 приведены иллюстрации устройства генератора.

Можно выделить несколько основных феноменологических эффектов в функционировании генератора Серла – эффектов Серла. Из них наиболее интересными являются следующие:

1. возникает некоторая сила, заставляющая ротор вращаться;

2. есть неизвестный источник энергии;

3. возникает электромагнитное поле;

4. генератор охлаждается.

В установке Рощина-Година замечен еще один неожиданный эффект:

5. вокруг генератора образуется переменное в пространстве магнитное поле – т.н. магнитные стены, которые также охлаждаются.

Существует еще один проект – мотор Рида [18].. На рис. 3 эскиз упрощенного варианта этого мотора, а в приложении 8 приведен патент на этот мотор.

Рис. 3.

Глава 7. Прототипы и эксперименты В данном проекте предлагается теория, объясняющая в рамках существующей физической парадигмы все указанные выше эффекты, наблюдаемые в генераторе Серла и функционирование мотора Рида. Автор проекта считает, что генераторы Серла, Рощина-Година, Рида является экспериментальным подтверждением предлагаемой теории.

Предлагаемая теория позволила разработать проекты других менее сложных генераторов, отличающиеся от генератора Серла по конструкции и по технологии изготовления магнитных материалов.

Глава 8. Сравнения Глава 8. Сравнения Оглавление 1. Основание для оценок 2. Таблица сравнения 1. Основание для оценок В главе 7 рассмотрены прототипы проекта. Для сравнения рассмотрим характеристики установки Рощина-Горина, которая подробнее других прототипов. В ней для изготовления статора было использовано 110 kg магнитного материала, а для изготовления ротора - 115 kg того же материала. Элементы магнитной системы были собраны в единую конструкцию на платформе, собранной из немагнитных сплавов. Общий вес платформы с магнитной системой в исходном состоянии составлял 350 kg.


Максимальная мощность – 7000 вт Отошение мощность\вес = 20вт\кг Максимальное число оборотов – 550 оборотов\мин Радиус ротора - 0.5 м Следовательно, линейная скорость магнитов – 29 м\сек К сожалению, у автора нет более точных сведений для определения площади поверхности магнитов. Заметим, однако, что общий вес постоянных магнитов составлял 225кг. Полагая, что их удельный вес 5 г / см 3, находим их общий объем 45000 cм 3.

Если N = 100, то объем одного магнита 225cм 3, радиус сферы такого объема R 3 225 4.19 3.8cм, а ее поверхность S 12.6 R 2 180 cм 2. Таким образом, общая поверхность всех магнитов, видимо, равна S = 2 SN = 2 180 100 10 4 = 3.6 м 2.

мощность\поверхность= 2 квт / м.

Отношение Эта величина совпадает с рассчитанной теоретически в главе 5 – см.

формулу (5.7.13) Для оценок стоимости производства и эксплуатации целесообразно сравнить предлагаемый генератор с автономными Глава 8. Сравнения дизельными генераторами электроэнергии (АДГЭ). Например, существуют передвижные электростанции мощностью 5-1000 квт. В существующих вариантах их удельная мощность составляет 10- вт\кг. Таким образом, отношение мощность\вес для предлагаемого генератора и для АДГЭ сопоставимо по величине.

Технология изготовления по трудоемкости также сопоставима.

Если для АДГЭ основная трудоемкость связана с механической обработкой деталей, то для предлагаемого генератора основная трудоемкость связана с производством постоянных магнитов. Грубо можно предположить, что эти трудоемкости сопоставимы Глава 8. Сравнения 2. Таблица сравнения Сравниваемая Генератор Серла Генератор Предлагаемый характеристика Рощина-Година генератор Используемый Технология Стандартный Стандартный материал магнитный материал изготовления материал материала трудно воспроизводима Используемый способ Эмпирический способ Общепринятый Общепринятый способ намагничивания намагничивания этого способ намагничивания магнитного материала материала «смесью» намагничивания постоянного и переменного тока Способ получения Неизвестен Неизвестен Обоснован способ энергии генератора преобразования внутренней энергии среды Способ получения Неизвестен Неизвестен Обоснован способ движущих сил получения движущих сил за счет взаимодействия магнитных полюсов с возникающим при Глава 8. Сравнения вращении электромагнитным полем Основной элемент Магнитные ролики соРолики с Вращающиеся диски с конструкции множеством магнитными постоянными магнитами магнитных полюсов, вставками, вращающиеся вокруг вращающиеся магнитного статора со вокруг статора множеством постоянными магнитных полюсов магнитами Теория Не разработана Противоречит Разработана существующей физической парадигме Удельная мощность 180 вт\кг (по 20вт\кг 30вт\кг (удельная мощность отношению только к АДГЭ =10-:-50вт\кг) одному кольцу ротора) Глава 9. Применения Глава 9. Применения Генератор может быть использован • в автономных и независимых от внешней среды сооружениях, а также в личных домах и квартирах, • в электростанциях, • на транспорте - наземном, морском, воздушном, гражданском и военном.

