Меню

Как получить ток из антенны

Как получить электричество из воздуха своими руками

Что такое атмосферное электричество

Первым всерьез занялся проблемой гениальный Никола Тесла. Источником появления свободной электрической энергии Тесла считал энергию Солнца. Созданный им прибор получал электроэнергию из воздуха и земли. Тесла планировал разработку способа передачи полученной энергии на большие расстояния. Патент на изобретение описывал предложенный прибор, как использующий энергию излучения.

Устройство Теслы было революционным для своего времени, но объем получаемой им электроэнергии был небольшим, и рассматривать атмосферное электричество как альтернативный источник энергии, было неверно. Совсем недавно изобретатель Стивен Марк запатентовал прибор, производящий электричество в больших объемах. Его тороидальный генератор может подавать электричество для ламп накаливания и более сложных бытовых приборов. Он работает длительное время, не требуя внешней подпитки. Работа этого прибора основана на резонансных частотах, магнитных вихрях и токовых ударах в металле.

Образец тороидального генератора Стивена Марка
На фото рабочий образец тороидального генератора Стивена Марка

Как получить электричество из воздуха в домашних условиях

Опыты Николы Тесла показали, что получать электричество из воздуха своими руками можно без особого труда. В наше время, когда атмосфера пронизана различными энергетическими полями, эта задача упростилась. Все, что производит излучения (теле- и радиовышки, ЛЭП и т. п.) создает энергетические поля.

Принцип получения электричества из воздуха очень прост: над землей поднимается пластина из металла, которая играет роль антенны. Между землей и пластиной возникает статическое электричество, которое, со временем накапливается. Через определенные временные интервалы происходят электрические разряды. Таким образом генерируется, а затем используется атмосферное электричество.

Схема получения атмосферного электричества своими руками
Схема получения атмосферного электричества своими руками

Такая схема достаточно проста ‑ для генерации потребуется только металлическая антенна и земля. Потенциал, который устанавливается между проводниками, со временем накапливается, хотя рассчитать его силу невозможно. При достижении определенного максимального значения потенциала происходит разряд тока, подобный молнии.

Достоинства

  • Простота. Принцип легко можно апробировать дома;
  • Доступность. Не нужны никакие приборы и сложные приспособления – достаточно токопроводящей пластинки.

Недостатки

  • Невозможность просчитать силу тока, что может быть опасно;
  • К образованному при работе открытому контуру заземления притягиваются молнии. Удар молнии может достигать напряжения 2000 вольт, а это очень опасно. Именно поэтому способ не получил широкого распространения.

Где уже используют атмосферное электричество

Тем не менее, есть примеры использования приборов, работающих по описанному принципу — ионизатор люстра Чижевского уже не первое десятилетие продается и успешно работает.

Еще одной рабочей схемой получения электроэнергии из воздуха является генератор TPU Стивена Марка. Устройство позволяет получить электроэнергию без внешней подпитки. Многими учеными эта схема апробирована, но широкого применения пока не нашла из-за своих особенностей. Принцип действия этой схемы в создании резонанса токов и магнитных вихрей, которые способствуют возникновению токовых ударов.

В настоящее время в Грузии тестируется генератор Капанадзе. Этот источник энергии также работает без внешней подпитки и добывает электричество из воздуха без дополнительных ресурсов.

готовый к работе генератор Капанадзе
На фото готовый к работе генератор Капанадзе

Выводы

Новые способы получения дешевой энергии у многих ученых вызывают опасения из-за вмешательства в процессы атмосферы и ионосферы. Их влияние на возникновение и течение жизни на Земле изучено слабо, поэтому воздействие может пагубно отразиться на состоянии планеты.

Но лично я считаю, что технология атмосферного элекричества тормозится умышленно. Более того, существует факт масштабного использования электричества из воздуха до 1917 года. На видео ниже вы сами можете убедиться в существовании электроэнергии даже в 17 веке.

Источник

Как получить ток из антенны

Общеизвестно, что диэлектрики в электрических схемах далеко не всегда играют роль изоляторов. Реально они содержат не меньшее количество зарядов, чем проводники, но все заряды в диэлектриках закреплены на своих местах внутренним электрическим полем, т.е. уравновешены, а свободно перемещающихся, как в проводниках, нет. Поэтому нет и электрических токов проводимости – потоков зарядов, управляемых напряжением. Отсюда и вытекает, что диэлектрик – изолятор.

Однако, существуют условия, при которых равновесие зарядов в диэлектриках может быть нарушено, и тогда они могут выполнять роль проводников. Всем известный пример – плёнки диэлектриков, используемых в конденсаторах. Плёнки прекрасно проводят переменный электрический ток. Однако этот ток – не поток зарядов, как в проводниках, а лишь смещение множества зарядов из своего закреплённого состояния. И всё равно, такое движение зарядов – тоже электрический ток. Хотя и обладающий несколько иными свойствами, чем ток проводимости. Это – ток поляризации.

