Heute ist ein weiteres Experiment für Sie, das Sie hoffentlich zum Nachdenken anregen wird. Dies ist dynamische Levitation in einem Magnetfeld. In diesem Fall befindet sich ein Ringmagnet über demselben, jedoch größer. Magnete werden in diesem chinesischen Geschäft billiger verkauft.
Dies ist ein typisches Levitron, das bereits zuvor gezeigt wurde (Material). Großer Magnet und klein. Sie werden durch die gleichnamigen Pole aufeinander gerichtet bzw. stoßen sich ab, wodurch Levitation auftritt. Es gibt natürlich einen magnetischen Hohlraum oder Potentialtopf, in dem der obere Magnet sitzt. Ein weiterer Punkt ist, dass es sich aufgrund des Kreiselmoments dreht, es dreht sich einige Zeit nicht, bis seine Geschwindigkeit abnimmt.
Was ist der Zweck des Experiments?
Wenn wir das Oberteil drehen, nur damit es nicht umkippt, stellt sich eine Frage. Und warum? Wenn Sie eine Art Stricknadel nehmen können, zum Beispiel eine Holznadel. Befestigen Sie den oberen Magneten starr daran, hängen Sie den Lader von unten auf und positionieren Sie diese Struktur über dem zweiten. Theoretisch sollte es also auch hängen, und das geringere Gewicht lässt es nicht zu, dass es umkippt.
Es wird notwendig sein, die Massenbilanz dieses Kreisels sehr genau einzustellen. Es würde eine Magnetschwebebahn ohne Energiekosten ausfallen.
Wie funktioniert es?
Hier ist ein Ringmagnet, in den eine Holznadel starr eingesetzt ist. Als nächstes kommt eine Kunststoffplatte mit einem Loch zur Stabilisierung der Speichen. Und am Ende - ein Gewicht. Ein Stück Plastilin zur bequemeren Einstellung der Massenauswahl. Von diesem ganzen Gebilde kann man ein wenig abbeißen und eine solche Masse aufheben, dass ein kleiner Ringmagnet deutlich in die Schwebezone fällt.
Legen wir es vorsichtig in den unteren Magneten, es hängt irgendwie. Mit einem Stück Plexiglas können Sie versuchen, seine Position zu stabilisieren. Aber aus irgendeinem Grund gibt ihm das keine horizontale Stabilisierung.
Wenn Sie die Platte entfernen und alles zurücklegen, fällt der Magnet zusammen mit der Achse, auf der er ruht, zur Seite. Wenn es sich dreht, stabilisiert es sich aus irgendeinem Grund in der magnetischen Grube. Achten Sie jedoch darauf, dass es sich während dieser Drehung von einer Seite zur anderen bewegt, wahrscheinlich um fünf Millimeter. Ebenso schwingt es in vertikaler Position von oben nach unten. Es scheint, dass dieser magnetische Brunnen ein gewisses Spiel hat. Sobald der obere Magnet in die Grube fällt, fängt er sie ein und hält sie fest. Es bleibt nur noch ein Kreiselmoment, um sicherzustellen, dass sich dieser Magnet nicht umdreht.
Was war der Sinn des Experiments?
Überprüfen Sie, ob wir die gezeigte Konstruktion mit der Achse machen, sie macht tatsächlich dasselbe und verhindert, dass der Magnet umkippt. Es bringt es in die Zone des potentiellen Lochs, wir wählen das Gewicht dieser Struktur. Der Magnet befindet sich in einem Loch, aber wenn er hineinkommt, stabilisiert er sich aus irgendeinem Grund nicht horizontal. Dennoch fällt diese Struktur zur Seite.
Nach Durchführung dieses Experiments stellt sich die Hauptfrage: Warum gibt es eine solche Ungerechtigkeit, wenn sich dieser Magnet wie ein Kreisel dreht, in einem Potentialtopf hängt, alles perfekt stabilisiert und eingefangen ist; und wenn die gleichen Bedingungen geschaffen werden, ist alles gleich, dh Masse und Höhe, die Grube scheint zu verschwinden. Es springt einfach heraus.
Warum gibt es keine Stabilisierung des oberen Magneten?
Vermutlich liegt das daran, dass es unmöglich ist, Magnete perfekt zu machen. Sowohl in Form als auch in Magnetisierung. Das Feld hat einige Fehler, Verzerrungen, und deshalb können unsere beiden Magneten darin keinen Gleichgewichtszustand finden. Sie werden definitiv abrutschen, weil es keine Reibung zwischen ihnen gibt. Und wenn sich der Levitron dreht, scheinen die Felder geglättet zu sein, der obere Teil der Struktur hat keine Zeit, während der Drehung zur Seite zu gehen.
Das ist verständlich, aber was den Autor des Videos dazu motivierte, dieses Experiment durchzuführen, war das Vorhandensein eines potenziellen Lochs. Es wurde gehofft, dass diese Grube einen gewissen Sicherheitsspielraum hatte, um die Struktur zu halten. Aber leider ist dies aus irgendeinem Grund nicht geschehen. Ich würde gerne deine Meinung zu diesem Rätsel lesen.
Zu diesem Thema gibt es noch mehr Material.
Heute finden Permanentmagnete in vielen Bereichen des menschlichen Lebens nützliche Anwendungen. Manchmal bemerken wir ihre Anwesenheit nicht, aber in fast jeder Wohnung können Sie verschiedene elektrische Geräte und mechanische Geräte finden, wenn Sie genau hinsehen. Ein Elektrorasierer und ein Lautsprecher, ein Videoplayer und eine Wanduhr, ein Mobiltelefon und ein Mikrowellenherd und schließlich eine Kühlschranktür – Permanentmagnete sind überall zu finden.
Sie werden in der Medizintechnik und Messtechnik, in diversen Instrumenten und in der Automobilindustrie, in Gleichstrommotoren, in akustischen Systemen, in Haushaltselektrogeräten und an vielen anderen Stellen eingesetzt: Funktechnik, Instrumentierung, Automatisierung, Fernsteuerung etc. - Keiner dieser Bereiche ist vollständig ohne den Einsatz von Permanentmagneten.
Konkrete Lösungen mit Permanentmagneten ließen sich endlos aufzählen, dennoch soll dieser Artikel einen kurzen Überblick über einige Anwendungen von Permanentmagneten in der Elektrotechnik und der Energiewirtschaft geben.
Seit Oersted und Ampère ist allgemein bekannt, dass stromdurchflossene Leiter und Elektromagnete mit dem Magnetfeld eines Permanentmagneten wechselwirken. Der Betrieb vieler Motoren und Generatoren basiert auf diesem Prinzip. Sie müssen nicht lange nach Beispielen suchen. Der Lüfter im Netzteil Ihres Computers hat einen Rotor und einen Stator.
Das Laufrad mit Schaufeln ist ein Rotor mit kreisförmig angeordneten Permanentmagneten, und der Stator ist der Kern des Elektromagneten. Durch Ummagnetisieren des Stators erzeugt die elektronische Schaltung den Rotationseffekt des Statormagnetfelds, dem Magnetfeld des Stators, das versucht, von ihm angezogen zu werden, folgt ein magnetischer Rotor - der Lüfter dreht sich. Die Drehung der Festplatte wird auf ähnliche Weise implementiert und sie funktionieren auf ähnliche Weise.
In elektrischen Generatoren haben auch Permanentmagnete ihre Anwendung gefunden. Eines der Anwendungsgebiete sind zum Beispiel Synchrongeneratoren für Hauswindmühlen.
Generatorspulen sind am Generatorstator um den Umfang herum angeordnet, die während des Betriebs der Windmühle von einem magnetischen Wechselfeld von sich bewegenden (unter der Wirkung des auf die Blätter blasenden Windes) auf dem Rotor montierten Permanentmagneten durchquert werden. Die von Magneten gekreuzten Leiter der Generatorspulen führen gehorchend Gleichstrom in den Verbraucherkreis.
Solche Generatoren werden nicht nur in Windmühlen verwendet, sondern auch in einigen Industriemodellen, bei denen anstelle der Erregerwicklung Permanentmagnete auf dem Rotor installiert sind. Der Vorteil von Lösungen mit Magneten ist die Möglichkeit, einen Generator mit niedrigen Nenndrehzahlen zu erhalten.
Die leitfähige Scheibe rotiert im Feld eines Permanentmagneten. Der Stromverbrauch, der durch die Scheibe fließt, interagiert mit dem Magnetfeld des Permanentmagneten und die Scheibe dreht sich.
Je größer der Strom, desto höher die Rotationsfrequenz der Scheibe, da das Drehmoment durch die Lorentzkraft erzeugt wird, die auf bewegte geladene Teilchen innerhalb der Scheibe aus dem Magnetfeld eines Permanentmagneten wirkt. Tatsächlich ist ein solcher Zähler eine kleine Leistung mit einem Magneten am Stator.
Zur Messung kleiner Ströme werden sehr empfindliche Messgeräte verwendet. Hier wirkt ein Hufeisenmagnet mit einer kleinen stromdurchflossenen Spule zusammen, die im Spalt zwischen den Polen eines Permanentmagneten aufgehängt ist.
Die Auslenkung der Spule während der Messung ist auf das Drehmoment zurückzuführen, das aufgrund der magnetischen Induktion entsteht, die auftritt, wenn Strom durch die Spule fließt. Somit erweist sich die Auslenkung der Spule als proportional zum Wert der resultierenden magnetischen Induktion im Spalt und dementsprechend zum Strom im Spulendraht. Bei kleinen Abweichungen ist die Skala des Galvanometers linear.