Первоначальный рынок - мобильные электростанции мощностью 5-1000 квт. Они широко востребованы и распространены. Объем рынка мобильных электростанций можно оценить в десятки миллиардов долларов в год. Используются контейнерные электростанции, мини-ТЭС, автономные электростанции. Для оценки рынка отметим следующее:

1. На рынке присутствуют, в частности, фирмы SDMO, Pramac, Eisemann, VMtec, GEKO, Gesan, Elemax, Talon.

2. Ведущая мировая компания – FG Wilson с оборотом в несколько миллиардов долларов в год. Ниже приведена для оценки рынка краткая характеристика фирмы (по материалам Интернета).

Сегодня компания производит широкий спектр генераторных установок с мощностью в диапазоне от 6 до 6.500 kVA – начиная от небольших генераторов и заканчивая электростанциями, обеспечивающими нужды национальных электросетей. Компания в настоящее время занимает лидирующее место в мире по объему производства. Является трижды лауреатом престижнейшей премии "Queen's Award for Export Achievments".(королевская награда за достижения в экспорте).Ежегодный выпуск продукции превышает 36,000 единиц, из них 92% идет на экспорт в 172 страны мира. С 1991 по 1998 гг. оборот компании увеличивается на 500 млн.

долларов в год. В структуру F.G.Wilson входят 8 производственных подразделений и 12 представительских офисов по всему миру.

Завод FG Wilson (Великобритания) — это крупнейший мировой Глава 9. Применения производитель дизельных и газовых генераторных агрегатов мощностью от 12.5 до 6500 кВА. Генераторные агрегаты FG Wilson предназначены для питания нагрузки переменным током и используются в качестве основных или резервных источников электропитания. Ежедневно с конвейеров FG Wilson отгружается более 200 генераторных комплексов. Ежегодный выпуск дизельных и газовых генераторов FG Wilson превышает 50 000 единиц, из них 92% идет на экспорт в 170 стран мира. Ежегодный объём поставок FG Wilson, например, в страны СНГ и Балтии превышает 16 млн.

USD.

Оценка экономии, которую можно получить за счет отказа от топлива, приведена в главе 10.

Глава 10. Стоимость производства и эксплуатации Глава 10. Стоимость производства и эксплуатации Оглавление 1. Производство 2. Эксплуатация 3. Расходы на топливо 1. Производство Надо прежде всего отметить, что невозможно использовать каких-либо существующие производства (заводы) для изготовления установок. Необходимо строить новый завод, не имея того опыта, который накоплен для строительства заводов по изготовлению АДГЭ. Таким образом, несмотря на сравнимую трудоемкость, капитальные вложения в производство предлагаемого генератора выше, чем для организации производства АДГЭ.

В дальнейшем себестоимость предлагаемого генератора и АДГЭ должны быть сопоставимы.

2. Эксплуатация Затраты на эксплуатацию предлагаемого генератора намного ниже, чем затраты на эксплуатацию АДГЭ. Вызвано это тем, что в АДГЭ имеется много узлов, работающих с высокими механическими и термическими нагрузками – взрывы в цилиндрах, преобразование поступательных движений во вращательные, строгие требования к точности изготовления, которые нарушаются при износе и т.п. Все это отсутствует в предлагаемого генераторе – нет трения (кроме трения в подшипниках), нет механических преобразователей, взрывов и т.п. Все это существенно уменьшает эксплутационные расходы.

Отсутствие химических источников энергии взрывов повышает экологичность и безопасность предлагаемого генераторе по сравнению с АДГЭ.

Глава 10. Стоимость производства и эксплуатации Все это позволяет предположить, что эксплуатация предлагаемого генератора на порядок дешевле эксплуатации АДГЭ.