Явление поляризации возникает в любом диэлектрике, если его поместить во внешнее электрическое поле. Под действием этого поля в нём образуются электрические диполи, при этом на граничных поверхностях диэлектрика возникают нескомпенсированные электрические заряды [1]. Естественно, если напряжённость внешнего поля менять, например, по периодическому закону, то в диэлектрике возникает поляризационный ток, изменяющийся по тому же закону [2]. Такое явление возникает в любом диэлектрике, лишь бы он находился во внешнем электрическом поле.

Используя это физическое явление, можно объяснить, например, такой феномен, как работа однопроводных (незамкнутых) электрических цепей, примеры которых подробно описал сто с лишним лет назад гениальный экспериментатор Никола Тесла. При работе в этих цепях ток проводимости в местах разрыва цепи можно легко (технологии Теслы) превратить в ток поляризации, распространяющийся в диэлектрической среде, и с помощью уже такого тока цепь может быть замкнута и реально работать на полезную нагрузку.

При изменении внутренней структуры диэлектрика с образованием электрических диполей в нём возникает ряд интересных и перспективных явлений. Одно из них – генерация с помощью атмосферы (диэлектрик!) электроэнергии при выполнении экспериментатором определённых физических условий. Н. Тесла был первым, кто понял, что это вполне реально. Он создал «тесловские» трансформаторы и построил башни с уединёнными полусферическими конденсаторами на вершине, которые как бы «раскачивали» атмосферу и заставляли её выделять громадное количество энергии. Впрочем, Тесла опередил своё время и его многие открытия, как и работы более поздних его последователей, оказались невостребованными: в то время ещё далеко было до глобального энергетического кризиса…

Запатентованные тесловские устройства по утилизации атмосферного электричества требовали размещения крупной металлической пластины (антенны) на большой высоте. Антенна соединялась с землёй через кабель и конденсатор большой ёмкости. Наверху антенна заряжалась электричеством до больших величин, после чего с помощью прерывателя, соединённого с конденсатором, заряд превращался в переменный ток, годный к употреблению. Но что заряжало антенну? Убеждённый в существовании эфира, Тесла полагал, что это были мелкие частицы эфира, а также космическое и солнечное излучения [3].

Позднее в научном сообществе всякие ссылки на эфир были изъяты из исследовательских работ, поэтому в современных патентах, описывающих устройства по утилизации атмосферного электричества (например, [4]), принцип действия устройств авторами объясняется существованием вертикального градиента электрического поля Земли. Между антенной на высоте и электрическими схемами внизу существует разность потенциалов, вот её и пытаются использовать для утилизации энергии. Впрочем, поднимать громоздкую антенну на несколько сот метров вверх, как рекомендуется в патентах, и затем работать с ней там длительное время, невзирая на погоду, – задача сама по себе не из самых простых.

Однако, как показывают наши эксперименты, антенну в подобных устройствах вовсе не обязательно поднимать вверх.

В настоящей работе мы опишем действующую модель устройства, получающего электроэнергию из атмосферы с помощью антенны, расположенной, однако, на столь малой высоте, что с её помощью использовать разность потенциалов земного электрического поля не имеет смысла [5].

Устройство представляет собой незамкнутую (однопроводную) электрическую цепь, на одном конце её включена антенна (в терминах электротехники – уединённый конденсатор), которая изолирована от земли, но расположена на столь же малой высоте, что и приёмник электроэнергии. Антенна-уединённый конденсатор представляет собой либо металлическую (можно металлизированную) пластину (в описываемом устройстве – площадью около одного квадратного метра), либо металлическую решётку той же площади. На уединённый конденсатор с помощью повышающего трансформатора приёмника электроэнергии подаётся переменное напряжение амплитудой 800–1000 Вольт и частотой в несколько десятков килоГерц (рисунок). На низковольтную обмотку этого трансформатора работает генератор периодического напряжения, питающийся от автомобильного аккумулятора. К другому контакту повышающей обмотки трансформатора подсоединена нагрузка – резистор величиной в несколько десятков килоОм, второй контакт которого заземляется.

pic_47.tif

Модель устройства, получающего электроэнергию из атмосферы с помощью антенны:1 – антенна (уединённый конденсатор), 2 – генератор переменного напряжения с питающим аккумулятором, 3 – повышающий трансформатор, 4 – нагрузка, 5 – заземление

Таким образом, в схеме создана цепь для заряда/разряда уединённого конденсатора, соединённая с землёй, при этом ток заряда/разряда протекает через нагрузку, выделяя в ней полезную энергию. Эксперимент показывает, что этот ток и полезная энергия в нагрузке возрастают при увеличении площади уединённого конденсатора-антенны. Заметим, что конструктивная ёмкость конденсатора-антенны относительно земли в происходящих процессах роли не играет: она слишком мала и, кроме того, если эту ёмкость ещё уменьшить, например, поднимая уединённый конденсатор выше, ток заряда/разряда не только не уменьшится, а наоборот, имеет тенденцию к увеличению.