Sie haben wahrscheinlich eine Mikrowelle in Ihrer Küche. Und es hat zwei Permanentmagnete. Zur Erzeugung des Mikrowellenbereichs wird es in die Mikrowelle eingebaut. Im Inneren des Magnetrons bewegen sich Elektronen im Vakuum von der Kathode zur Anode, und dabei muss ihre Flugbahn gekrümmt werden, damit die Resonatoren an der Anode stark genug angeregt werden.
Um die Elektronenbahn abzuknicken, sind über und unter der Vakuumkammer des Magnetrons Ring-Permanentmagnete installiert. Das Magnetfeld von Permanentmagneten krümmt die Flugbahnen von Elektronen, sodass ein starker Elektronenwirbel entsteht, der Resonatoren anregt, die wiederum elektromagnetische Mikrowellenwellen erzeugen, um Lebensmittel zu erhitzen.
Damit der Festplattenkopf genau positioniert werden kann, müssen seine Bewegungen beim Schreiben und Lesen von Informationen sehr genau gesteuert und gesteuert werden. Wieder kommt ein Dauermagnet zur Rettung. Im Inneren der Festplatte bewegt sich im Magnetfeld eines stationären Permanentmagneten eine Spule mit Strom, die mit dem Kopf verbunden ist.
Wenn ein Strom an die Spule des Kopfes angelegt wird, stößt das Magnetfeld dieses Stroms, je nach Stärke, die Spule vom Permanentmagneten mehr oder weniger in die eine oder andere Richtung ab, wodurch der Kopf beginnt, sich zu bewegen, und mit hohe Genauigkeit. Diese Bewegung wird von einem Mikrocontroller gesteuert.
Um die Effizienz des Energieverbrauchs zu steigern, werden in einigen Ländern mechanische Energiespeicher für Unternehmen gebaut. Dies sind elektromechanische Wandler, die nach dem Prinzip der Trägheitsenergiespeicherung in Form der kinetischen Energie eines rotierenden Schwungrades arbeiten, genannt.
Beispielsweise hat ATZ in Deutschland einen 20 MJ kinetischen Energiespeicher mit einer Leistung von 250 kW und einem spezifischen Energieinhalt von etwa 100 Wh/kg entwickelt. Mit einem 100 kg schweren Schwungrad, das sich mit 6000 U / min dreht, einer zylindrischen Struktur mit einem Durchmesser von 1,5 Metern, wurden hochwertige Lager benötigt. Infolgedessen wurde das untere Lager natürlich auf der Basis von Permanentmagneten hergestellt.
Dieser Artikel konzentriert sich auf Permanentmagnetmotoren, die versuchen, einen Wirkungsgrad von >1 zu erreichen, indem sie die Verdrahtung, die elektronischen Schaltkreise und die magnetischen Konfigurationen neu konfigurieren. Es werden mehrere Designs vorgestellt, die als traditionell angesehen werden können, sowie mehrere Designs, die vielversprechend erscheinen. Wir hoffen, dass dieser Artikel dem Leser hilft, das Wesen dieser Geräte zu verstehen, bevor er in solche Erfindungen investiert oder Investitionen für ihre Produktion erhält. Informationen zu US-Patenten finden Sie unter http://www.uspto.gov.
Einführung
Ein Artikel, der Permanentmagnetmotoren gewidmet ist, kann nicht als vollständig angesehen werden, ohne eine vorläufige Überprüfung der wichtigsten Designs, die heute auf dem Markt sind. Permanentmagnet-Industriemotoren sind zwangsläufig Gleichstrommotoren, da die verwendeten Magnete vor der Montage permanent polarisiert werden. Viele Permanentmagnet-Bürstenmotoren sind mit bürstenlosen Elektromotoren verbunden, was Reibung und Verschleiß im Mechanismus reduzieren kann. Bürstenlose Motoren umfassen elektronische Kommutierungs- oder Schrittmotoren. Ein Schrittmotor, der häufig in der Automobilindustrie verwendet wird, enthält ein längeres Betriebsdrehmoment pro Volumeneinheit als andere Elektromotoren. Normalerweise ist die Drehzahl solcher Motoren jedoch viel niedriger. Das Design des elektronischen Schalters kann in einem geschalteten Reluktanz-Synchronmotor verwendet werden. Der Außenstator eines solchen Elektromotors verwendet Weichmetall anstelle teurer Permanentmagnete, was zu einem internen permanenten elektromagnetischen Rotor führt.
Nach dem Gesetz von Faraday ist das Drehmoment hauptsächlich auf den Strom in den Belägen von bürstenlosen Motoren zurückzuführen. Bei einem idealen Permanentmagnetmotor steht einem linearen Drehmoment eine Drehzahlkurve gegenüber. Bei einem Permanentmagnetmotor sind Konstruktionen sowohl mit Außen- als auch mit Innenrotor Standard.
Um auf die vielen Probleme im Zusammenhang mit den betreffenden Motoren aufmerksam zu machen, heißt es im Handbuch, dass es eine "sehr wichtige Beziehung zwischen dem Drehmoment und der umgekehrten elektromotorischen Kraft (EMK) gibt, der manchmal keine Bedeutung beigemessen wird". Dieses Phänomen hängt mit der elektromotorischen Kraft (EMK) zusammen, die durch Anlegen eines variierenden Magnetfelds (dB/dt) erzeugt wird. Unter Verwendung der Fachterminologie können wir sagen, dass die „Drehmomentkonstante“ (N-m/Ampere) gleich der „Gegen-EMK-Konstante“ (V/rad/sec) ist. Die Spannung an den Motorklemmen ist gleich der Differenz zwischen der Gegen-EMK und dem aktiven (ohmschen) Spannungsabfall, der auf das Vorhandensein des Innenwiderstands zurückzuführen ist. (Zum Beispiel V = 8,3 V, Gegen-EMK = 7,5 V, Widerstandsspannungsabfall = 0,8 V). Dieses physikalische Prinzip führt uns dazu, uns dem Lenzschen Gesetz zuzuwenden, das 1834 entdeckt wurde, drei Jahre nachdem Faraday den unipolaren Generator erfunden hatte. Die widersprüchliche Struktur des Lenzschen Gesetzes sowie der darin verwendete Begriff der „Gegen-EMK“ sind Teil des sogenannten Faradayschen physikalischen Gesetzes, auf dessen Grundlage ein rotierender Elektroantrieb arbeitet. Gegen-EMK ist die Reaktion von Wechselstrom in einem Stromkreis. Mit anderen Worten, ein sich änderndes Magnetfeld erzeugt natürlich eine Gegen-EMK, da sie äquivalent sind.
Bevor mit der Herstellung solcher Strukturen fortgefahren wird, ist es daher notwendig, das Faradaysche Gesetz sorgfältig zu analysieren. Viele wissenschaftliche Artikel wie "Faraday's Law - Quantitative Experiments" können den neuen Energieexperimentierer davon überzeugen, dass die Änderung, die in der Strömung auftritt und eine elektromotorische Gegenkraft (EMK) verursacht, im Wesentlichen gleich der Gegen-EMK selbst ist. Dies kann nicht durch Gewinnung überschüssiger Energie vermieden werden, solange die Anzahl der Änderungen des magnetischen Flusses über die Zeit ungleichmäßig bleibt. Das sind zwei Seiten derselben Medaille. Die Eingangsenergie, die in einem Motor erzeugt wird, dessen Konstruktion einen Induktor enthält, entspricht natürlich der Ausgangsenergie. Auch in Bezug auf "elektrische Induktion" "induziert" der variable Fluss eine Gegen-EMK.
Schaltbare Reluktanzmotoren
Der DC Magnetic Motion Transducer (Patent Nr. 3.879.622) von Eklin verwendet rotierende Ventile, um die Pole eines Hufeisenmagneten in einer alternativen Methode der induzierten Bewegung variabel abzuschirmen. Das Patent Nr. 4.567.407 von Eklin ("Shielding Unified AC Motor Generator with Constant Coat and Field") wiederholt die Idee, das Magnetfeld durch "Schalten des magnetischen Flusses" umzuschalten. Diese Idee ist Motoren dieser Art gemeinsam. Zur Veranschaulichung dieses Prinzips führt Ecklin folgenden Gedanken an: „Die Rotoren der meisten modernen Generatoren werden bei Annäherung an den Stator abgestoßen und nach dem Lenzschen Gesetz wieder vom Stator angezogen, sobald sie ihn passieren. Daher sind die meisten Rotoren mit konstanten, nicht konservativen Arbeitskräften konfrontiert, und daher benötigen moderne Generatoren ein konstantes Eingangsdrehmoment.“ Allerdings „trägt der Stahlrotor des einheitlichen Generators mit Flussschaltung tatsächlich für die Hälfte jeder Umdrehung zum Eingangsdrehmoment bei, da der Rotor immer angezogen, aber nie abgestoßen wird. Eine solche Konstruktion ermöglicht es, dass ein Teil des Stroms, der den Motorverkleidungen zugeführt wird, über eine durchgezogene magnetische Induktionslinie Strom an die Ausgangswicklungen des Wechselstroms liefert ... „Leider war Ecklin noch nicht in der Lage, eine selbststartende Maschine zu konstruieren.
