Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Электрик Инфо » Избранные статьи » Спорные вопросы » Использование энергии окружающей среды в качестве источника питания, энергия будущего
Количество просмотров: 1190
Комментарии к статье: 2


Использование энергии окружающей среды в качестве источника питания, энергия будущего


 
 

С самого начала необходимо избавиться от иллюзий и понять, что когда мы говорим о каком-нибудь электрическом устройстве или цепи, то всегда предполагаем наличие совершенно определенного источника электрической энергии, обеспечивающего питание. Таким источником может выступать сеть переменного тока, химический источник постоянного тока (батарея или аккумулятор), бензиновый генератор и т. д.

В любом случае, благодаря конструкции устройства, энергия источника преобразуется в полезную работу, которая совершается в нагрузке. И если потери энергии при этом не очень велики, то мы говорим, что устройство обладает приемлемым коэффициентом полезного действия (КПД).

Что же касается самого устройства, то оно может содержать в себе активные и пассивные компоненты, которые как-то совместно функционируют, давая в итоге нужный результат — нагрузка получает электрическую энергию с адекватными напряжением, током и частотой. Если в нагрузке действует постоянный ток, то мы говорим о токе, напряжении и мощности, а о частоте речи не идет.

Без иллюзий

Очевидно, что сама по себе энергия источника не может просто взять и ни с того ни с сего увеличиться в устройстве, ведь энергия не может создаться из неоткуда. Все, что может здесь произойти — это преобразование энергии источника.

Например, если источник дает нам постоянное напряжение 12 вольт и обеспечивает потребляемый от него постоянный ток в 10 ампер, то эта энергия может быть преобразована в устройстве, допустим, - в 1200 вольт с постоянным током в 0,1 ампер (если предположить идеальную ситуацию, когда никаких потерь в процессе преобразования энергии нет, хотя в реальности потери есть всегда).

Здесь имеется ввиду, что произведение U*I, то есть непрерывно производимая в каждую секунду полезная работа (в идеале), а значит — преобразуемая каждую секунду энергия источника, как минимум - сохраняется на том же уровне, на котором она поступила в устройство, электрическая энергия источника попросту преобразуется в другую, более подходящую форму, например с помощью импульсного трансформатора.

Даже если нам жизненно необходимо получить на нагрузке 1200 вольт при токе в 0,2 ампера (или 2400 вольт при токе в 0,1 ампера или даже в 10 ампер), а потребление постоянного тока от источника нужно при этом обязательно сохранить на том же небольшом уровне (12В*10А = 120 Вт), то придется пойти на уступки — можно в конце концов отказаться от непрерывного использования непрерывно поступающей энергии источника, и прибегнуть к использованию этой же энергии, только в форме импульсов в нагрузке.

В этом случае необходимо будет допустить перерывы в процессе передачи энергии от источника к нагрузке, во время которых энергия источника сможет где-то накапливаться, с тем, чтобы потом расходоваться бОльшими порциями.

Таким путем достижимы в принципе импульсные токи любой величины, однако длительность каждого события, когда ток сможет действовать в нагрузке, окажется в этом случае во столько же раз короче (по отношению к периоду следования импульсов), во сколько раз активная мощность в импульсе будет превышать непрерывно потребляемую от источника активную мощность.

Подобный результат легко достигается применением буферного конденсатора, накапливающего заряд в промежутках между рабочими импульсами, или, например, включением в цепь резонансного колебательного контура с достаточно высокой добротностью.

Так или иначе, количество передаваемой к нагрузке энергии, независимо от того, подается ли она импульсами после предварительного накопления (в конденсаторе, катушке или в колебательном контуре), или же поступает непрерывно в форме постоянного тока, - все равно всегда окажется в идеальном случае тем же, сколько поступило на вход, а в реальности — меньше, поскольку в ходе преобразования всегда есть потери. Дополнительная энергия из ниоткуда не может появиться, согласно закону сохранения энергии и закону сохранения электрического заряда.

Источник питания при этом может подавать в устройство постоянный или переменный ток, что по большому счету не важно. А важно здесь то, что как бы мы ни преобразовывали энергию источника, в действительности энергии на выходе всегда будет меньше чем на входе, в силу наличия неизбежных потерь в реальных цепях. Резонанс здесь не поможет, ибо все что может резонанс — это допустить эффективное накопление энергии в форме колебаний.

Свободная энергия будущего

О реальной возможности существования подобных устройств

Но что если у нашего устройства источников энергии не один, а два. Причем первый источник — обычный традиционный, такой как батарея или сеть, а второй — не явный. В конце концов, вокруг нас существует воздух, хранящий в себе огромное количество тепловой энергии, которую ему сообщает Солнце.

