Gyakorlati alkalmazás a légköri elektromosság
Ábra. 1. Tapasztalat Ben Franklin (a kép az idő). Next - fiát.
A forrás a légköri elektromosság - V A sugárzás ionizálja a Föld felső légkörben, az ionoszféra. Azt is küld, hogy a Föld „napszél” - áramban pozitív töltésű részecskék, főként hidrogén atommag - protonok. Ezek a pozitív töltés az ionoszféra és a földfelszín szerez negatív töltés miatt elektrosztatikus indukció. ionoszféra potenciális képest a Föld felszínét közeledik fél millió volt!
Az alsó réteg a föld atmoszférájának intenzív párolgási folyamat, a hőátadást és a nedvesség, felhőképződés, kíséretében a jelenség a villamosítás (emlékszik summer storm). Lightning és a csapadék is át a földre negatív töltéssel bír. Ennek eredményeként, a felületi potenciál gradiens a Föld (vagy az elektrosztatikus térerő ami ugyanaz) eléri a 100 ... 150 V / m a nyáron, és akár 300 V / m, télen jelentősen változó időjárási körülmények között. Vihar előtt nyilvántartásba térerő, akár több tíz kV méterenként és a magasabb Majdnem nem érzem ezen a területen egyszerűen azért, mert a levegőben - egy jó szigetelő.
Ábra. 2. Lightning. Az elektromos kisülés a levegőben történik térerősségnél száz kilovolt méterenként.
Ugyanakkor, a levegő és tartalmaz egy sor ionok (töltött atomokat, molekulákat, és részecskék), ami gyenge a vezetőképességét. Az ion áramsűrűség felületén néhány pA négyzetméterenként, de ez a jelenlegi eléri ezer amper az egész Föld felszínét!
A 19. században, sok kutató megpróbálta bevezetni az áramot a levegőből kellő méretű gyakorolni. 1850-ben ... 1860 kapott szabadalmat Loomis (Mahlon Lumis) és Ward (William H. Ward) az Egyesült Államokban, Villon (Hippolyte Charles Vion) Franciaországban.
Melon Loomis használt légköri elektromosság komoly tápegység (400 ... 600 mérföld) távíró vonalak és az első kísérletek a vezeték nélküli kommunikáció, az úton, nagyon sikeres. A Library of Congress megőrzése a dokumentumok és bizonyítékok a kapcsolat a távíró dombok West Virginia, a parttól 18 mérföldre (1868).
Ábra. 3. Loomis Malone Autograph rajza a CW kommunikációs rendszer a légköri elektromosságot.
4. ábra. Loomis design az égőket.
A fordulat a 19. és a 20. században sokan voltak a kutatók a légköri elektromosság, hogy tegyen javaslatot a gyakorlati tervezés. Ez Pennock (Walter Pennock) és Dewey (M. W. Dewey) az Egyesült Államokban, Palenksar (Andor Palencsar) Magyarországon, Rudolf (Heinrich Rudolph) Németországban.
1898-ban, Rudolf leírt érdekes design (5. ábra) a ballon az alakja ellipszis kis légellenállás. A rács a tartályon kerülete, fémezett szövet a henger és a rendszer-nyújtás huzalokat gyűjtésére használt légköri elektromosság.
Ábra .5 .Aerostat Rudolph.
Ábra. 6. Illusztráció Pennock szabadalom. Két hosszúkás léggömb 1 felvonó fém lánc 40, amely összegyűjti a villamos energia. Leeresztése a kötelek 6, tölti az akkumulátort, leideni palack (kondenzátorok) 50. A szárnyak 4 növelni a felhajtóerő, és kormánylapát 3 léggömbök orientálják a szél, ami csökkenti az ellenállást.
Azonban a vezető volt, persze, Dr. Herman Plauson, észt született, de élt és dolgozott Németországban és Svájcban. Finnországban végzett kísérleteket a ballonok, amelyek vékony lemezek magnézium-alumínium ötvözettel bevont egy nagyon éles, elektrolitikus eljárás gyártási tűk. Tűk is tartalmazhatnak hozzákeverésével rádium, hogy növelje a helyi levegő ionizációs. Bár még keveset tudtak a radioaktív veszély, és széles körben alkalmazzák, például egy órát nyilakkal festett radioaktív vegyületek és ragyogott a sötétben. A felület a ballon is festett cinkamal amely napsütéses időben adta további áram miatt fotoelektromos hatás.