Im Zusammenhang mit dem betrachteten Problem ist das Patent Nr. 4.077.001 von Richardson zu erwähnen, das das Wesen der Bewegung eines Ankers mit geringem magnetischem Widerstand sowohl in Kontakt als auch außerhalb an den Enden des Magneten offenbart (S. 8, Zeile 35). Schließlich kann das Patent Nr. 3,670,189 von Monroe zitiert werden, das ein ähnliches Prinzip diskutiert, bei dem jedoch der Durchgang des magnetischen Flusses unterdrückt wird, indem die Rotorpole zwischen den Permanentmagneten der Statorpole hindurchgeführt werden. Die in diesem Patent beanspruchte Anforderung 1 scheint in Umfang und Detailliertheit ausreichend zu sein, um die Patentierbarkeit zu beweisen, ihre Wirksamkeit ist jedoch fraglich.
Es erscheint unglaubwürdig, dass ein schaltbarer Reluktanzmotor als geschlossenes System selbststartend werden könnte. Viele Beispiele belegen, dass es eines kleinen Elektromagneten bedarf, um den Anker in einen synchronisierten Rhythmus zu bringen. Der Wankel-Magnetmotor kann allgemein mit der vorliegenden Erfindungsart verglichen werden. Das Jaffe-Patent Nr. 3,567,979 kann ebenfalls zum Vergleich verwendet werden. Minatos Patent Nr. 5.594.289, ähnlich dem Wankel-Magnetantrieb, ist für viele Forscher faszinierend genug.
Erfindungen wie der Newman-Motor (US-Patentanmeldung Nr. 06/179,474) haben es möglich gemacht, zu entdecken, dass ein nichtlinearer Effekt, wie beispielsweise eine Impulsspannung, bei der Überwindung des Lorentz-Krafterhaltungseffekts des Lenzschen Gesetzes vorteilhaft ist. Ähnlich ist auch das mechanische Analogon des Thornson-Trägheitsmotors, der eine nichtlineare Stoßkraft verwendet, um Impuls entlang einer Achse senkrecht zur Rotationsebene zu übertragen. Das Magnetfeld enthält einen Drehimpuls, der unter bestimmten Bedingungen, wie dem Feynman-Scheiben-Paradoxon, sichtbar wird, wo er erhalten bleibt. Das Impulsverfahren kann bei diesem Motor mit magnetisch schaltbarem Widerstand vorteilhaft eingesetzt werden, sofern die Feldumschaltung schnell genug bei schnellem Leistungsanstieg erfolgt. Zu diesem Thema ist jedoch noch weitere Forschung erforderlich.
Der erfolgreichste schaltbare Reluktanzmotor ist der von Harold Aspden (Patent Nr. 4.975.608), der die Spuleneingangskapazität und die B-H-Knickleistung optimiert. Auch schaltbare Strahltriebwerke werden in erläutert.
Der Adams-Motor hat weithin Anerkennung gefunden. Zum Beispiel veröffentlichte das Nexus-Magazin eine positive Bewertung, in der es diese Erfindung als den ersten jemals beobachteten Motor mit freier Energie bezeichnete. Der Betrieb dieser Maschine kann jedoch vollständig durch das Faradaysche Gesetz erklärt werden. Die Erzeugung von Impulsen in benachbarten Spulen, die einen magnetisierten Rotor antreiben, folgt tatsächlich demselben Muster wie bei einem standardmäßigen geschalteten Reluktanzmotor.
Die Verlangsamung, von der Adams in einem seiner Internetbeiträge über die Erfindung spricht, kann der exponentiellen Spannung (L di/dt) der Gegen-EMK zugeschrieben werden. Eine der neuesten Ergänzungen dieser Kategorie von Erfindungen, die den Erfolg des Adams-Motors bestätigen, ist die internationale Patentanmeldung Nr. 00/28656, erteilt im Mai 2000. Erfinder Brits und Christy, (LUTEC-Generator). Die Einfachheit dieses Motors lässt sich leicht durch das Vorhandensein von schaltbaren Spulen und einem Permanentmagneten auf dem Rotor erklären. Darüber hinaus stellt das Patent klar, dass "ein Gleichstrom, der an die Statorspulen angelegt wird, eine magnetische Abstoßungskraft erzeugt und der einzige Strom ist, der von außen an das gesamte System angelegt wird, um eine kumulative Bewegung zu erzeugen ..." Es ist allgemein bekannt, dass alle Motoren arbeiten nach diesem Prinzip. Auf Seite 21 dieses Patents gibt es eine Erläuterung des Designs, wo die Erfinder den Wunsch zum Ausdruck bringen, „die Wirkung der Gegen-EMK zu maximieren, was dazu beiträgt, die Drehung des Rotors/Ankers des Elektromagneten in einer Richtung aufrechtzuerhalten“. Der Betrieb aller Motoren dieser Kategorie mit schaltbarem Feld zielt darauf ab, diesen Effekt zu erzielen. Fig. 4A, dargestellt im Patent von Brits und Christie, offenbart Spannungsquellen "VA, VB und VC". Dann wird auf Seite 10 die folgende Aussage gemacht: "Zu diesem Zeitpunkt wird der Strom von der Stromversorgung VA geliefert und wird weiter geliefert, bis die Bürste 18 aufhört, mit den Kontakten 14 bis 17 in Wechselwirkung zu treten." Es ist nicht ungewöhnlich, dass diese Konstruktion mit den zuvor in diesem Artikel erwähnten komplexeren Versuchen verglichen wird. Alle diese Motoren benötigen eine elektrische Energiequelle, und keiner von ihnen ist selbststartend.
Die Aussage, dass freie Energie erhalten wurde, wird dadurch bestätigt, dass die Arbeitsspule (im Impulsmodus) beim Passieren eines konstanten Magnetfelds (Magneten) keinen Akku verwendet, um Strom zu erzeugen. Stattdessen wurde vorgeschlagen, Weigand-Leiter zu verwenden, und dies wird einen kolossalen Barkhausen-Sprung in der Ausrichtung der magnetischen Domäne verursachen, und der Puls wird eine sehr klare Form annehmen. Wenn ein Weigand-Leiter an die Spule angelegt wird, erzeugt er einen ausreichend großen Impuls von mehreren Volt, wenn er ein sich änderndes äußeres Magnetfeld mit einer Schwelle einer bestimmten Höhe passiert. Somit wird für diesen Impulsgenerator überhaupt keine elektrische Eingangsenergie benötigt.
Ringkernmotor
Im Vergleich zu bestehenden Motoren auf dem heutigen Markt kann die ungewöhnliche Konstruktion des Toroidmotors mit der in Langleys Patent (Nr. 4,547,713) beschriebenen Vorrichtung verglichen werden. Dieser Motor enthält einen zweipoligen Rotor, der sich in der Mitte des Toroids befindet. Wenn ein Einzelpoldesign gewählt wird (z. B. mit Nordpolen an jedem Ende des Rotors), dann wird die resultierende Anordnung dem radialen Magnetfeld für den Rotor ähneln, das in Van Gils Patent (#5,600,189) verwendet wird. Browns Patent Nr. 4,438,362, das Rotron gehört, verwendet eine Vielzahl von magnetisierbaren Segmenten, um einen Rotor in einer toroidalen Funkenstrecke herzustellen. Das auffälligste Beispiel eines rotierenden Toroidmotors ist die in Ewings Patent (Nr. 5,625,241) beschriebene Vorrichtung, die auch der bereits erwähnten Erfindung von Langley ähnelt. Basierend auf dem Prozess der magnetischen Abstoßung verwendet die Erfindung von Ewing einen mikroprozessorgesteuerten Drehmechanismus, um hauptsächlich das Lenzsche Gesetz auszunutzen und auch die Gegen-EMK zu überwinden. Eine Demonstration von Ewings Erfindung ist im kommerziellen Video „Free Energy: The Race to Zero Point“ zu sehen. Ob diese Erfindung der effizienteste aller derzeit auf dem Markt befindlichen Motoren ist, bleibt fraglich. Wie es im Patent heißt: "Der Betrieb des Geräts als Motor ist auch bei Verwendung einer gepulsten Gleichstromquelle möglich." Das Design enthält auch eine programmierbare Logiksteuereinheit und eine Leistungssteuerschaltung, von denen die Erfinder glauben, dass sie es effizienter als 100 % machen sollten.
Selbst wenn sich Motormodelle bei der Erzeugung von Drehmomenten oder der Umwandlung von Kräften als wirksam erweisen, können die sich darin bewegenden Magnete diese Geräte unbrauchbar machen. Die kommerzielle Implementierung dieser Motortypen kann nachteilig sein, da es heute viele konkurrierende Konstruktionen auf dem Markt gibt.
Linearmotoren
Das Thema lineare Induktionsmotoren ist in der Literatur weit verbreitet. Die Veröffentlichung erklärt, dass diese Motoren Standard-Induktionsmotoren ähneln, bei denen Rotor und Stator zerlegt und außerhalb der Ebene angeordnet werden. Der Autor des Buches „Movement Without Wheels“ Laithwhite ist dafür bekannt, Monorail-Strukturen zu schaffen, die für Züge in England entworfen und auf der Basis von linearen Induktionsmotoren entwickelt wurden.