Радиоприемник — прекрасный пример устройства, получающего питание от двух источников — от сети и от радиоволн. Только в случае с радиоприемником львиную долю энергии дает все же сеть, тогда как радиоволны доставляют в устройство лишь мизерную долю общей энергии, достаточную для формирования небольшого, скажем так, управляющего (колебаниями диффузора динамика) сигнала.

На самом деле идея использования энергии окружающей среды в качестве источника питания не нова. Еще Никола Тесла размышлял над возможностью создания такого преобразующего устройства, которое могло бы представлять собой нечто подобное пустой полости, в которую энергия окружающей среды могла бы втекать подобно жидкости, но лишь оказавшись внутри полости — сразу улетучивалась бы подобно газу, то есть преобразовывалась бы в другую форму и совершала при этом работу, так что полость осталась бы пустой и продолжала бы служить стоком для энергии окружающей среды.

Уже на данном этапе можно провести некоторые электрические аналогии. Примем что земля имеет нулевой электрический потенциал. Тогда любое заряженное тело расположенное над землей будет представлять собой один из полюсов источника питания, а заземление — другой его полюс.

Очевидна тенденция — разноименные заряды стремятся взаимно притянуться, и в принципе такая система может совершить крохотную работу в нагрузке, как заряженный конденсатор небольшой емкости.

Здесь уместным будет вспомнить о проявлениях статического электричества, которое всегда присутствует в воздухе. Заземление — аналог полости, в которую устремится заряд. Понятно, что ток от источника подобного рода не может быть большим, ведь внутреннее сопротивление оказывается колоссальным.

Но не будем забывать о значении высокого напряжения, которое способно компенсировать слабый ток. Если крохотных работ совершается много, и они повторяются с высокой частотой, при этом преобразование энергии осуществляется с приемлемым КПД, то нетрудно понять перспективы, которые вырисовываются с учетом современной технической базы.

Дополнительно:

Свободная энергия — концепция поиска новых источников энергии. Под свободной энергией понимается энергия не требующая последующих затрат на топливо или другие энергоносители.

Свободная энергия - насколько это реально?

Возможно ли создание вечного двигателя на неодимовых магнитах?

Использование энергии гравитации - как это возможно

Атмосферное электричество, как новый источник альтернативной энергии







Поделитесь этой статьей с друзьями:

Другие полезные статьи:

  • Как напряжение преобразуется в ток
  • Напряжение, сопротивление, ток и мощность - основные электрические величины
  • Что такое индуктивная и емкостная нагрузка
  • Падение напряжения в проводах - откуда оно берётся и как его посчитать
  • Свободная энергия - насколько это реально?
  • Категория: Избранные статьи » Спорные вопросы

    Теория, Источники энергии, Никола Тесла

      Комментарии:

    #1 написал: Владимир | [цитировать]

    Капанадзе и Смит как раз это и сделали, что маленькие работы совершаются с большой частотой, поэтому им не пришлось поднимать пластины высоко. А Тестатика вобще без заземления работает, так что и воздухе можно устроить аналог заземления.

      Комментарии:

    #2 написал: Сергей | [цитировать]

    Владимир,
    Капанадзе, как и Смидт, ничего не дали людям, потому как ни у кого этого рабочего образца до сих пор нет. А ихняя шумиха уже давно исчезла. Это все было начиная с 2010 года. Прошло уже десять лет. И что, где работающие образцы? Нет. Конечно их нет. Но наивные и доверчивые люди, верят что они существуют. Впрочем ни кто никому не запрещает верить в бога, в Капанадзе, или Смидта. Но по факту это пустышка. И не собераюсь верить в заговоры нефтяных магнатов, которые якобы поскупали эти разработки и держать в секрете. Это все дизинформация, просто повод оправдать явление халявной энергии. Вот по этому они ни чего не доказали. Нет устройства, нет о чем говорить, и спорит.

    Проичитал статью, и понял что автор, не разобрался до конца, что такое резонанс, и что он дает цепи переменного тока. Печально это все, но пробел знаний на лицо. Вы где вообще учились, а если да, то откройте учебники по комплексным числам, и вычислению параметров резонансной цепи через эти самые комплексные значения. И поймете, что резонанс, особенно полезен если вы хотите секономить на реактивных потерях. Но увы, раз автор уже дал однозначный ответ, что резонанс тут не поможет, то походу я зря тут распинаюсь. Но главное сам то понимает эффект от применения конденсаторов для компенсации реактивной энергии, значит не все потеряно. Просто не все досконально изучено.

    Добавление комментария
    Имя:*
    Комментарий:
    Введите код: *

    Популярные статьи:

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Яндекс Дзен

     




    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки

    Copyright © 2009-2020 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный (о сайте и авторах статей)
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.