Синфазная интерференция электромагнитных волн и трансгенерация энергий.
Суть исследований: Получены убедительные теоретические, расчетные и экспериментальные доказательства возможности трансгенерации электроэнергии за счёт неаддитивных (не линейных) свойств энергии электромагнитных полей и волн. Эксперименты достаточно просты и легко воспроизводимы в любой специальной лаборатории. Данная работа является развитием некоторых интересных идей Н.Тесла о физике радиоволн и возможности генерации энергии за счёт не линейности энергии поля. Работа не противоречит современной физике, электродинамике, хорошо обоснована теоретически.
Энергетическая технология.
Синфазная интерференция электромагнитных волн и трансгенерация энергий.
Согласно классической электродинамике Максвелла и теории электромагнитных полей и волн, при интерференции волн в пространстве происходит не простое суммирование энергии волн, а более сложный процесс. В интерференционных максимумах интенсивность результирующей волны больше интенсивности падающих волн, а в интерференционным минимумах меньше их суммы. Под интенсивностью здесь понимается энергия электромагнитного поля.
|
|
При интерференции складываются и вычитаются амплитуды электромагнитного поля. А энергия поля пропорциональна квадрату амплитуды результирующего электромагнитного поля. W~A2. При сложении двух амплитуд энергия колебаний возрастает в четыре раза, а не просто складывается. При вычитании двух равных амплитуд энергия результирующих колебаний становится равной нулю. Закон сохранения энергии при интерференции локально нарушается, но в целом по большому объему пространства сложение и вычитание электромагнитных волн взаимно компенсируют дуг друга, и общая энергия - это сумма энергий всех интерферирующих волн.
Локально нарушение закона сохранения энергии происходит из-за того, что при сложении электромагнитных волн складываются не сами энергии волн, а только амплитуды (напряженности) электромагнитного поля. Энергия же суммарной волны пропорциональна квадрата результирующей амплитуды (напряженности E, H). Наглядный опыт: если взять две или три узконаправленные (например, рупорные) антенны и синфазно направить их на приемную антенну, подключенную к ваттметру, то мощность на приемной антенне возрастет не в 2 - 3 раза по сравнению с одной передающей антенной, а в 4 - 9 раз соответственно. Одно из условий опыта - антенны не должны влиять друг на друга через эфир или фидерную линию. Такие опыты автором ставились неоднократно. Вопрос, почему мощность на приемной антенне возрастает в 9, а не в три раза при трех передающих антеннах? Дело в том, что на приемной антенне в три раза возрастает наведенная ЭДС, а мощность пропорциональна квадрату ЭДС. P=E2/ RН, где Е - ЭДС, RН - сопротивление нагрузки. Поэтому мощность на приемной антенне возрастает в девять раз, а не в три раза, как можно было бы подумать. Обычная классическая интерференция является многофазной, - в разных областях пространства электромагнитные волны складываются в разных фазах, где-то складываются, где-то вычитаются. Поэтому в целом эти два эффекта взаимно компенсируют друг друга и приращения энергии не происходит. Однако есть так называемая синфазная интерференция, при которой происходить только сложение (синфазное) амплитуд электромагнитных волн в нагрузке. При этом в нагрузке генерируется дополнительная энергия в виде тепла или электрического тока.
|
|
Синфазная интерференция электромагнитных полей и волн происходит например, в резонаторах, - объемных, диэлектрических коаксиальных, а также при образовании стоячих волн в катушках (т.н. трансформаторы Тесла). При этом радиомагнитные волны складываются строго в фазе (синфазно) в резонаторе. Если рассмотреть переходный процесс в идеальном (без потери затухания) резонаторе, то обнаружится весьма интересный энергетический эффект. Амплитуды радиоволн вошедших в резонатор суммируются арифметически (без потерь), но энергия внутри резонатора пропорциональна квадрату амплитуды (напряженности) электромагнитного поля. Энергия же потреблённая резонатором во время переходного процесса растёт линейно. Так как амплитуда в резонаторе растёт линейно то энергия растёт квадратично, т.е. энергия внутри идеального (без затухания) резонатора растёт из-за не линейности значительно быстрее чем энергия потреблённая от генератора, через фидерную линию. Так как фидерная линия больше длинны радиоволны то генератор и резонатор полностью развязаны.
Эту энергетическую особенность резонаторов можно использовать в специальных устройствах с высокочастотным сбросом энергии из резонатора в нагрузку.
Разработан ряд схем, на них имеются патентные заявки Р.С.Т. Принцип действия хорошо демонстрируется и доказывается математически.
Рассмотрим опыт. В прямоугольном волноводе находится диэлектрическая нагрузка. В качестве нагрузки может быть вода. На эту диэлектрическую нагрузку с двух сторон падают две СВЧ - волны. Параметры нагрузки подобраны так, что две электромагнитные волны почти полностью поглощаются в нагрузке. Такая нагрузка называется согласованной. Размеры нагрузки так же подобранны так, что амплитуды электромагнитных волн перекрывают друг друга и складываются в нагрузке. Так как амплитуды складываются, а мощность пропорциональна квадрату амплитуды W(P) = E2/R = T2 R RН, Pm ~ E2 то мощность в нагрузке будет больше, чем просто сумма двух падающих электромагнитных волн на нагрузку с двух сторон. Например, при подаче с двух каналов мощности по W1,2 = 100 Вт, всего 100+100 = 200 Вт. В нагрузке при частично перекрытых амплитудах измерялась мощность в интервале от 200 до 400 Вт " 300 Вт в среднем, при частотах от 2-104 Hz в разных волноводах fn= 2-104 Hz Мощность в нагрузке превышала мощность падающую на нагрузку с 2-х сторон в 1,5-2 раза. Этот результат является следствием синфазной интерференции СВЧ волн (SHF) в фидерной линии. В качестве фидерной линии может быть волновод: полосковая или коаксиальная линия и даже двухпроводная линия.