3. Расходы на топливо Они полностью отсутствуют в предлагаемом генераторе и это является основным его достоинством. Для оценки экономии на топливе отметим следующее:

Рассмотрим потребление энергии 1 млрд киловатт-часов\год (это примерно соответствует потреблению энергии городом с населением 100 000 человек) Стоимость твердого или жидкого топлива составляет 0. дол\1квт-час;

для нашего города =30 млн Стоимость газа составляет 0.3 дол\1квт-час;

для нашего города =300 млн дол.;

Следовательно, на 1 млрд киловатт-часов\год экономится 30 300 млн долл\год;

в среднем примем оценку в 100 млн дол В среднем на производство 1 киловатт-часа энергии экономится 0.1 дол.

Глава 11. Организация дела Глава 11. Организация дела Оглавление 1. Состояние дел 2. Предстоящие первоочередные работы 3. Исполнители первоочередных работ 4. Ориентировочные сроки выполнения первоочередных работ 5. Организация производства и эксплуатации 1. Состояние дел Существуют экспериментальные установки Серла и Рощина-Година, доказывающие возможность функционирования автономного генератора, построенного на основе использования постоянных магнитов.

Разработана полная теория генератора в рамках существующей физической парадигмы.

Показано совпадение выводов теории с результатами экспериментов Серла и Рощина-Година (другая теория для их объяснения отсутствует).

Выполнены собственные ограниченные эксперименты, согласующиеся с экспериментами Серла и Рощина-Година.

Разработаны данный проект;

его состав описан в главе 6.

2. Предстоящие первоочередные работы Организация конструкторского бюро с опытным производством Проектирование первоочередного генератора с настраиваемыми характеристиками Разработка рабочих чертежей генератора Изготовление, наладка, испытания генератора Международное патентование Глава 11. Организация дела 3. Исполнители первоочередных работ Автор, к.т.н.

Консультант, ученый-физик, д.ф-м.н.

Теплофизик Электрик Программист Конструктор Слесарь – сборщик Итого – 7 человек 4. Ориентировочные сроки выполнения первоочередных работ Патентование – 2 месяца Создание и испытания первоочередного генератора - 6 месяцев 5. Организация производства и эксплуатации описана в главе 10.

Глава 12. Проект экспериментальной установки Глава 12. Проект экспериментальной установки Оглавление 1. Введение 2. Основные технические характеристики экспериментальных вариантов генератора 3. Технические характеристики генератора первого типа 4. Технические характеристики генератора второго типа 1. Введение Выполнен полный расчет и эскизы экспериментальных вариантов генератора. Рассматриваются два типа генераторов. Для пояснения различия между ними рассмотрим рисунок.

На нем показаны зависимости скорости вращения генератора от вырабатываемой мощности. Наклонная прямая – нагрузочная характеристика: с увеличением скорости электрогенератора, "сидящего" на валу генератора, увеличивается вырабатываемая им Глава 12. Проект экспериментальной установки электрическая мощность. Горизонтальные прямые показывают, что скорость вращения генератора не зависит от вырабатываемой им мощности, но зависит от вращающего момента генератора: при некотором вращающем моменте M 1 M max скорость вращения n1 n max и не зависит от вырабатываемой генератором мощности. Точка пересечения нагрузочной характеристики с горизонталью определяет режим генератора.

В генераторе первого типа крутящий момент может регулироваться (горизонталь на рисунке может смещаться) и вырабатываемая мощность может изменяться вместе со скоростью.

В генераторе второго типа крутящий момент не регулируется и вырабатываемая мощность устанавливается в зависимости от наклона нагрузочной характеристики.

2. Основные технические характеристики экспериментальных вариантов генератора • Используемая электрическая машина постоянного тока максимальная мощность - 500вт o максимальная скорость вращения - 3000об/мин o • Используемые постоянные магниты o индукция на торце - 7000 Gauss o количество в генераторе первого типа - 54шт o количество в генераторе второго типа - 72шт • Диаметр - 80см • Высота (без электрической машины) - 10см • Вес (без электрической машины) генератора первого типа- 32кГ • Вес (без электрической машины) генератора второго типа- 50кГ • Используемый материал - аллюминий Другие технические характеристики зависят от типа генератора – см. ниже.