Читайте также:  Всех бью током это нормально

Практически в схеме, изображённой на рисунке, при описанных выше параметрах удавалось получить на выходе более 20 Ватт электроэнергии при затратах аккумулятора, не превышающих 9,5 Ватта. Кроме резистора в нагрузке были использованы и работали цепочки светодиодов и небольшие лампы накаливания. Возможно также подключение (через согласующие трансформаторы) заряжающих устройств для мобильных телефонов и других схем.

Если отключить уединённый конденсатор от повышающего трансформатора при работающем генераторе, ток через нагрузку уменьшается на четыре-пять порядков. Приёмник без антенны перестаёт получать дополнительную энергию извне – из атмосферы.

Каким образом можно объяснить процесс извлечения электрической энергии из атмосферы с помощью антенны и генератора периодического напряжения? Вертикальный градиент электрического поля Земли в нашем случае не играет роли. О существовании мелких частиц эфира в доступной нам научной литературе никаких сведений нет.

Посмотрим ещё раз на рисунок. Антенна, соединённая с высоковольтной обмоткой трансформатора, практически не излучает в пространство радиоволны на частоте колебаний генератора напряжения, поскольку длина волны колебаний, производимых генератором, выбирается порядка 10–15 километров, а длина антенны, удовлетворяющая условию мобильности и малогабаритности описываемого устройства, выбирается в тысячи раз короче. Но антенна возбуждает в локальной области пространства вокруг себя переменное высоковольтное электрическое поле. Поле поляризует молекулы воздуха, превращая их в электрические диполи (см. [1]). Поляризованные молекулы выстраиваются вдоль линий напряжённости поля, при этом поворот осей симметрии поляризованных молекул вдоль линий напряжённости увеличивает силу взаимодействия их с источником внешнего поля (антенной). В итоге происходит процесс пространственного упорядочивания электрических диполей в организованной внешним полем среде.

Далее происходит следующее. Принципиальное отличие уединённого конденсатора-антенны от конденсатора обычного, с параллельными пластинами и однородным электрическим полем между ними, состоит в том, что уединённый конденсатор конечных размеров создаёт вокруг себя в диэлектрике (в нашем случае – в атмосфере) неоднородное по напряжённости электрическое поле; действительно, напряжённость поля уменьшается при удалении от уединённого конденсатора, следовательно, поле неоднородно.

Известно, что диполи, находящиеся в неоднородном электрическом поле, втягиваются в сторону б. Ольшей его напряжённости [6]. Поэтому в начале каждого периода заряда уединённого конденсатора атмосферные диполи будут стремиться расположиться как можно ближе к его поверхности с силой, пропорциональной градиенту напряжённости поля. Таким образом, во время заряда за счёт неоднородности поля увеличивается объёмная (и поверхностная) плотность электрических зарядов у поверхности уединённого конденсатора. Естественно, увеличение плотности зарядов вблизи поверхности вызывает увеличение общего заряда Q уединенного конденсатора. В соответствии с известной формулой

где С – ёмкость конденсатора, U – напряжение на нём.

При неизменной амплитуде напряжения U на конденсаторе, задаваемой генератором, увеличение заряда Q эквивалентно увеличению ёмкости С уединённого конденсатора. При увеличении ёмкости увеличивается и зарядно/разрядный ток, определяемый по формуле:

Увеличение тока ведёт к возрастанию мощности в нагрузке.

Обратим внимание на следующее. Изменение ёмкости уединённого конденсатора происходит синхронно с процессами его заряда и разряда, т.е. привязано к периодическому напряжению U, выдаваемому генератором. Если это напряжение имеет по форме и положительную, и отрицательную полуволны за период колебания, то изменение ёмкости будет происходить в два раза чаще частоты повторения колебаний генератора: атмосферные диполи будут поворачиваться к поверхности конденсатора то одним, то другим своим зарядом в течение одного периода. Но периодический процесс с изменением ёмкости в два раза чаще, чем частота колебаний основного генератора, с точки зрения теории электрических цепей с переменными параметрами имеет признаки одного из вариантов параметрического процесса [7], и в нём источником накачки, для нашего случая, является сама атмосфера. Мы полагаем, что сумму энергии генератора и энергии накачки, отдаваемой атмосферой, как раз и выделяет приёмник, описанный в этой работе.

Вероятно, роль источника накачки для устройств, подобных описанному здесь, может играть не только атмосфера, но и другие диэлектрики. Так ли это и какие из диэлектриков могли бы выполнять эту роль наиболее эффективно – должен показать опыт.

