Стрімке зростання цін на викопне паливо, змусив весь світ терміново шукати альтернативні джерела енергії. Уже пропонується маса варіантів заміни традиційного способу виробництва енергії. Однак всі вони поки поступаються хоч і застарілим, але випробуваним видам виробництва за багатьма показниками.
Щоб стати комерційно вигідним, нове джерело енергії повинен володіти рядом властивостей:
1.Бить досить потужним в порівняно невеликих габаритах.
2.Незавісімим від зовнішніх умов.
4.Іспользовать більш дешеве паливо, або взагалі бути без паливним.
Повною мірою, таким джерелом енергії може служити тільки електромагнітний двигун, з порушенням від постійних магнітів.
Принцип дії даного електромагнітного двигуна заснований на законі Ампера для провідника з електричним струмом в магнітному полі.
Сила, що діє на провідник з електричним струмом в магнітному полі прямо пропорційна індукції магнітного поля B, довжині провідника L, і силі струму в ньому I.
Якщо прийняти, силу F за потужність електромагнітного двигуна.
Значення B- за потужність магнітного поля постійних магнітів, а твір LI за потужність електромагнітної обмотки, то нескладно помітити, що потужність електромагнітного двигуна з постійними магнітами може рости тільки за рахунок зростання потужності постійних магнітів. А оскільки - «... постійний магніт нізвідки не отримує енергію, а його магнітне поле не витрачається, коли їм що небудь притягаєш ....». «Магніт за три тисячоріччя». В.П. Карцев. Стор. 155. можна стверджувати, що при споживанні подібним двигуном електроенергії потужністю в 1 КВт. Потужність його може скласти і 2 і 3 КВт.
Так говорить закон. Більш того. якщо
Закон Ампера для провідника з електрострумом відомий вже давно і не раз перевірявся на практиці. Поки претензій до нього не було.
Це означає, що використовуючи постійні магніти як невичерпного джерела енергії можна створити електромагнітний двигун з ККД більше 100%. про що довгі роки мріяло все людство і з таким завзяттям заперечували вчені - фізики.
Але чому досі таке джерело енергії не був створений?
На це є цілий ряд причин:
1. Вчені не можуть визнати постійний магніт невичерпним джерелом енергії. Це, на їхню думку, є прямим порушенням закону про збереження енергії. І хоча постійний магніт існує реально і його магнітне поле дійсно не зменшується при здійсненні роботи, визнати цей факт ніхто не наважується.
2. Досить сильні постійні магніти були винайдені порівняно недавно. А спосіб концентрації магнітного потоку, ще пізніше. Але без концентрації джерела енергії, електростанція не може вийти досить компактною, що є одним з основних умов практичності електростанції.
3. Природа постійного магніту описана вченими неправильно. У підручниках нам пояснювали, що ферромагнетики не можуть стати магнітами, оскільки домени, носії магнітного заряду, розташовані в феромагнетиках хаотично. І їх поля нівелюють один одного. (Рис.1.)
Однак це твердження не так.
Якщо взяти енну кількість прямокутних магнітів і з'єднати їх різнойменними полюсами, то в результаті отримаємо замкнене коло. рис.2
Точно також поводяться і домени, які за своєю суттю є елементарними магнітами. рис.3
Причому домени намагаються стиснутися в мінімальне кільце, що б зайняти найменше енергетичний стан.
Магнітна енергія укладена в це кільце, і назовні вирветься. Це явище використовують для захисту механічних годинників від магнітного поля. Механізм елементарно поміщають всередину залізного кільця, яке є магнітним провідником, і магнітне поле рухаючись по шляху найменшого опору, обходить механізм годинника навколо не проникаючи всередину залізного кільця.
Щоб отримати постійний магніт, необхідно кільця доменів розірвати, зорієнтувати паралельно і закріпити.
Що б упевнитися в тому, що постійний магніт має енергію досить піднести залізний предмет до сучасного магніту з рідкоземельних матеріалів.
Сила, з якою предмет притягнеться до магніту, розвіє всі сумніви.
Але енергію постійного магніту необхідно перетворити в іншу, більш звичну і вивчену. Наприклад, в механічну.