Глава 12. Проект экспериментальной установки 3. Технические характеристики генератора первого типа вариант 0 1 2 длина магнита (см) 1.5 5 9 вес одного магнита (г) 12 300 700 общий вес магнитов (кг) 0.7 18 36 общий вес установки (кг) 33 50 68 мощность (вт) 60 250 500 скорость вращения 250 1000 2000 (об/мин) Удельная мощность 2 5 7 (вт/кГ) Максимальный крутящий 15 15 15 момент (ньютон*м) Каждый генератор представляет собой диск. Несколько генераторов-дисков (N) могут быть обединены на одном валу. При этом • скорость вращения сохраняется, • мощность увеличивается в (2N-1) раз, • вес увеличивается в N раз, • удельная мощность увеличивается в (2N-1)/N раз.

Глава 12. Проект экспериментальной установки 4. Технические характеристики генератора второго типа вариант 4 5 длина магнита (см) 4 8 вес одного магнита (г) 270 540 общий вес магнитов (кг) 2 4 5. общий вес установки (кг) 52 54 мощность (вт) 250 500 скорость вращения 500 1000 (об/мин) Удельная мощность 5 9 (вт/кГ) Крутящий момент 30 30 (ньютон*м) Каждый генератор представляет собой диск. Несколько генераторов-дисков (N) могут быть обединены на одном валу. При этом • скорость вращения сохраняется, • мощность увеличивается в N раз, • вес увеличивается в N раз, • удельная мощность не изменяется.

Литература Литература 1. John Searl Solution, http://www.searlsolution.com/investing.html 2. http://www.sisrc.com/e.htm 3. http://www.gravitywarpdrive.com/Roschin_Magnetic_Gravity_ Effects.htm 4. Леонтьев А.Г. Электронная книга по электромеханике http://www.unilib.neva.ru/dl/059/Head.html, http://www.unilib.neva.ru/dl/059/CHAPTER5/Chapter5.html#p_ 5_9b 5. O.Heaviside, “Electromagnetic theory”, London, 1893.

6. Б.М.Болотовский, «Оливер Хевисайд», Москва, изд. "Наука", 1985.

7. Монополь Дирака. Сборник статей, перевод с английского, под ред. Б.М. Болотовского и Ю.Д. Усачева, Москва, 1970.

8. Л.М. Томильчик, В.И. Стражев, «Электродинамика с магнитным зарядом» ред.Ф.И.Федоров, «Наука и Техника», Минск, 9. E. Madelung. Die mathematischen hilfmittel des physikers, Berlin, Gottingen, Heidelberg, Springer-Verlag, 1957.

10. Gunner Sendberg. Генератор на эффекте Серла. Конструкция и процесс изготовления. Университет в SUSSEX. Факультет инженерии и прикладных наук. Отчет SEG-002, http://ntpo.com/invention/invention2/23.shtml 11. Gunner Sendberg. Антигравитация. Эффект Серла.

http://www.ufolog.nm.ru/artikles/searl.htm 12. Searl International Space Research Consortium http://www.sisrc.com/e.htm 13. Рощин В.В., Годин С.М. Устройство для выработки механической энергии и способ выработки механической энергии, патент РФ, H02N11/00, F03H5/00, 2000 г.

http://macmep.h12.ru/roshin.htm 14. Рощин В.В., Годин С.М. Экспериментальное исследование физических эффектов в динамической магнитной системе.

Письма в ЖТФ, 2000, том 26, вып. 24.

http://www.ioffe.rssi.ru/journals/pjtf/2000/24/p70-75.pdf 15. Тишина Е.Н.. Магнитное охлаждение – уже реальность.

http://www.ndfeb.ru/articles/refreg.htm Литература 16. Исаев С.И., Кожинов И.А. и др. Теория теплообмена. М., «Высшая школа», 1979 г., 495 стр.

17. Электромагнитные колебания и волны.

http://portal.grsu.by/portal/optics/?s=1/ 18. Мотор Рида, http://www.delphion.com/details?pn=WO09010337A 19. Ершов А.П. Электромагнитное поле. Курс лекций для ФМШ.

2006. http://sscadm.nsu.ru/deps/phys/main/ELD4.pdf 20. Khmelnik S.I., AUTONOMOUS ELECTROMAGNETIC GENERATOR, Israel, Patent Office, Application No 186826, 22.10.07.

21. Э. Маделунг, Математический аппарат физики, Москва, изд.

"Наука", 1968. (E. Madelung. Die mathematischen hilfmittel des physikers, Berlin, Gottingen, Heidelberg, Springer-Verlag, 1957.) 22. Бредов М.М., Румянцев В.В., Топтыгин И.Н. Классическая электродинамика. Изд. «Лань», 2003, 400 с.