В любой из этих фидерных линий физические процессы происходят по одинаковым закономерностям. Например, две вечно бегущие электромагнитные волны образуют стоячую электромагнитную волну. В стоячей электромагнитной волне амплитуды прямой и встречной электромагнитной волны складываются, если они равны, то напряженность электрического и магнитного поля удваивается. E1,2=E1+E2 и Н1,2=Н1+Н2 Н0 электромагнитная мощность бегущей и стоячей электромагнитной волны пропорциональна квадрату напряжённости электрического поля: Р~Е2, в прямоугольном волноводе для волны СВЧ Н10 мощность электромагнитной волны определяется формулой: Рср= Е0*a*b/4*Zc*(1-[Л/2a]**2)**1/2, где a и b размеры волновода, Z - импеданс фидера, Л- длина волны СВЧ, где Е0 - амплитудное значение напряжённости электрического поля, ** - возведение в степень. Итак видно, что при сложении двух встречно-бегущих электромагнитных волн мощность результирующей электромагнитной волны увеличивается в четыре раза. Это приводит к тому, что электрический пробой в фидерных линиях происходит по неаддитивному энергетическому закону. Например, при длине волны l=30см в прямоугольном волноводе (воздушное заполнение) электрический пробой должен происходить при предельной мощности: Рпред=112МВт. Но пробой происходит и тогда, когда мощность Р=28МВт отражается от конца фидерной линии. В сумме мощность прямой волны Рпр=28МВт и отражённой Ротр=28МВт, что в сумме составляет всего Рпр+Ротр=56МВт, что явно недостаточно для электрического пробоя. Но из-за того, что энергия электромагнитных полей и волн неаддитивная, мощность прямой и обратной волны не складываются арифметически, а учетверяются, то происходит увеличение мощности результирующей электромагнитной волны до Р=112МВт. Это доказывает, что энергия электромагнитного поля и волн не складываются просто арифметически, по закону сохранения энергии.
|
|
Соответствует ли это теории электромагнитного поля? Рассмотрим возможность этого на простой физической модели. Есть три объема электромагнитного поля.
Условно будет считать энергию каждого объёма (кубика) W=1Дж. Всего три объёма по 1Дж. Всего имеет W=1+1+1=3Дж. Итак, начальная энергия W=3Дж. Теперь сложим все три объёма электромагнитного поля в один объём так, что вектора электромагнитного поля сложились в один объём синфазно. В таком случае напряжённость электромагнитного поля возрастёт в три раза, а объём поля уменьшится в 3 раза. Постоянное или переменное электромагнитное поле не имеет значение. Напряжённость электромагнитного поля возросла при сложении полей в три раза. Энергия поля определяется формулой: W=V0*w=(V0*Е**2)*e0/2=V0*(Н**2)*р/2, где W - энергия электромагнитного поля V0 - объём поля, w - объёмная плотность энергии электромагнитного поля. w0=(Е**2)*e0/2=(H**2)*m0/2.
|
|
Как уже говорилось, объем поля уменьшился в три раза, а объемная плотность энергии возросла в 9 раз. В результате получаем, что полная энергия получившегося электромагнитного поля возросла в три раза и составляет 9 Дж, а не 3 Дж. Это в три раза превышает первоначальный запас энергии. Как видно, сложение электромагнитных полей приводит к появлению дополнительной энергии поля. Это логически следует из того, что энергия электромагнитного поля - неаддитивная величина. Поэтому при сложении электромагнитных полей и волн складываются напряженности электромагнитного поля, а не энергии полей. Это справедливо как для волн, так и для постоянных полей. К примеру, если взять три плоских дисковых магнита, каждый - энергией магнитного поля в 1 Дж, и сложить их в плоскую стопку, то магнитные поля магнитов сложатся, и напряженность магнитного поля возрастет в три раза, а энергия магнитного поля - в девять раз. Если такую стопку размагнитить, то магнитная энергия может перейти в контур, охватывающий магнит, при этом энергии выделится в три раза больше, чем было затрачено на намагничивание трех магнитов по отдельности, до соединения. Такой результат не противоречит теории поля, так как энергии полей не складываются арифметически, и закон сохранения энергии в арифметической (аддитивной) форме к электромагнитному и волнам неприменим в принципе.
Получены экспериментальные доказательства возможности получения энергии за счет сложения электромагнитных полей и волн на нагрузке. Разработано более тридцати схем устройств. На изобретение имеются заявки на патенты, в том числе и заявки РСТ. Возможна разработка устройств для получения дополнительной энергии, например, нагрева воды и пр. теплоносителей, а также для преобразования энергии СВЧ-волн в постоянный ток и пр.
(с) 2003, Мельниченко Андрей, E-Mail: melnichenko1968@gmail.com, тел: +7 (910) 430-8348