Расположение антенны уединённого конденсатора вблизи поверхности земли рядом с приёмником электроэнергии существенно упрощает и делает более надёжным способ получения энергии из атмосферы. Понятно, что при практическом использовании это позволит во много раз снизить затраты на производство таких устройств и, следовательно, удешевить стоимость получаемой электроэнергии.

Источник



Бесплатное электричество: как получить электрический ток из земли и воздуха своими руками

demo-capabilities-01

Поиски новых источников энергии постоянно ведутся в современной науке. Статическое электричество, присутствующее в воздухе, могло бы стать одним из них. В настоящее время это стало реальностью.

Известны два способа: ветряные генераторы и атмосферные поля. Не менее интересна энергия Земли. Добытое из нее «вечное» электричество помогло бы экономить обычную электроэнергию, стоимость которой увеличивается. Иногда необходимо получение даже мизерных его количеств.

Добыча из воздуха

141730981816cf1efb3bcaca573be3ee31cf62aaf28ea74a4c5

Атмосферное электричество вполне может быть использовано. Многих привлекает возможность поставить себе на службу природную стихию во время грозы.

В атмосфере также присутствуют волны от поля планеты. Оказывается, электричество можно добыть из воздуха своими силами, не применяя сверхсложные устройства.

Некоторые способы следующие:

  • грозовые батареи используют свойство электрического потенциала накапливаться;
  • ветрогенератор преобразовывает в электричество силу ветра, работая долгое время;
  • ионизатор (люстра Чижевского) — популярный бытовой прибор;
  • генератор TPU (тороидального) электричества Стивена Марка;
  • генератор Капанадзе — бестопливный энергетический источник.

Рассмотрим подробно некоторые из устройств.

Ветрогенераторы

rewalls-com-33473

Популярный и всеобще известный источник энергии, получаемой с помощью ветра — ветрогенератор. Подобные устройства давно применяются во многих странах.

Установка в единственном числе ограниченно обеспечивает нужды электропитания. Поэтому приходится добавлять генераторы, если нужно обеспечить энергией крупное предприятие. В Европе существуют целые поля с ветряными установками, абсолютно не наносящими вреда природе.

[advice]Стоит отметить: недостатком может считаться невозможность рассчитать заранее величины напряжения и тока. Следовательно, нельзя сказать, сколько накопится электричества, так как действие ветра не всегда предсказуемо.[/advice]

Грозовые батареи

lightning

Устройство, накапливающее потенциал с использованием атмосферных разрядов, называется грозовой батареей.

Схема прибора включает лишь антенну из металла и заземление, не имея сложных преобразовывающих и накапливающих компонентов.

Между частями прибора появляется потенциал, который затем накапливается. Воздействие природной стихии не подлежит точному предварительному расчету и данная величина также непредсказуема.

[warning]Важно знать: это свойство довольно опасно при реализации схемы своими руками, так как создавшийся контур притягивает молнии с напряжением до 2000 Вольт.[/warning]

Тороидальный генератор С. Марка

dscf0024

Устройство, изобретенное С. Марком, способно вырабатывать электричество через некоторое время после его включения.

Генератор TPU (тороидальный) может питать бытовые приборы.

Конструкция состоит из трех катушек: внутренней, внешней и управляющей. Он действует из-за появляющихся резонансных частот и магнитного вихря, способствующих образованию тока. Правильно составив схему, подобный прибор можно сделать самому.

Генератор Капанадзе

l_6293a0b1

Изобретатель Капанадзе (Грузия) воспроизвел генератор свободной энергии, в основе разработки которого лежал загадочный трансформатор Н. Тесла, дающий гораздо большую выходную мощность, чем в токе контура.

Генератор Капанадзе — бестопливное устройство, являющееся примером новых технологий.

Запуск осуществляется от аккумулятора, но дальнейшая работа продолжается автономно. В корпусе осуществляется концентрация энергии, добываемая из пространства, динамики эфира. Технология запатентована и не разглашается. Это практически новая теория электричества и распространения волн, когда энергия передается от одной частицы среды к другой.

Добыча из Земли

Earth magnetic field

Невзирая на то, что запас энергии Земли очень большой, добыть ее весьма трудно. Нереально это сделать своими руками, если речь идет о достаточном количестве для промышленных целей.

Но электричество из планеты, ее магнитного поля возможно получить собственными силами в небольших порциях, достаточных для зажигания фонарика на светодиодах, неполной зарядки телефона. Можно надеяться, что возможность взять эти небольшие порции не нанесет вреда земному шару.

Гальванический способ (с двумя стержнями)

5765680fa99b2

Известен способ получения электричества, основанный на взаимодействии двух стержней в растворе соли (гальваника).

Между стержнями из разных металлов в электролите появляется разность потенциалов.