Das Patent Nr. 4,215,330 von Hartman ist ein Beispiel für eine Vorrichtung, bei der ein Linearmotor verwendet wird, um eine Stahlkugel um etwa 10 Stufen auf einer magnetisierten Ebene nach oben zu bewegen. Eine weitere Erfindung in dieser Kategorie ist in dem Patent von Johnson (Nr. 5,402,021) beschrieben, das einen Permanent-Lichtbogenmagneten verwendet, der auf einem vierrädrigen Wagen montiert ist. Dieser Magnet ist seitlich dem Parallelförderer mit feststehenden Wechselmagneten ausgesetzt. Eine weitere nicht weniger erstaunliche Erfindung ist das in einem anderen Johnson-Patent (# 4.877.983) beschriebene Gerät, dessen erfolgreicher Betrieb mehrere Stunden lang in einem geschlossenen Kreislauf beobachtet wurde. Es sei darauf hingewiesen, dass die Generatorspule in unmittelbarer Nähe des sich bewegenden Elements platziert werden kann, so dass jede Fahrt von einem elektrischen Impuls zum Laden der Batterie begleitet wird. Hartmanns Gerät kann auch als Kreisförderer ausgeführt werden, wodurch ein Perpetuum mobile erster Ordnung demonstriert werden kann.
Hartmanns Patent basiert auf dem gleichen Prinzip wie das bekannte Elektronenspin-Experiment, das in der Physik gemeinhin als Stern-Gerlach-Experiment bezeichnet wird. In einem inhomogenen Magnetfeld erfolgt der Aufprall auf ein Objekt mit Hilfe eines magnetischen Rotationsmoments aufgrund des potentiellen Energiegradienten. In jedem Lehrbuch der Physik findet man einen Hinweis darauf, dass diese Art von Feld, das an einem Ende stark und am anderen schwach ist, zum Auftreten einer unidirektionalen Kraft beiträgt, die dem magnetischen Objekt zugewandt ist und gleich dB / dx ist. Somit ist die Kraft, die den Ball entlang der magnetisierten Ebene 10 nach oben in die Richtung drückt, vollständig mit den Gesetzen der Physik vereinbar.
Mit Magneten in Industriequalität (einschließlich supraleitender Magnete bei Umgebungstemperatur, die sich derzeit in der Endphase der Entwicklung befinden) wird es möglich sein, den Transport von Lasten mit ausreichend großer Masse ohne Stromkosten für die Wartung zu demonstrieren. Supraleitende Magnete haben die ungewöhnliche Fähigkeit, ihr ursprüngliches magnetisiertes Feld jahrelang aufrechtzuerhalten, ohne dass periodische Stromzufuhr erforderlich ist, um die ursprüngliche Feldstärke wiederherzustellen. Beispiele für den aktuellen Stand der Technik in der Entwicklung von supraleitenden Magneten finden sich in Ohnishis Patent Nr. 5,350,958 (Mangel an Energie, die durch Kryotechnik und Beleuchtungssysteme erzeugt wird) sowie in einem Nachdruck eines Artikels über Magnetschwebebahn.
Statischer elektromagnetischer Drehimpuls
In einem provokanten Experiment mit einem zylindrischen Kondensator entwickeln die Forscher Graham und Lahoz eine 1908 von Einstein und Laub veröffentlichte Idee, die besagt, dass eine zusätzliche Zeitspanne benötigt wird, um das Prinzip von Aktion und Reaktion aufrechtzuerhalten. Der von den Forschern zitierte Artikel wurde übersetzt und in meinem Buch unten veröffentlicht. Graham und Lahoz betonen, dass es eine „echte Drehimpulsdichte“ gibt und bieten eine Möglichkeit, diesen energetischen Effekt in Permanentmagneten und Elektreten zu beobachten.
Diese Arbeit ist eine inspirierende und beeindruckende Forschung, die Daten verwendet, die auf der Arbeit von Einstein und Minkowski basieren. Diese Studie kann direkt auf die Schaffung sowohl eines unipolaren Generators als auch eines magnetischen Energiewandlers angewendet werden, wie unten beschrieben. Diese Möglichkeit beruht auf der Tatsache, dass beide Geräte axiale magnetische und radiale elektrische Felder haben, ähnlich dem zylindrischen Kondensator, der im Experiment von Graham und Lahoz verwendet wird.
Unipolarer Motor
Das Buch beschreibt die experimentelle Forschung und die Geschichte der Erfindung von Faraday. Außerdem wird dem Beitrag Rechnung getragen, den Tesla zu dieser Studie geleistet hat. Vor kurzem wurde jedoch eine Reihe neuer Konstruktionen für einen unipolaren Motor mit mehreren Rotoren vorgeschlagen, die mit der Erfindung von J.R.R. Serla.
Das erneute Interesse an Searles Gerät sollte auch die Aufmerksamkeit auf unipolare Motoren lenken. Eine vorläufige Analyse zeigt die Existenz von zwei unterschiedlichen Phänomenen, die gleichzeitig in einem unipolaren Motor auftreten. Eines der Phänomene kann als "Rotationseffekt" (Nr. 1) und das zweite als "Koagulationseffekt" (Nr. 2) bezeichnet werden. Der erste Effekt kann als magnetisierte Segmente eines imaginären festen Rings dargestellt werden, die sich um ein gemeinsames Zentrum drehen. Beispielhafte Designs, die eine Segmentierung des Rotors eines unipolaren Generators ermöglichen, werden in vorgestellt.
Unter Berücksichtigung des vorgeschlagenen Modells kann Effekt Nr. 1 für Tesla-Kraftmagnete berechnet werden, die entlang der Achse magnetisiert sind und sich in der Nähe eines einzelnen Rings mit einem Durchmesser von 1 Meter befinden. In diesem Fall beträgt die entlang jeder Walze gebildete EMK mehr als 2 V (elektrisches Feld, das radial vom Außendurchmesser der Walzen zum Außendurchmesser des benachbarten Rings gerichtet ist) bei einer Walzenrotationsfrequenz von 500 U/min. Es ist erwähnenswert, dass Effekt Nr. 1 nicht von der Drehung des Magneten abhängt. Das Magnetfeld in einem unipolaren Generator ist an den Raum gekoppelt, nicht an einen Magneten, sodass die Drehung die Wirkung der Lorentz-Kraft nicht beeinflusst, die auftritt, wenn dieser universelle unipolare Generator arbeitet.
Effekt Nr. 2, der in jedem Walzenmagneten stattfindet, wird in beschrieben, wo jede Walze als kleiner unipolarer Generator behandelt wird. Dieser Effekt wird als etwas schwächer angesehen, da Strom von der Mitte jeder Walze zum Rand hin erzeugt wird. Dieses Design erinnert an Teslas unipolaren Generator, bei dem ein rotierender Antriebsriemen den äußeren Rand eines Ringmagneten festhält. Bei der Drehung von Rollen mit einem Durchmesser von etwa einem Zehntel Meter, die um einen Ring mit einem Durchmesser von 1 Meter herum ausgeführt wird, und ohne Schleppen der Rollen, beträgt die erzeugte Spannung 0,5 Volt. Das von Searl vorgeschlagene Design des Ringmagneten verstärkt das B-Feld der Walze.
Zu beachten ist, dass für beide Effekte das Superpositionsprinzip gilt. Effekt Nr. 1 ist ein gleichmäßiges elektronisches Feld, das entlang des Durchmessers der Walze existiert. Effekt Nr. 2 ist ein radialer Effekt, wie oben erwähnt. Tatsächlich trägt jedoch nur die EMK, die in dem Segment der Rolle zwischen den beiden Kontakten, d. h. zwischen der Mitte der Rolle und ihrem Rand, der mit dem Ring in Kontakt steht, zur Erzeugung von elektrischem Strom bei irgendein externer Stromkreis. Das Verständnis dieser Tatsache bedeutet, dass die von Effekt Nr. 1 erzeugte effektive Spannung die Hälfte der vorhandenen EMK oder etwas mehr als 1 Volt beträgt, was etwa doppelt so viel ist wie die von Effekt Nr. 2 erzeugte. Bei der Anwendung der Überlagerung auf begrenztem Raum werden wir auch feststellen, dass sich die beiden Effekte entgegenwirken und die beiden EMK subtrahiert werden müssen. Das Ergebnis dieser Analyse ist, dass ungefähr 0,5 Volt einstellbare EMK bereitgestellt werden, um Strom in einer separaten Installation zu erzeugen, die Rollen und einen Ring mit einem Durchmesser von 1 Meter enthält. Wenn Strom zugeführt wird, tritt die Wirkung eines Kugellagermotors auf, der die Rollen tatsächlich drückt, wodurch die Rollenmagnete eine erhebliche elektrische Leitfähigkeit erhalten. (Der Autor dankt Paul La Violette für diesen Kommentar.)
In einer Arbeit zu diesem Thema veröffentlichten die Forscher Roschin und Godin die Ergebnisse von Experimenten mit einem von ihnen erfundenen Einzelringgerät namens "Magnetic Energy Converter" mit rotierenden Magneten auf Lagern. Das Gerät wurde als Verbesserung der Erfindung von Searle entwickelt. Die oben angegebene Analyse des Autors dieses Artikels hängt nicht davon ab, aus welchen Metallen die Ringe im Design von Roshchin und Godin hergestellt wurden. Ihre Entdeckungen sind überzeugend und detailliert genug, um das Interesse vieler Forscher an dieser Art von Motoren zu erneuern.