Приложение Приложение 1. Уравнения Максвелла с магнитными зарядами Известно, что Хевисайд первым ввёл магнитные заряды и магнитные токи в электродинамику Максвелла. Введение магнитных зарядов и токов оправдано тем, что каждый постоянный магнит можно рассматривать, как систему двух магнитных зарядов, которыми являются полюса магнита.

Соответственно, движение магнитов можно рассматривать как прохождение магнитного тока.

Обозначим E - напряженность электрического поля, H - напряженность магнитного поля, µ - магнитная проницаемость, - диэлектрическая проницаемость, - электрический скалярный потенциал, - электропроводность, - магнитный скалярный потенциал, - магнитопроводность, - плотность электрического заряда, - плотность магнитного заряда.

Рассмотрим систему уравнений Максвелла в декартовой системе координат и в следующем виде:

Приложение H z H y 1. d E x + = y z t dx E y 2. d H x H z + = z x t dy H y H x 3. d E z + = x y t dz Ez E y 4. H x dL +µ =0 (1) y z t dx H y 5. d E x E z +µ = z x t dy E y E x 6. d H z +µ = x y t dz E y E z 7. E x + = z x y H x H y H z 8.

+ + = µ x y z Отметим некоторые особенности системы уравнений (1):

1. предполагается существование магнитных зарядов и токов, 2. вместо электрических и магнитных токов вводятся скалярные потенциалы и проводимости, не только электрические, но и магнитные, 3. предполагается, что плотности электрических и магнитных зарядов могут изменятся во времени, 4. далее эти уравнения распространяются и на физические системы, в которых имеются макроскопические носители электрических и магнитных зарядов.

Введение скалярных электрических и магнитных потенциалов позволяет рассматривать систему 8-ми уравнений Максвелла, как систему 8-ми неизвестных функций – 6-ти напряженностей и 2-х скалярных потенциалов. Существующие методы (насколько Приложение известно автору) предполагают, что известны и плотности зарядов, и плотности токов, а неизвестными являются 6 напряженностей. В этом смысле система уравнений Максвелла оказывается переопределенной.

В приложении 3 описывается метод решения такой системы уравнений на основе вариационного принципа для электромеханических и электродинамических систем.

В решении этих уравнений появляются произведения и.

Читатель, который не приемлет представление о магнитном сопротивлении окружающей среды и скалярном магнитном, может заметить, что при =, = 0 значение потенциале произведения не определено и может быть принято равным значению, требуемому по условию задачи. При этом возникает другой парадокс: существует магнитный ток при отсутствии магнитопроводности и скалярного магнитного потенциала. Тем не менее, принимая далее представление о магнитном сопротивлении и скалярном магнитном потенциале, мы найдем решение некоторых задач, имеющих физический смысл. Заметим еще, что вещества, обладающие большой магнитной проницаемостью µ, как, например, мягкое железо, ведут себя приближенно как магнитные проводники.

Приложение Приложение 2. Измерение магнитного поля постоянного цилиндрического магнита Оглавление 1. Описание установки 2. Магнит 3. Методика сканирования 4. Схема сканирования и расчета 5. Результаты Для проверки указанной в главе 2 программы расчета магнитного поля был выполнен эксперимент, который описывается ниже.

1. Описание установки Рис. 1. Измерительная установка.

Приложение На рис. 1 приведена фотография измерительной установки, а на рис. 2 - эскиз фрезерного станка (который является существенной частью всей установки: он используется для перемещения измерительного датчика с высокой точностью). Он условно разбит на три части: A - станина, стол, тиски, B - стойка, C - шпиндельная бабка с мотором и патроном. Суммарная масса каждой из них (A, B, C) примерно по 15 кг (в основном инструментальная сталь, в моторе - электротехническая). Измерения проводились в зоне D с использованием немагнитной (деревянной) прокладки. В [5] можно найти дополнительную информацию по этой установке.

Рис. 2. Эскиз фрезерного станка.

2. Магнит Исследуемый магнит - неодим-железо-бор - цилиндрической формы, набран из пяти магнитов диаметром 14.5 мм и высотой мм. Т.о., высота магнита - 20 мм, диаметр – 14.5 мм. Остаточная индукция равна 1.1 Тл - это паспортное значение для данной партии магнитов. Она может достаточно сильно варьироваться для отдельных магнитов в партии.



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.