Такие же детали (из алюминия и меди) можно погрузить в землю на 0,5 метров, полив пространство между ними раствором соли (электролитом). Это способ получения некоторого количество бесплатного электричества.

От заземления

47557

Другой способ позволяет собрать электроэнергию от заземления при использовании ее различными потребителями.

Например, в частном доме электроснабжение оснащено заземляющим контуром, на который при включенной нагрузке стекает какая-то часть электричества. Конкретно, переменный ток идет по проводам: «фаза» и «ноль», второй из которых заземляется и чаще всего не опасен. А удар током можно получить из фазового провода.

Читайте также:  Чем выше сила тока у usb тем

[advice]Примите во внимание: не стоит пробовать получить электроэнергию подобным способом в домашних условиях при недостатке знаний. Если перепутать «фазовый» провод заземления с «нулевым», с которого можно получить данную энергию, токовый удар придется по всему зданию.[/advice]

Количество электричества, взятое из нулевого провода, гораздо меньше чем от солнечной батареи. (От редакции: экспериментировать с данным методом чрезвычайно опасно и категорически не рекомендуется).

Другие способы

19368520

Халявное электричество требуется и на садовом участке, в связи с чем один из умельцев утверждает: его добыча возможна, если применить наполовину мистические способы. А именно: даром его могут дать самодельные пирамиды.

Начитавшись о необычных свойствах этих конструкций, он соорудил пирамиду 3 на 3 метра и начал делать реальные испытания. То есть — пробовать доказать: невозможно получить энергию из «ничего», ограниченного пространства либо из космоса.

Возможно с юмором, но, по словам частного дачника, смонтированный из алюминиевой фольги и гелевого аккумулятора (накопителя энергии) генератор питал светильники на участке. Одним словом, из пирамиды потекла дармовая (вернее — дешевая) электрическая энергия, ток.

Далее дачник уверяет, что строительством подобных конструкций из дерева или других изоляционных материалов заинтересовалась вся деревня. Якобы, есть реальная возможность взять энергию из пирамиды на халяву.

maxresdefault

Однако, ведутся серьезные научные изыскания в области получения малого электричества из продуктов жизнедеятельности растений, переходящих в землю.

Такие источники, дающие вечное электричество, то есть — работающие с восполнением энергии, используют в системах контроля за влажность. Судя по тому, что эксперименты проводятся на горшечных растениях, подобные приборы можно делать и испытывать самостоятельно.

Из глубин Земли успешно идет добыча тепла станциями геотермальной энергии в Калифорнии, Исландии. Недра, вулканы используются для выработки сотен МВт электроэнергии также, как это делается посредством солнца и ветра.

19077-630x380

На практике своими руками жители районов с вулканической деятельностью могут самостоятельно сделать, например, геотермальный насос для отопления. А тепло известными способами можно превратить в электричество.

Множество ученых и изобретателей ищут путь к энергетической независимости, будь то свет, тепло, атмосферные явления или холодный фотосинтез. При повышающихся ценах на электроэнергию это вполне уместно. Некоторые способы давно стали реальностью и помогают получать энергию даже в значительных масштабах.

Изобретатели и ученые разрабатывают проекты на основе токов в земной мантии, потока частиц в виде солнечного ветра. Считается, что планета представляет собой большой сферический конденсатор. Но до сих пор не удалось выяснить, как восполняется его заряд.

Во всяком случае, человек не имеет права значительно вмешиваться в природу, пытаясь разрядить этот запас энергии, не изучив процесс досконально с учетом последствий.

Смотрите видео, в котором пользователь разъясняет, как без особых затрат сделать ветрогенератор и получить желаемое бесплатное электричество:

Источник

Как получить ток из антенны

В. Т. Поляков, RA3AAE

1. История «метелки»

Метелочная антенна известна очень давно, еще с 30-х годов прошлого века, и иногда применяется до сих пор в качестве радиоприемной для ДВ и СВ диапазонов. Казалось бы, что в ней необычного или таинственного? Ее описание есть во многих журналах и книгах, и уж непременно встречается в изданиях для начинающих. Общепринято мнение, что в электрическом отношении она представляет собой вертикальный провод, эффективность которого несколько улучшена емкостной нагрузкой на верхнем конце — «метелкой». Антенна удобна отсутствием горизонтальной части и требует для установки только одной мачты.

Иногда обходились и без мачты, закрепляя «метелку» на кронштейне к дымовой трубе или верхней части стены дома [1]. Цитируем:

«Производством таких антенн занимается фирма Central Equipment Ltd, утверждающая в своих рекламных извещениях, что разработанная ею антенна, помимо того, что она не загружает крыш зданий, имеет и ряд преимуществ в отношении приемных свойств».