Fazit
Es gibt also mehrere Permanentmagnetmotoren, die zur Entstehung eines Perpetuum mobile mit einem Wirkungsgrad von über 100 % beitragen können. Natürlich müssen die Konzepte der Energieerhaltung berücksichtigt werden, und auch die Quelle der vermeintlichen zusätzlichen Energie muss untersucht werden. Wenn konstante Magnetfeldgradienten behaupten, eine unidirektionale Kraft zu erzeugen, wie die Lehrbücher behaupten, dann wird es einen Punkt geben, an dem sie akzeptiert werden, um nützliche Energie zu erzeugen. Die Rollenmagnetkonfiguration, die heute allgemein als "magnetischer Energiewandler" bezeichnet wird, ist ebenfalls ein einzigartiges magnetisches Motordesign. Das von Roshchin und Godin im russischen Patent Nr. 2155435 dargestellte Gerät ist ein magnetischer Elektromotor-Generator, der die Möglichkeit der Erzeugung zusätzlicher Energie demonstriert. Da der Betrieb des Geräts auf der Zirkulation von zylindrischen Magneten basiert, die sich um den Ring drehen, ist das Design eher ein Generator als ein Motor. Dieses Gerät ist jedoch ein aktiver Motor, da das durch die selbsterhaltende Bewegung der Magnete erzeugte Drehmoment verwendet wird, um einen separaten elektrischen Generator zu starten.
Literatur
1. Motion Control Handbook (Designfax, Mai 1989, S. 33)
2. "Faradaysches Gesetz - Quantitative Experimente", Amer. Tag. Phys.,
3. Popular Science, Juni 1979
4. IEEE-Spektrum 1/97
5. Popular Science (Popular Science), Mai 1979
6. Schaum's Outline Series, Theory and Problems of Electric
Maschinen und Elektromechanik (Theorie und Probleme der Elektrotechnik
Maschinen und Elektromechanik) (McGraw Hill, 1981)
7. IEEE Spectrum, Juli 1997
9. Thomas Valone, Das homopolare Handbuch
10. Ebenda, p. zehn
11. Electric Spacecraft Journal, Ausgabe 12, 1994
12. Thomas Valone, The Homopolar Handbook, p. 81
13. Ebenda, p. 81
14. Ebenda, p. 54
Technik. Phys. Lett., V. 26, Nr. 12, 2000, S. 1105-07
Thomas Valon Integrity Research Institute, www.integrityresearchinstitute.org
1220L Str. NW, Suite 100-232, Washington, DC 20005
Das Studium der Faraday-Scheibe und der sogenannten. "Faradays Paradoxon", führte einige einfache Experimente durch und zog einige interessante Schlussfolgerungen. Zunächst einmal darüber, was am meisten beachtet werden sollte, um die Vorgänge in dieser (und ähnlichen) unipolaren Maschine besser zu verstehen.
Das Verständnis des Funktionsprinzips der Faraday-Scheibe hilft auch zu verstehen, wie alle Transformatoren, Spulen, Generatoren, Elektromotoren (einschließlich eines unipolaren Generators und eines unipolaren Motors) usw. im Allgemeinen funktionieren.
In der Notiz, Zeichnungen und ausführliches Video mit unterschiedlichen Erfahrungen, die alle Schlussfolgerungen veranschaulichen ohne Formeln und Berechnungen "an den Fingern".
Alles Folgende ist ein Versuch, es ohne Anspruch auf akademische Zuverlässigkeit zu verstehen.
Richtung der magnetischen Feldlinien
Die wichtigste Schlussfolgerung, die ich für mich gezogen habe: Das erste, worauf Sie bei solchen Systemen immer achten sollten, ist Magnetfeld Geometrie, Richtung und Verlauf der Feldlinien.
Nur die Geometrie der magnetischen Feldlinien, ihre Richtung und Konfiguration kann etwas Klarheit zum Verständnis der Prozesse bringen, die in einem unipolaren Generator oder unipolaren Motor, einer Faraday-Scheibe sowie einem Transformator, einer Spule, einem Elektromotor, einem Generator usw.
Für mich habe ich den Wichtigkeitsgrad wie folgt verteilt - 10 % Physik, 90 % Geometrie(Magnetfeld), um zu verstehen, was in diesen Systemen passiert.
Im Video (siehe unten) wird alles genauer beschrieben.
Es muss verstanden werden, dass die Faraday-Scheibe und die externe Schaltung mit Schleifkontakten irgendwie die seit Schulzeiten bekannten bilden rahmen- Es wird durch einen Abschnitt der Scheibe von ihrer Mitte bis zur Verbindungsstelle mit einem Schleifkontakt an ihrem Rand sowie gebildet den gesamten Außenkreis(geeignete Leiter).
Richtung der Lorentzkraft, Ampère
Die Ampère-Kraft ist ein Spezialfall der Lorentz-Kraft (siehe Wikipedia).
Die beiden folgenden Bilder zeigen die Lorentzkraft, die auf positive Ladungen im gesamten Stromkreis ("Rahmen") im Feld eines Donut-Magneten wirkt für den Fall, dass der äußere Stromkreis starr mit der Kupferscheibe verbunden ist(d.h. wenn keine Schleifkontakte vorhanden sind und die externe Schaltung direkt auf die Scheibe gelötet ist).
1 Reis. - für den Fall, dass der gesamte Kreislauf durch eine äußere mechanische Kraft ("Generator") gedreht wird.
2 Reis. - für den Fall, dass Gleichstrom von einer externen Quelle ("Motor") durch den Stromkreis zugeführt wird.
Klicken Sie auf eines der Bilder, um es zu vergrößern.
Die Lorentzkraft manifestiert sich (Strom wird erzeugt) nur in Abschnitten des Stromkreises, der sich in einem Magnetfeld bewegt
Unipolarer Generator
Da also die auf die geladenen Teilchen der Faraday-Scheibe oder eines unipolaren Generators wirkende Lorentz-Kraft auf verschiedene Abschnitte des Stromkreises und der Scheibe entgegengesetzt wirkt, müssen, um Strom von dieser Maschine zu erhalten, nur diese Abschnitte des Stromkreises (ggf möglich) in Bewegung versetzt werden (rotieren), in welche Richtung die Lorentzkräfte zusammenfallen werden. Die restlichen Abschnitte müssen entweder fixiert oder von der Schaltung ausgeschlossen werden, oder in die entgegengesetzte Richtung drehen.
Die Rotation des Magneten ändert nichts an der Gleichmäßigkeit des Magnetfeldes um die Rotationsachse (siehe letzter Abschnitt), also steht oder dreht sich der Magnet - es spielt keine Rolle (obwohl es keine idealen Magnete gibt, und Feldinhomogenität zirka Achse der Magnetisierung durch unzureichend verursacht Magnetqualität, hat auch einen gewissen Einfluss auf das Ergebnis).
Dabei spielt es eine wichtige Rolle, welcher Teil der gesamten Schaltung (einschließlich der Zuleitungen und Kontakte) rotiert und welcher stationär ist (da die Lorentzkraft nur im beweglichen Teil auftritt). Und am wichtigsten - in welchem Teil des Magnetfeldes sich der rotierende Teil befindet und aus welchem Teil der Scheibe der Strom entnommen wird.
Wenn beispielsweise die Scheibe weit über den Magneten hinausragt, dann kann in dem Teil der Scheibe, der über den Rand des Magneten hinausragt, der Strom der dem Strom entgegengesetzten Richtung entfernt werden, der in dem Teil der Scheibe entfernt werden kann befindet sich direkt über dem Magneten.
Unipolarer Motor
Alle obigen Ausführungen zum Generator gelten auch für den "Engine"-Modus.
Es ist notwendig, wenn möglich, Strom an die Teile der Scheibe anzulegen, in denen die Lorentz-Kraft in eine Richtung gerichtet wird. Es sind diese Abschnitte, die gelöst werden müssen, damit sie sich frei drehen und den Stromkreis an den entsprechenden Stellen durch Platzieren von Schleifkontakten "unterbrechen" können (siehe Abbildungen unten).
Die restlichen Bereiche sollten, wenn möglich, entweder ausgeschlossen oder minimiert werden.
Video - Experimente und Schlussfolgerungen
Zeit der verschiedenen Stadien dieses Videos:
3 Minuten 34 Sek- erste Erfahrungen
7 Minuten 08 Sek- Worauf ist die Hauptaufmerksamkeit zu legen und die Experimente fortzusetzen
16 Minuten 43 Sek- Schlüsselerklärung
22 Minuten 53 Sek- HAUPTERFAHRUNG
28 Minuten 51 Sek- Teil 2, interessante Beobachtungen und weitere Experimente
37 Minuten 17 Sek- fehlerhafter Abschluss eines der Experimente
41 Min. 01 Sek- über Faradays Paradoxon
Was stößt was ab?
Ein befreundeter Elektronikingenieur und ich haben dieses Thema lange diskutiert und er äußerte eine Idee, die um das Wort „ abgestoßen".
Die Idee, der ich zustimme, ist, dass wenn sich etwas zu bewegen beginnt, es von etwas abgestoßen werden muss. Wenn sich etwas bewegt, dann bewegt es sich relativ zu etwas.
Einfach ausgedrückt können wir sagen, dass ein Teil des Leiters (der äußere Kreis oder die Scheibe) vom Magneten abgestoßen wird! Dementsprechend wirken (durch das Feld) abstoßende Kräfte auf den Magneten. Sonst bricht das ganze Bild zusammen und verliert die Logik. Über die Drehung des Magneten - siehe Abschnitt unten.