Це можна зробити лише, створивши електромагнітний двигун, у якого, за рахунок потужних постійних магнітів, ККД буде значно перевищувати 100%.
Звичайно, двигун з ККД більше 100% суперечить закону про збереження енергії. Але цей закон говорить, що подібне неможливо лише в замкнутій системі. Тобто там, де немає зовнішнього джерела енергії. У даній же конструкції зовнішнім джерелом енергії служить постійний магніт.
Якщо взяти постійний магніт у вигляді кільця і видалити деяку частину його, вийде підковоподібний магніт з двома полюсами. Між цими полюсами помістити якір електродвигуна з електропровідного обмоткою. Обмотка складається з ряду котушок розміри, яких відповідають розміру зазору між полюсами. Якщо по котушці пропустити постійний електрострум, то в котушці виникне електромагнітне поле, яке замінить відсутню ланку постійного магніту і замкне собою кільце магнітного поля постійного магніту. А котушка притягнеться до магніту. Але якщо напрямок струму в котушці поміняти, то котушка відштовхнеться від магніту.
Розмістивши на статорі ряд підковоподібних магнітів, а на якорі ряд електромагнітних котушок, отримаємо електромагнітний двигун. Рис.5.
Схожі двигуни широко використовуються в промисловості. Але не один з них не має ККД більше 100%. Чому? Тепер уже справа в неправильному трактуванні природи як магнітного і електромагнітного поля, так і електричного струму.
Вчені стверджують, що магнітне поле суцільне. Однак це фізично неможливо.
Будь-яка матерія складається з атомів, і навіть самі атоми з елементарних частинок. Немає нічого суцільного. Світ навколо нас дискретний.
Постійний магніт складається з доменів. З груп атомів. За своєю суттю, це вже кристали. А з чого ж складається магнітне поле? З силових ліній. Їх легко виявити за допомогою аркуша паперу і залізної тирси. Енергія магніту укладена в силових лініях. Вся біда в тому, що ніяких полів не існує. Але вчені вірять в поля і зовсім не визнають силові лінії. Хоча і користуються ними для пояснення деяких фізичних явищ.
І хоча ніхто не знає, що таке енергія, і яким чином вона тримається в силовий лінії? Що з себе являє сама силова лінія, і яка її природа, ми, зобов'язані використовувати це природне явище для своїх потреб, залишивши пошук відповідей майбутнім поколінням.
Отже, магнітне поле, це пучок силових ліній. Імовірно кожен домен на поверхні магнітного полюса, містить одну силову лінію. Але силова лінія повинна містити ще одну характеристику, товщину. Товщина силової лінії залежить від кількості доменів збудованих в один ряд. Немов струмочки води зливаючись, утворюють велику річку. І чим довше постійний магніт, чим товще силові лінії на його полюсах, а значить і магнітне поле на його полюсах.
Але і електромагнітне поле повинно мати подібну природу. Однак доменів там немає.
Чому ж може залежати кількість силових ліній і їх товщина в котушці намотаною провідником електричного струму? Напевно, кількість від напруги, атолщіна від сили струму.
Адже відомо, що по тонкому провіднику можна пропустити електрострум практично будь-якої напруги, якщо сила струму буде мала. Все просто. Багато тонких ліній можна розмістити в провіднику, а ось багато товстих там не поміщаються. Звідси і падіння напруги при протіканні через провідник електроструму великої сили. Зайві силові лінії просто виштовхуються з провідника.
Отже, з'ясовується, щоб замкнути магнітне кільце електромагнітної котушкою, потрібно подати на котушку електрострум високої напруги і малої сили.
На жаль, поки немає методик підрахунку силових ліній постійного магніту в залежності від індукції магнітного поля і кількість силових ліній електромагніту в залежності від напруги електроструму протікає по цій котушці. Тому доводиться встановлювати величину напруги індивідуально для кожної конструкції двигуна і підбирати експериментально.
Найкращим показником для двигуна по потужності і економічності буде момент, коли силові лінії і статора і якоря співпадуть як за кількістю, так і за товщиною. Якщо силові лінії якоря будуть тонше силових ліній статора, ККД такого двигуна зросте, проте потужність зменшиться.