Последняя фраза загадочна. Искать в интернете фирму и ее рекламный проспект 1935 года было почти бессмысленно, тем не менее, фирма с таким названием нашлась в Канаде, но основана она была в 1958-м. Нам остается привести из [1] лишь описание конструкции: «. антенна собрана в виде целого пучка коротких кусков медной проволоки; длина отдельного куска проволоки равна около 23 см (рис. 1). Нижним своим концом этот пучок вставляется в массивный фарфоровый изолятор, ко дну которого присоединен провод длиной около 15 м, соединяющий антенну с приемником. Фарфоровый изолятор вставляется в кольцо железного гальванизированного кронштейна, который может быть прикреплен гвоздями либо к дымовой трубе, либо к фронтону стены дома. Провод, идущий от антенны к приемнику, в целях изоляции его от крыши и стены дома, прикрепляется к специальным кронштейнам-изоляторам, устанавливаемым на карнизе стены и у самого ввода. Ввод устраивается из эбонитовой трубки». Рисунок я не смог сканировать из журнала из-за плохого качества, поэтому перерисовал с возможно большей точностью. Похожий рисунок приведен в [2]. В оригинале угол разведения проводов в пучке не превосходил ± 15 градусов.

Обращает на себя внимание тщательность изоляции антенны. Вместе с антенной фирма выпускала и заземление, сконструированное, на мой взгляд, весьма эффективно и разумно. В землю зарывалась вертикальная медная труба с отверстиями, заполненная гигроскопическим материалом Silitit, по утверждению рекламного проспекта обладающего способностью впитывать влагу из земли. Кстати сказать, наши радиолюбители, не имея хитрого заморского материала, использовали для той же цели обычный древесный уголь. К верхнему концу трубы присоединялся провод заземления, а к нижнему — пучок медных проводов, разведенных в разные стороны — та же «метелка», но перевернутая, направленная в землю. Такое заземление говорит о грамотности фирмы.

В последующих описаниях метелочной антенны рекомендовали поднимать ее на шесте [2, 3], собирать пучок из 19, 37 или 61 куска (. ) голого медного провода, выбирать длину кусков от 0,5 до 1 м (!) и разводить их на угол от 45 до 90 градусов. Естественно, емкость такой могучей «метлы» должна быть больше, а указание о числе кусков провода представляется абсурдным. Еще оправдано число 7, оно дает плотную упаковку в изоляторе — один провод в центре и шесть по окружности, но 61 или 62, какая разница?

Вот что смущало меня много лет. Для создания емкости «метелка» — одна из самых неоптимальных конструкций! Емкостные нагрузки применяли еще Г. Герц и А. С. Попов в виде пластин на концах вибратора, Н. Тесла в виде тороида на вершине своей высоковольтной башни, значит, делать их умели, но никто не применял «метелок». Представляется, что кольцо из проволоки с несколькими спицами, размером с «метелку», будет обладать той же емкостью, но гораздо меньшей массой, и меньшим ветровым сопротивлением. Схематически оптимальная емкостная нагрузка показана на рис. 2.

В то же время, еще с середины позапрошлого века известны были кисточки из тонких проводов для снятия заряда с пластин электростатических машин — «метелки» в миниатюре. Они и сейчас применяются с той же целью на крыльях самолетов и мачтах больших антенных сооружений. Если бы «метелку» показали человеку, никогда не слышавшему о радиоволнах и антеннах, он бы с уверенностью сказал, что это устройство для «распыления» электричества в атмосферу! Оно чем-то напоминает и перевернутую «люстру» Чижевского.

Metla12

2. Атмосферное электричество.

Вспомним, что нам известно об атмосферном электричестве, поскольку никакого «своего» электричества мы к метелочной приемной антенне не подводим. В приземном слое воздуха существует градиент потенциала, т. е. напряженность электростатического поля, в среднем около 130 В/м. Это значит, что на высоте нашей головы потенциал атмосферы превосходит 200 В, но мы этого не чувствуем, потому что воздух — хороший диэлектрик, и ток, текущий через наше тело, крайне мал. Верхние слои атмосферы — ионосфера — проводят ток, поскольку молекулы воздуха там ионизированы, в основном, солнечным ультрафиолетовым излучением. Ионосфера заряжена положительно относительно земли, и ее потенциал достигает многих сотен киловольт. Таким образом, мы живем как бы между обкладками большого сферического воздушного конденсатора размером во весь Земной Шар.

Тем не менее, и у поверхности Земли есть небольшой ионный ток, направленный сверху вниз. Его плотность, измеренная чувствительными приборами, составляет несколько пикоампер на квадратный метр. По всей же поверхности Земли этот ток достигает тысяч ампер. Современной науке еще не совсем ясны механизмы генерации атмосферного электричества, по одной из теорий отрицательный заряд к Земле переносят молнии, ведь в каждый момент на Земле бушует около двух тысяч гроз. Перед грозой, и в других случаях активной электризации в атмосфере напряженность поля сильно возрастает. Наш ведущий специалист по атмосферному электричеству пишет [4]:

«При высоких значениях электрического поля у земной поверхности порядка 500. 1000 В/м начинается электрический разряд с острых вытянутых предметов (травы, деревьев, мачт, труб и т. д.), который иногда становится видимым (т. н. огни св. Эльма, особенно яркие в горах и на море). Возникающие при метелях, ливнях и особенно грозах токи коронирования способствуют обмену зарядами между Землей и атмосферой».