In den Bildern (Sie können zum Vergrößern klicken) - Optionen für den "Motor" -Modus.
Für den „Generator“-Modus gelten die gleichen Prinzipien.
Hier findet die Aktion-Reaktion zwischen den beiden Haupt-"Teilnehmern" statt:
Dementsprechend, wenn sich die Scheibe dreht, und Der Magnet steht still, dann tritt die Aktionsreaktion zwischen auf Magnet u Teil der Scheibe .
Und wann Magnet dreht sich zusammen mit der Scheibe, dann findet die Aktion-Reaktion dazwischen statt Magnet u äußeren Teil der Kette (feste Anschlussdrähte). Tatsache ist, dass die Drehung eines Magneten relativ zum äußeren Abschnitt des Kreises dieselbe ist wie die Drehung des äußeren Abschnitts des Kreises relativ zu einem feststehenden Magneten (aber in die entgegengesetzte Richtung). In diesem Fall nimmt die Kupferscheibe fast nicht am "Abstoßungs" -Prozess teil.
Es stellt sich heraus, dass das Magnetfeld im Gegensatz zu den geladenen Teilchen eines Leiters (die sich darin bewegen können) fest mit dem Magneten verbunden ist. Inkl. entlang eines Kreises um die Magnetisierungsachse.
Und noch eine Schlussfolgerung: Die Kraft, die zwei Permanentmagnete anzieht, ist keine mysteriöse Kraft senkrecht zur Lorentzkraft, sondern die Lorentzkraft. Es geht um die "Rotation" von Elektronen und die " Geometrie". Aber das ist eine andere Geschichte ...
Drehung eines bloßen Magneten
Am Ende des Videos gibt es ein lustiges Erlebnis und eine Schlussfolgerung, warum Teil Der Stromkreis kann zum Rotieren gebracht werden, aber es ist nicht möglich, den "Donut" -Magneten um die Magnetisierungsachse rotieren zu lassen (bei einem stationären Gleichstromkreis).
Der Leiter kann an Orten der entgegengesetzten Richtung der Lorentzkraft gebrochen werden, aber der Magnet kann nicht brechen.
Tatsache ist, dass der Magnet und der gesamte Leiter (der äußere Stromkreis und die Scheibe selbst) ein verbundenes Paar bilden - zwei interagierende Systeme, von denen jedes geschlossen in dir selbst . Im Falle eines Dirigenten - geschlossen elektrische Schaltung, im Fall eines Magneten - "geschlossene" Kraftlinien Magnetfeld.
Gleichzeitig kann der Leiter in einem Stromkreis physikalisch sein brechen, ohne den Stromkreis selbst zu unterbrechen (durch Platzieren der Scheibe und Schleifkontakte), an den Stellen, an denen sich die Lorentz-Kraft in die entgegengesetzte Richtung "entfaltet", verschiedene Abschnitte des Stromkreises "freigesetzt", um sich jeweils in ihre eigene entgegengesetzte Richtung zueinander zu bewegen (zu drehen) und die "Kette" des Magneten zu unterbrechen Feld- oder Magnetkraftlinien, so dass sich verschiedene Abschnitte des Magnetfeldes nicht gegenseitig "stören" - scheinbar unmöglich (?). Es scheinen noch keine Ähnlichkeiten von "Gleitkontakten" für ein Magnetfeld oder einen Magneten erfunden worden zu sein.
Daher gibt es ein Problem mit der Rotation des Magneten - sein Magnetfeld ist ein integrales System, das immer in sich geschlossen und untrennbar mit dem Körper des Magneten verbunden ist. Darin werden entgegengesetzte Kräfte in Bereichen, in denen das Magnetfeld in unterschiedliche Richtungen gerichtet ist, kompensiert, wodurch der Magnet bewegungslos bleibt.
Dabei, Arbeit Die Lorentz-Kraft, Ampere in einem festen Leiter im Feld eines Magneten, geht anscheinend nicht nur auf die Erwärmung des Leiters, sondern auch auf Verzerrung magnetischer Feldlinien Magnet.
ÜBRIGENS! Es wäre interessant, ein Experiment durchzuführen, bei dem durch einen festen Leiter, der sich im Feld eines Magneten befindet, hindurchgeht riesige Strömung, und sehen Sie, wie der Magnet reagiert. Wird sich der Magnet erhitzen, entmagnetisieren oder vielleicht wird er einfach in Stücke brechen (und dann ist es interessant - an welchen Stellen?).
All das Obige ist ein Versuch, es ohne Anspruch auf akademische Zuverlässigkeit zu verstehen.
Fragen
Was noch nicht ganz klar ist und überprüft werden muss:
1. Ist es noch möglich, den Magneten getrennt von der Scheibe rotieren zu lassen?
Wenn Sie sowohl der Scheibe als auch dem Magneten die Möglichkeit geben, frei selbstständig drehen drehen und über die Schleifkontakte Strom an die Scheibe anlegen, drehen sich sowohl die Scheibe als auch der Magnet? Und wenn ja, in welche Richtung dreht sich der Magnet? Für das Experiment braucht man einen großen Neodym-Magneten - den habe ich noch nicht. Bei einem gewöhnlichen Magneten ist das Magnetfeld nicht stark genug.
2. Drehung verschiedener Teile der Scheibe in verschiedene Richtungen
Wenn es freiwillig geschieht unabhängig voneinander rotieren und von einem stationären Magneten - dem mittleren Teil der Scheibe (über dem "Donut-Loch" des Magneten), dem mittleren Teil der Scheibe sowie dem Teil der Scheibe, der über den Rand des Magneten hinausragt, und legen Sie Strom an durch Gleitkontakte (einschließlich Gleitkontakte zwischen diesen rotierenden Teilen der Scheibe) - drehen sich die mittleren und äußersten Teile der Scheibe in eine Richtung und der mittlere in die entgegengesetzte Richtung?
3. Lorentzkraft in einem Magneten
Wirkt die Lorentzkraft auf Teilchen innerhalb eines Magneten, dessen Magnetfeld durch äußere Kräfte verzerrt wird?
Jorge Guala-Valverde, Pedro Mazzoni
Unipolarer Motorgenerator
EINLEITUNG
Wir setzten unsere Studien zur elektromagnetischen Induktion von Motoren fort, die wir zuvor begonnen hatten, und beschlossen, das Vorhandensein eines Drehmoments aufzudecken "geschlossenes Magnetfeld" in unipolaren Motorgeneratoren. Die Erhaltung des Drehimpulses eliminiert die private Wechselwirkung zwischen dem felderzeugenden Magneten und dem die Spannung führenden Draht, wie in zuvor untersuchten Konfigurationen zu sehen war. "Offenes Magnetfeld". Es wird nun das Gleichgewicht des kinetischen Moments zwischen dem Wirkstrom und dem Magneten sowie seinem gesamten Joch beobachtet.
Elektromotorische Kraft, die durch rotierende Magnete verursacht wird
Die Abbildung zeigt die freie Drehung eines Magneten im Uhrzeigersinn, dessen Nordpol unter zwei Drähten verläuft: Sonde und Fahrdraht, in Ruhe im Labor. In beiden oben genannten Drähten bewegen sich die Elektronen zentripetal. Jeder Draht wird zu einer Quelle elektromotorischer Kraft (EMF). Wenn die Enden der Drähte verbunden sind, besteht der Stromkreis aus zwei identischen Quellen elektromotorischer Kraft, die gegenphasig verbunden sind, was die Bewegung des Stroms verhindert. Wenn Sie die Sonde an einem Magneten befestigen und so die Kontinuität des Stromflusses durch die Drähte sicherstellen, fließt Gleichstrom durch den Stromkreis. Wenn die Sonde relativ zum Magneten ruht, wird die Induktion nur im Fahrdraht beobachtet, der sich relativ zum Magneten bewegt. Die Sonde spielt eine passive Rolle, da sie ein Stromleiter ist.
Die obige experimentelle Entdeckung, die in voller Übereinstimmung mit Webers Elektrodynamik steht, beendet das Problem des Missverständnisses der Prinzipien der elektromagnetischen Induktion des Motors und stärkt auch die Position der Befürworter der Theorie der "rotierenden Feldlinien".
Reis. 1. Unipolarer Befestigungsmagnet, Sonde und Fahrdraht
Drehmoment in frei rotierenden Magneten beobachtet
Der Motor wird angezeigt Reis. ein, Es hat auch eine umgekehrte Wirkung: Indem Gleichstrom durch elektrisch verbundene, aber mechanisch entkoppelte Drähte geleitet wird, erhalten wir die Motorkonfiguration.
Wenn die Sonde an den Fahrdraht gelötet wird und somit eine geschlossene Schleife bildet, verhindert der Drehmomentausgleich offensichtlich, dass sich der Magnet und die Schleife drehen.
Unipolarer Motor mit geschlossenem Magnetfeld
Um die Eigenschaften von unipolaren Motoren zu untersuchen, die mit einem in einem Eisenkern eingeschlossenen Magnetfeld arbeiten, haben wir geringfügige Änderungen an früheren Experimenten vorgenommen.