Plauson vett teljesítménye 0,72 kW egyetlen ballon és 3.4 kW két emelt magasságban mindössze 300 méterre. A készüléken, ő 1920-ban kapott egy amerikai szabadalom, az Egyesült Királyságban és Németországban. Című könyvében «Gewinnung und der Verwertung Atmosphärischen Elektrizität» ( «beszerzése és légköri elektromosság kérelem"), tartalmaz egy részletes leírást a teljes technológia.
7. ábra. Plauson projektek. Bal - szabadon álló izolált mast gyűjtésére légköri elektromosság, a központban - a léggömb rendszer, jobb alsó - Plauson átalakító. Rajz a magazin „Tudomány és találmány” 1922-ben.
Készülékek összegyűjtésére villamos a légkörben, hajlamosak, hogy nagyon magas feszültség alacsony áram, ezért szükséges konvertáló eszköz előállítására kisfeszültségű egy jelentős áramot. Ez lehet, hogy a transzformátor, de ez csak akkor működik, váltakozó áram, és az áram a légkör - állandó. Módszer a konvertáló a magas DC feszültséget alacsony váltakozó javasolt még Nicola Tesla a 1890-es években.
Az ötlet az volt, hogy a kondenzátor feltöltődik, és a mentesítési a szikraköz a tekercs nagy számú fordulattal. A mentesítő furat oszcillációs jellegű, és a tekercs lehet seb transzformátor. Ez az ötlet és a fejlett Plauson. Az ő szabadalom, elkezdi elmagyarázza, hogyan lehetséges, hogy alacsonyabb elektrosztatikus feszültség hagyományos gépi (1. Ábra. 8).
Ábra. 8. Converter Plauson.
A kollektorok (kefék) rendelkezésre álló gépen mérünk bele leideni palack (kondenzátorok), az 5. és 6. Ha a levezető golyók között a 7. és 8. oltvány szikra zárt áramkört az oszcillációs áramkör által képzett kondenzátor és a tekercs 9. Ezután a 10 tekercs egy lényegesen kisebb számú menettel indukálódik jelentős jelenlegi alacsony feszültségű, és a terminálok a 11 és 12 lehet csatlakoztatni izzólámpa vagy motor.
És ez tette egy átalakító légköri elektromosság Plauson (ábra. 2 ábra. 8). Levezető a1, b1, c1 biztonsági okokból. Ezek a rövid antenna 1 a földre, amikor villámcsapás, például. A rendes működését átalakító, nem vesznek részt, és működteti a fő szikraköz 7. Érdekes, hogy ebben ábrán az antenna metelochnaya tartalmazó köteg tű éles. Azóta az antenna tetszőleges rádión ábrázolt így, teljesen megfeledkezve arról az eredeti célt!
Végül megjegyezzük, hogy a készülék le grandiózus, és nem kaptak széleskörű gyakorlati alkalmazása miatt bulkiness, praktikus, és ami a legfontosabb, a bizonytalanság a kimeneti teljesítmény, amely teljes mértékben függ a „villamos időjárás” a légkörben.
Arra is szükség van, hogy figyelmeztesse, hogy a kísérleteket légköri elektromosság veszélyesek, különösen vihar baljós hangulatot. Erős villamosítás is megfigyelhető alatt hóvihar és a por viharok. A közvetlen villámcsapás vezet szükségszerűen a pusztítás a telepítés és a közelben állók.
Jelenleg harc, alaposan földelés a magas tornyok a légköri elektromosság, antennák és egyéb nagy tárgyak. Gyakran létre miniatűr „antenna metelochnye” - kefék éles huzal a víz elvezetését lehetővé töltést szerkezeti elemek. Ugyanez kefe látható szélein repülőgép szárnya, hogy a test nem halmozódik fel elektromos töltés a levegőben.
Azonban a megnövekedett érdeklődés a tanulmány a légköri elektromosság, és a legutóbbi években jelentős haladást ért el. A tér felmérés, például, hogy minden körülbelül 10 földi villámlás már egy kicsit felfelé az ionoszféra! Kaptak romantikus nevét sprite, elfek és a sugarak. Fizikai modellek ezek a kibocsátások továbbra is a téma tudományos vita.
Ismét vannak részesülő projektek légköri elektromosság már nem használja a ballon és egy erős lézersugarat.
Beam kék még jobb ultraibolya lézer ionizálja a levegőt, amely egy vékony ionizált, ezért a vezető kábel, stretching az égbe egy jelentős magasságban. Úgy tűnik, hogy ez az út a japán tudósok képesek voltak enyhíteni a viharfelhő, villámcsapás okozta, ütött a vonal mentén. A lézer maga tehát jól védett erős földelt fém rudak, amely hit és kisülés. Emberek, persze nem volt, és a lézer már kiszabott segítségével a távvezérlő rendszert.