Читайте также:  Yasin led 42e3000 ток подсветки

Об этом эффекте знали еще во времена Б. Франклина, почитайте интереснейшую статью основателя искусственной аэроионизации А. Л. Чижевского [5]: «Начиная с 1757 г. Беккариа (Beccaria) производил в Болонье наблюдения над этим явлением, называя его «электричеством хорошей погоды». Он употреблял для опытов металлический стержень, который, присоединив сперва на короткое время к земле, соединял затем с электроскопом. Тотчас же начиналось медленное положительное заряжение стержня почти до постоянного значения».

Это значение соответствует, естественно, потенциалу атмосферы вблизи острия. Я и сам наблюдал подобное явление, когда присоединил к только что поставленной антенне в виде длинного провода (около 30 м) обыкновенный школьный электроскоп. Несмотря на пасмурную погоду, напряжение на антенне в течение нескольких секунд возрастало до примерно 1,5 кВ, потом где-то тихо щелкало (пробивалось) и стрелка падала до нуля. Процесс повторялся периодически. Любопытно, что уже через пару недель изоляторы антенны загрязнились в московском воздухе, и явление больше не наблюдалось.

3. Ток «из воздуха«.

Метелочная антенна соединена с землей через катушку приемника (контурную, или связи), поэтому ее потенциал равен потенциалу земли, который обычно принимают за нулевой. В то же время воздух на высоте 15 м (рекомендованная выше длина снижения) имеет потенциал + 2 кВ, что и вызывает истечение отрицательных зарядов с острия. Это электроны, но существуют они очень недолго, ведь путь свободного пробега в воздухе при нормальном атмосферном давлении не достигает и микрона. Ударяясь в молекулы воздуха, они образуют отрицательные ионы, движущиеся преимущественно вверх, вдоль силовых линий электростатического поля атмосферы. В проводе антенны возникает постоянный ток. Он тем больше, чем больше проводов в «метелке».

Приехав на слет накануне доклада, я объявил его тему, и тут же получил интереснейший вопрос. Один из участников слета слышал, что острия проводов «метелки» надо затачивать! Надо ли, и зачем, спросили меня. Осталось только ответить, что надо, и чем острее, тем лучше. Дело в том, что силовые линии поля концентрируются у острия, и напряженность поля Е возрастает. У самого острия ее подсчитывают по очень простой формуле: E =U/r , где U — потенциал, r— радиус кривизны острия. Ионизация начинается при Е = 10 7 . 10 8 В/м [6], поэтому желательно сделать радиус кривизны острия порядка 10 микрон или еще меньше, если это только возможно механически. Электролитическим способом получают и еще более тонкие острия. Итак, у нас есть шанс получить тихий, или даже коронный разряд с метелочной антенны и ток в антенной цепи. Но зачем это нам?

Должен заметить, что разряд с антенны создает столб ионов над ней. Он в какой то мере проводит ток, точнее, сам является током, направленным сверху вниз (принятое направление тока противоположно движению электронов и отрицательных ионов). Приходящая радиоволна модулирует этот ток, а он идет в антенну и через ее снижение в приемник. Другими словами, ионный столб увеличивает действующую высоту антенны!

В одной старой книжке я прочитал интересное наблюдение: прием дальних станций улучшался зимним вечером в безветренную погоду, когда в домах поселка затапливали печи. Тогда я посчитал это совершенной ерундой — ну какое отношение могут иметь печи к радиоприему! Теперь я так не считаю. Вертикальный столб дыма из трубы — это поток ионизированного воздуха, хоть и слабо, но проводящего. Получается высокая пассивная антенна, принимающая и переизлучающая радиоволны. Около нее и обычная антенна принимает лучше.

Можно ли использовать атмосферное электричество для практических целей? Было много попыток и даже получены некоторые результаты. В университетском городке на западе США живет и работает профессор Олег Ефименко. Он повторил некоторые конструкции старинных электростатических моторов и усовершенствовал их, подняв КПД до 60. 80%. Моторы, соединенные с высокой антенной, вращались, но мощность их мизерна. Пользоваться же подобными игрушками в грозу просто опасно. Судя по опубликованным данным, ток с антенны измеряется наноамперами, а снимаемая мощность оказывается в пределах нескольких милливатт. Но вернемся к «метелке», извлекающей слабый ток из атмосферы.

4. Характеристики тихого и коронного разрядов.