Das Joch wird quer durch den linken Teil des Drahtkreises gekreuzt, der kollinear mit der Achse des Magneten liegt, durch den ein Gleichstrom fließt. Trotz der Tatsache, dass die Laplace-Kraft auf diesen Teil des Drahtes wirkt, reicht es nicht aus, ein Drehmoment zu entwickeln. Sowohl der obere horizontale als auch der rechte vertikale Teil des Kabels befinden sich in einem Bereich, der nicht von beeinflusst wird ein Magnetfeld(ohne Berücksichtigung der magnetischen Streuung). Der untere horizontale Teil des Drahtes, im Folgenden als bezeichnet Sonde, befindet sich in der Zone der größten Intensität Magnetfeld(Luftspalt). Der Stromkreis selbst kann nicht als aus einer mit einem Fahrdraht verbundenen Sonde bestehend betrachtet werden.
Nach den Postulaten der Elektrodynamik ist die Sonde ein aktiver Bereich zur Erzeugung eines Drehimpulses in der Spule, und die Drehung selbst findet statt, wenn die Stromstärke ausreicht, um das Reibungsmoment zu überwinden.
Das oben Beschriebene führte uns zu der Idee, dass es notwendig ist, um die Wirkung dieses Effekts zu verstärken, einen einzelnen Schaltkreis durch eine Spule zu ersetzen, bestehend aus P Konturen. In der aktuell beschriebenen Konfiguration beträgt die „aktive Länge“ der Sonde ca. 4 cm, N = 20 a ein Magnetfeld an der Sonde einen Wert von 0,1 Tesla erreicht.
Während das dynamische Verhalten einer Spule leicht vorhersagbar ist, gilt dies nicht für einen Magneten. Aus theoretischer Sicht können wir nicht erwarten, dass sich der Magnet kontinuierlich dreht, da dies die Erzeugung eines Drehimpulses implizieren würde. Aufgrund von Platzbeschränkungen, die durch die Konstruktion des Jochs auferlegt werden, kann die Spule keine volle Umdrehung machen und muss nach einer leichten Winkelbewegung mit dem Joch in Ruhe kollidieren. Die kontinuierliche Rotation eines Magneten impliziert die Erzeugung eines unausgeglichenen Drehimpulses, dessen Quelle schwer zu bestimmen ist. Wenn wir außerdem das Zusammenfallen von kinematischer und dynamischer Rotation zulassen, müssen wir offensichtlich die Kraftwechselwirkung zwischen Spule, Magnet und auch dem Kern als vollständig magnetisierte Anordnung erwarten. Um diese logischen Schlussfolgerungen in der Praxis zu bestätigen, haben wir die folgenden Experimente durchgeführt.
VERSUCH N 1
1-a. Freie Rotation von Magnet und Spule im Labor
Zentrifugal im unteren Teil des Stromkreises wird der Spule am Nordpol des Magneten ein Gleichstrom zugeführt, dessen Stärke zwischen 1 und 20 A variiert. Der erwartete Drehimpuls tritt auf, wenn der Gleichstrom einen Wert von ungefähr 2 A erreicht, was eine ausreichende Bedingung ist, um die Reibung der Spulenträger zu überwinden. Wie erwartet kehrt sich die Drehung um, wenn ein zentripetaler Gleichstrom an die Schaltung angelegt wird.
Die Drehung des Magneten wurde in keinem Fall beobachtet, obwohl der Wert des Reibungskraftmoments für den Magneten nicht überschritten wurde 3-10 ~ 3 N/mΘ
1b. Ein Magnet mit einer daran befestigten Spule
Wenn die Spule an einem Magneten befestigt ist, drehen sich sowohl die Spule als auch der Magnet gemeinsam im Uhrzeigersinn, wenn der zentrifugale Gleichstrom (im aktiven Teil des Stromkreises) eine Kraft von mehr als 4 A erreicht. Die Bewegungsrichtung wird umgekehrt wenn An den Stromkreis wird ein zentripetaler Gleichstrom angelegt. Aufgrund der Aktions-Reaktions-Kompensation schließt dieser Versuch eine bestimmte Wechselwirkung zwischen Magnet und Spule aus. Die beobachteten Eigenschaften des obigen Motors unterscheiden sich stark von der äquivalenten Konfiguration. "offenes Feld". Erfahrungsgemäß findet die Wechselwirkung zwischen dem Gesamtsystem "Magnet + Joch" und dem aktiven Teil der Spule statt. Um diese Frage zu klären, haben wir zwei unabhängige Experimente durchgeführt.
Reis. 3. verwendet
in Experiment Nr. 2 die Konfiguration
Foto 1. Entspricht Abb. 3
Die Sonde dreht sich frei im Luftspalt, während der Fahrdraht am Träger befestigt bleibt. Wenn in der Sonde ein zentrifugaler Gleichstrom fließt, dessen Stärke ungefähr 4 A beträgt, wird die Drehung der Sonde im Uhrzeigersinn aufgezeichnet. Die Drehung erfolgt gegen den Uhrzeigersinn, wenn zentripetaler Gleichstrom an die Sonde angelegt wird. Wenn der Gleichstrom auf ein Niveau von 50 A erhöht wird, wird die Drehung des Magneten ebenfalls nicht beobachtet.
Versuch Nr. 2
2-a. Mechanisch getrennte Sonde und Fahrdraht
Als Sonde haben wir einen L-förmigen Draht verwendet. Die Sonde und der Fahrdraht sind durch mit Quecksilber gefüllte Becher elektrisch verbunden, aber mechanisch getrennt (Bild 3 + Foto 1).
2b. Die Sonde ist an einem Magneten befestigt
In diesem Fall ist die Sonde am Magneten befestigt, wobei sich beide frei im Luftspalt drehen. Eine Drehung im Uhrzeigersinn wird beobachtet, wenn der zentrifugale Gleichstrom einen Wert von 10 A erreicht. Die Drehung kehrt sich um, wenn ein zentripetaler Gleichstrom angelegt wird.
Fahrdraht verursacht Magnetrotation in äquivalenter Konfiguration "offenes Feld" befindet sich nun im Bereich geringerer Feldeinwirkung und ist ein passives Element der Drehimpulserzeugung.
Andererseits ist ein magnetisierter Körper (in diesem Fall das Joch) nicht in der Lage, die Drehung eines anderen magnetisierten Körpers (in diesem Fall des Magneten selbst) zu bewirken. Die „Mitnahme“ des Magneten durch die Sonde scheint die annehmbarste Erklärung für das beobachtete Phänomen zu sein. Um die letzte Hypothese mit zusätzlichen experimentellen Fakten zu untermauern, ersetzen wir den mit einem einheitlichen zylindrischen Magneten durch einen anderen Magneten, der keinen Kreissektor von 15º hat (Foto 2). Diese Modifikation zeigt Beinahe-Impakt-Singularität, was begrenzt ist ein Magnetfeld .
2-c. Eine Sonde, die sich frei um die Singularität eines Magneten dreht.
Wenn ein Zentrifugalstrom von etwa 4 A durch die Sonde geleitet wird, dreht sich die Sonde erwartungsgemäß aufgrund der Umkehrung der Feldpolarität im Gegenuhrzeigersinn, während sich der Magnet in der entgegengesetzten Richtung dreht. Es ist offensichtlich, dass in diesem Fall eine lokale Wechselwirkung in voller Übereinstimmung mit dem dritten Newtonschen Gesetz vorliegt.
2d. Eine Sonde, die an einem Magneten an einer Magnetfeld-Singularität befestigt ist.
Wenn eine Sonde am Magneten befestigt ist und ein Gleichstrom von bis zu 100 A durch den Stromkreis geleitet wird, wird keine Drehung beobachtet, obwohl das Reibungskraftmoment gleich dem im Absatz angegebenen ist 2-b. Die Aktions-Reaktions-Kompensation der Singularität eliminiert die gegenseitige rotatorische Wechselwirkung zwischen der Sonde und dem Magneten. Daher widerlegt dieses Experiment die Hypothese eines verborgenen Drehimpulses, der auf den Magneten wirkt.
Auf diese Weise, der aktive Teil des Stromkreises, durch den der Strom fließt, ist die einzige Ursache für die Bewegung des Magneten. Die von uns erzielten experimentellen Ergebnisse zeigen, dass der Magnet keine Quelle von Reaktionsmomenten mehr sein kann, wie es in der Konfiguration beobachtet wird "offenes Feld". In Konfiguration mit "geschlossenes Feld" Der Magnet spielt nur eine passive elektromechanische Rolle: Er ist die Quelle des Magnetfelds. Es wird nun die Wechselwirkung der Kräfte zwischen dem Strom und der gesamten magnetisierten Anordnung beobachtet.
Foto 2. Versuche 2. und 2d
Versuch Nr. 3
3-a. Symmetrische Kopie von Experiment 1-a
Das 80 kg schwere Joch wurde mit zwei 4 Meter langen Stahlseilen an der Decke aufgehängt. Beim Einbau einer Spule mit 20 Windungen dreht sich das Joch um einen Winkel von 1 Grad, wenn der Gleichstrom (im aktiven Teil des Jochs) einen Wert von 50 A erreicht. Oberhalb der Linie, die mit der Drehachse des Magneten zusammenfällt, wird eine begrenzte Drehung beobachtet. Eine leichte Manifestation dieses Effekts wird leicht beobachtet, wenn optische Mittel verwendet werden. Die Rotation kehrt ihre Richtung um, wenn sich die DC-Richtung ändert.
Beim Verbinden der Spule mit dem Joch wird keine Winkelabweichung beobachtet, selbst wenn der Strom einen Wert von 100 A erreicht.
Unipolarer „geschlossener Feld“-Generator
Wenn der unipolare Motorgenerator ein Umkehrmotor ist, können Rückschlüsse auf die Motorkonfiguration gezogen werden, mit den entsprechenden Änderungen, zur Generatorkonfiguration:
1. Schwingspule
Die räumlich begrenzte Drehung der Spule erzeugt eine EMK gleich NwBR 2/2, Vorzeichenwechsel bei Drehrichtungsumkehr. Die Parameter des am Ausgang gemessenen Stroms ändern sich nicht, wenn die Spule am Magneten befestigt wird. Diese qualitativen Messungen wurden unter Verwendung einer Spule mit durchgeführt 1000 Umdrehungen die von Hand bewegt wurde. Das Ausgangssignal wurde mit einem Linearverstärker verstärkt. In dem Fall, in dem die Spule im Labor in Ruhe gelassen wurde, erreichte die Rotationsgeschwindigkeit des Magneten 5 Umdrehungen pro Sekunde; jedoch wurde kein elektrisches Signal in der Spule detektiert.
2. Split-Schleife
Versuche zur Erzeugung elektrischer Energie mit einer vom Fahrdraht mechanisch getrennten Sonde wurden von uns nicht durchgeführt. Trotzdem und aufgrund der durch die elektromechanische Umwandlung demonstrierten vollständigen Reversibilität ist es einfach, auf das Verhalten jeder Komponente in einem tatsächlich arbeitenden Motor zu schließen. Wenden wir Schritt für Schritt alle Schlussfolgerungen aus dem Betrieb des Motors auf den Generator an:
EXPERIMENT 2-A"
Bei Rotation der Sonde wird eine EMK erzeugt, die bei Drehrichtungsumkehr das Vorzeichen wechselt. Die Drehung eines Magneten kann keine EMK verursachen.
EXPERIMENT 2-B"
Wenn die Sonde am Magneten befestigt und gedreht wird, erhält man ein Ergebnis, das dem in Experiment Nr. 2a beschriebenen entspricht. Bei allen Konfigurationen mit "geschlossenem Feld" spielt die Rotation des Magneten keine wesentliche Rolle bei der Erzeugung der EMK. Die obigen Schlussfolgerungen bestätigen teilweise einige frühere Aussagen, obwohl sie in Bezug auf die Konfiguration des "offenen Feldes" fehlerhaft sind, insbesondere die von Panovsky und Feynman.
EXPERIMENTE 2-C" UND 2-D"
Eine Sonde, die sich relativ zu einem Magneten bewegt, erzeugt eine EMK. Das Auftreten von EMF wird während der Rotation eines Magneten, an dem eine Sonde befestigt ist, bei der Singularität seines Feldes nicht beobachtet.
FAZIT
Das Phänomen der Unipolarität ist seit fast zwei Jahrhunderten ein Bereich der Theorie der Elektrodynamik, die die Quelle vieler Schwierigkeiten bei ihrer Untersuchung ist. Eine Reihe von Experimenten, einschließlich der Untersuchung von Konfigurationen wie "geschlossen" so und "offen" Felder, ermöglichten es, ihre Gemeinsamkeiten zu identifizieren: Erhaltung des Drehimpulses.
Reaktionskräfte, deren Quelle ein Magnet ist "offen" Konfigurationen, ein "geschlossen" Konfigurationen haben das gesamte magnetisierte Array als ihre Quelle. Die obigen Schlussfolgerungen stimmen vollständig mit der Theorie der Ampere-Oberflächenströme überein, die die Ursache magnetischer Effekte sind. Die Quelle des Magnetfelds (der Magnet selbst) induziert Ampere Oberflächenströme auf ganzes Joch. Sowohl der Magnet als auch das Joch interagieren mit dem ohmschen Strom, der die Schaltung durchquert.
Im Lichte der durchgeführten Experimente scheint es möglich, einige Bemerkungen über den Widerspruch zwischen den Begriffen "rotierende" und "feste" Magnetfeldlinien zu machen:
Unter Beobachtung "offen" Konfigurationen deutet darauf hin, dass die Kraftlinien Magnetfeld drehen, wenn sie an einem Magneten "befestigt" sind, während sie beobachtet werden "geschlossen" Konfigurationen sind die oben erwähnten Kraftlinien vermutlich auf die gesamte magnetisierte Anordnung gerichtet.
Im Gegensatz zu "offen" Konfigurationen, ein "geschlossen" Dank des „Magnet + Joch“-Systems wirkt auf den aktiven (ohmschen) Strom nur ein aktives Drehmoment κ (M + Y) , C Mit. Die Rückwirkung des Wirkstroms auf das System "Magnet + Joch" drückt sich in einem äquivalenten, aber entgegengesetzten Rotationsmoment κ C , M + Y) aus. Der Gesamtwert des Drehmoments ist Null: L - L M+Y L C - 0 und bedeutet das (Iw) M+Y =- (I) C .
Unsere Experimente bestätigen die Ergebnisse von Müllers Messungen der unipolaren Motorinduktion, angewendet auf die EMF-Erzeugung. Leider hat Muller (wie Wesley) es versäumt, die von ihm beobachteten Tatsachen zu systematisieren.
Dies geschah offenbar aufgrund eines Missverständnisses der Teile des Interaktionsprozesses. Müller konzentrierte sich in seiner Analyse auf das Magnet-Draht-Paar und nicht auf das physikalisch relevante System Magnet + Joch/Draht.
Die Begründung für die Theorien von Muller und Wesley hat also einige Zweifel an der Erhaltung des Drehimpulses.
BLINDDARM:
DETAILS DES EXPERIMENTS
Um das Moment der Reibungskraft auf den tragenden Teil des Magneten zu reduzieren, haben wir eine Vorrichtung entwickelt, die in Abb. 4 und Foto 3.
Der Magnet wurde von uns in ein Teflon-„Boot“ gelegt, das in einer mit Quecksilber gefüllten Schale schwamm. Die archimedische Kraft reduziert das tatsächliche Gewicht einer bestimmten Vorrichtung. Der mechanische Kontakt zwischen dem Magneten und dem Joch wird durch die Verwendung von 4 Stahlkugeln erreicht, die in zwei kreisförmigen Nuten angeordnet sind, die die Form eines Kreises haben und sich auf den kombinierten Oberflächen des Magneten und des Jochs befinden. Quecksilber wurde von uns hinzugefügt, bis das freie Gleiten des Magneten entlang des Jochs erreicht war. Die Autoren sind dankbar Tom E. Philips und Chris Gajliardo für die wertvolle Zusammenarbeit.
Neue Energie N 1(16), 2004
Literatur
| J. Guala-Valverde, Physica Scripta 66, 252 (2002). | |
| J. Guala-Valverde & R. Mazzoni, Rev. fak. Ing. UTA (Chile), 10, 1 (2002). | |
| J. Guala-Valverde, P. Mazzoni & R. Achilles, Am.J. Physik 70, 1052 (2002). | |
| J. Guala-Valverde, Raumzeit & Substanz 3 (3), 140 (2002). | |
| J. Guala-Valverde, Unendliche Energie 8, 47 (2003) | |
| J. Guala-Valverde et al., Neue Energietechnologien 7 (4), 37 (2002). | |
| J. Guala-Valverde, "Neuigkeiten zur Elektrodynamik", Lieb. Louis de Broglie, im Druck (2003). | |
| F.R. Fern6ndez, Raumzeit & Substanz, 4 (14), 184 (2002). | |
| R Achilles, Raumzeit & Substanz, 5 (15), 235 (2002). | |
| GR. Dixon & E. Polito, Relativistic Electrodynamics Updated, (2003) www.maxwellsociety.net | |
| J. Guala-Valverde & P. Mazzoni, Am.J. Physik, 63, 228 (1995). | |
| A. Ê. Ö. Assis & D. S. Thober, "Unipolar Induction..", Grenzen der Grundlagenphysik. Plenum, N. Y., S. 409 (1994). | |
| A.K.T. helfen, Webers Elektrodynamik, Klüwer, Dordrecht (1994). | |
| E. H. Kennard, Phil. Mag.23, 937 (1912), 33, 179 (1917). | |
| D.F. Bartlett et al.Physical Review D 16, 3459 (1977). | |
| W. K. H. Panofsky & M. Phillips, Klassische Elektrizität und Magnetismus, Addison-Wesley, N. Y. (1995). | |
| R. Feynman, Die Feynman Lectures on Physics II, Addison-Wesley, N. Y. (1964). | |
| A. Shadowitz, Spezielle Relativität, Dover, NY (1968). | |
| A. G. Kelly, Physik Essays, 12, 372 (1999). | |
| A. Ê. Ö. helfen, Relationale Mechanik, Apeiron, Montréal (1999). | |
| H. Montgomery, EurJ Phys., 25, 171 (2004). | |
| T. E. Phipps & J. Guala-Valverde, Wissenschaft und Technologie des 21. Jahrhunderts, 11, 55 (1998). | |
| F. J. Müller, Fortschritte in der Raum-Zeit-Physik, Benj. Wesley Pub., Blumberg, S. 156 (1987). | |
| FJ. Müller, Galileische Elektrodynamik, 1, Nr. 3, S. 27 (1990). | |
| J.P. Wesley, Ausgewählte Themen in Advanced Fundamental Physics, Benj. Wesley Pub., Blumberg, S. 237 (1991). |
Jorge Guala-Valverde, Pedro Mazzoni Unipolarer Motorgenerator // "Academy of Trinitarianism", M., El Nr. 77-6567, Publ. 12601, 17.11.2005