Нас будет интересовать, прежде всего, вольтамперная характеристика, т. е. зависимость тока разряда I от напряжения на остриях U, т. е. разности потенциалов между острием и окружающим воздухом. Если напряжение увеличивать, то очень слабый ток «метелки» растет (рис. 3). Он обусловлен оседанием ионов, всегда в небольшом количестве имеющихся в воздухе (несамостоятельный тихий разряд). По достижении «напряжения зажигания» (крутой излом на характеристике) разряд переходит в самостоятельный, а излучаемые остриями электроны приобретают энергию, достаточную для ионизации молекул воздуха. Острие оказывается окруженным облачком ионов, и разность потенциалов между ним и окружающим воздухом не растет с увеличением тока, а падает! Мы переходим в область отрицательного сопротивления на вольтамперной характеристике. При дальнейшем увеличении поля ионы быстрее разлетаются от острия, увеличиваются и ток, и разность потенциалов. Начинается область коронного разряда, сопровождающегося свечением на кончиках игл.

Стабилизировать электрический режим острия в области отрицательного сопротивления можно только одним способом — питая его от генератора тока, имеющего очень большое внутреннее сопротивление. Но ведь именно таким генератором и оказывается атмосфера, питающая электричеством нашу метелочную антенну! Проводимость воздуха мала, а его «внутреннее сопротивление», соответственно, велико. Следовательно, при удачном сочетании высоты «метелки», остроты ее игл и напряженности электростатического поля атмосферы ток с антенны вполне может оказаться оптимальным (Iopt на графике), и вывести антенну на режим отрицательного сопротивления.

Metla34

5. Антенна, усиливающая сигнал!

Отрицательное сопротивление обладает уникальными свойствами — при росте тока напряжение на нем падает, мощность не рассеивается, а выделяется, подведенный сигнал не ослабляется, а усиливается! В радиотехнике отрицательные сопротивления проявляются у неоновых ламп, тиратронов, тиристоров, туннельных и лавинно-пролетных диодов. Последние два прибора широко используют для генерации и усиления ВЧ и СВЧ колебаний.

Теперь соберем все вместе, и посмотрим, что у нас получилось. Метелочная антенна, как обычный вертикальный провод с емкостной нагрузкой принимает радиосигнал. Хорошая практика — настраивать антенную цепь на частоту сигнала. Это делают с помощью катушки, образующей с емкостью антенны колебательный контур (рис. 4). ВЧ ток в цепи антенны возрастает при резонансе в Q раз, где Q — добротность антенной цепи. Добротность равна отношению реактивного сопротивления катушки (которое при резонансе в точности равно реактивному сопротивлению емкости антенны) к суммарному сопротивлению потерь в антенной цепи. Но кроме обычного положительного сопротивления потерь в антенную цепь у нас теперь входит и отрицательное сопротивление разряда с игл метелки! Суммарное сопротивление уменьшается, добротность цепи растет, ток ВЧ сигнала и его напряжение на катушке тоже увеличиваются. Получается, что антенна усиливает принимаемый сигнал за счет подпитки ее атмосферным электричеством.

Эффект усиления ВЧ сигнала антенной можно пояснить и по-другому, по аналогии с анодной цепью выходной лампы передатчика, работа которой описана во множестве книжек по радиотехнике. Когда анодный ток лампы растет, то напряжение на аноде падает, и наоборот. При этом лампа отдает мощность в нагрузку, потребляя ее от источника питания. Здесь картина аналогична (см. графики на рис. 4 справа). Предположим, что мы настроили антенну на частоту принимаемого сигнала, и на «метелке» появилось переменное напряжение U. Во время его положительной полуволны разность потенциалов между остриями и окружающим воздухом уменьшается, и ток I падает, а во время отрицательной полуволны — увеличивается, и ток растет. Все как в лампе, но источником «анодного питания» служит атмосфера.

Естественны вопросы: а какое усиление можно получить, и какую мощность можно снять с «метелки»? Ответа на первый вопрос я не знаю, поскольку спешу поделиться с радиолюбителями этой интересной гипотезой, и еще не проводил никаких экспериментов. По поводу мощности — полагаю, что она очень невелика, и ограничена мощностью атмосферного «источника питания». Наверное, десятки, от силы сотни микроватт. Поэтому нечего надеяться усилить, например, сигнал маломощного передатчика. Даже при приеме местных радиостанций мощность, снимаемая с антенны подобных размеров, может достигать единиц милливатт, и получить усиление проблематично. Иное дело при приеме слабых дальних станций. Здесь «усилительные свойства» метелочной антенны должны проявиться в полной мере. Нужны эксперименты!

В заключение выражаю благодарность С. Синдееву (UA3LMR) за подаренные журналы «Радиофронт» [1], и всем присутствовавшим на докладе за огромный интерес и внимание, с которыми он был выслушан.

Источник