Але через велику індукції магнітного поля статора, застосування класичного, железосодержащего якоря неможливо. Якір просто намагнітиться під дією магнітного поля статора в місцях проти магнітних полюсів до насичення, і щоб перемагнитилось його потрібно електрострум великої потужності. Саме тому в класичних електродвигунах, магнітне поле статора значно слабкіше магнітного поля якоря.
Якір даного електродвигуна повинен бути не тільки немагнітним, але і діелектричним.
Причина цього, великі вихрові струми при русі провідників в сильному магнітному полі. Матеріалом для якоря може служити текстоліт або склотекстоліт.
Головним, в конструкції даного двигуна є концентрація магнітного потоку постійних магнітів. Для цього, до магнітного полюса з матеріалу з максимальним ступенем магнітного насичення, наприклад «пермендюр», приєднуються постійні магніти з п'яти сторін однойменними полюсами. Шоста грань звернена до якоря, куди і виходить концентрований магнітний потік. Рис.6.
Винахід даного концентратора в основному і сприяло створенню електромагнітного двигуна з ККД більше 100% .Адже будь енергоносій необхідно сконцентрувати. Воду в водосховище за допомогою величезної греблі, пар в турбіні, підвищуючи температуру і тиск, енергію атома, збагачуючи уранове паливо. Тільки та енергія яку є можливість сконцентрувати з великою щільністю у відносно невеликих обсягах, здатна служити альтернативою класичним видам енергії.
Але магнітне поле збільшується тільки за рахунок збільшення кількості силових магнітних ліній. Тому в двигуні площа магнітних полюсів бажано зменшити, щоб напруга в обмотці якоря було менше, а кількість полюсів можна збільшити. Ріс7.
Звичайно, при збільшенні кількості полюсів, споживаний струм теж буде рости. Але якщо двигун буде споживати навіть 10 КВт. електроенергії. а його потужність складе 20 КВт. це буде вигідно.
Правда, дешевим такий двигун не назвеш. І рідкоземельні магніти, і магнітні полюси зі сплаву «пермендюр», досить дороги.
Але ці матеріали можуть служити десятки років. І обов'язково себе окуплять. В даному двигуні зношуються тільки підшипники, контактні кільця і щітки контактних кілець. Але ці комплектуючі порівняно не дороги і застосовуються в звичайних електродвигунах багато років.
Застосування постійних магнітів в якості джерела енергії обмежує потужність двигуна. З їх допомогою і допомогою сплаву «пермендюр» можливе отримання магнітних полів всього до 2,5 Тл. І сукупну потужність до 100кВт. Але якщо застосувати в якості джерела магнітного поля надпровідний магніт, потужність можна різко збільшити і вже говорити про декілька мегаватах.
Постійний магніт, або постійне магнітне поле надпровідного магніту, унікальне джерело енергії. Без паливний, компактний, екологічно нешкідливий. Він відповідає всім вимогам, що пред'являються до джерел енергії як традиційним, так і альтернативним. І досить лише з'єднати такий двигун з самим звичайним генератором електроструму, і додати пару акумуляторів, як ми отримаємо автономну електростанцію, яка буде виробляти електроенергію цілодобово і цілорічно, не дивлячись ні на погоду, ні на географічне положення.
Звичайно, в теорії здається все дуже просто. Сконцентрували магнітний потік. Замкнули полюса штучним магнітним полем і все. Але це в теорії. На практиці все набагато складніше.
Припустимо, кожен домен постійного магніту містить одну силову лінію. По крайней мере, це логічно. А розмір домена всього 4 мікрона. Значить, на один квадратний сантиметр магнітного полюса, припадає приблизно 25 000 силових ліній. Якщо припустити, що один вольт напруги теж дає одну силову лінію, то не важко зрозуміти, яка напруга необхідно подати на одну котушку якоря. Теоретично це звичайно можливо, але практично зробити дуже складно. Напруга необхідно знижувати. Або збільшити розмір домена. Теоретично це теж можливо, але поки ніхто не намагався це зробити.
Можна також розділити котушку якоря на безліч паралельних гілок.
Профрезеровать в якорі максимально можливе число пазів і одну котушку укласти в один паз. А кожну котушку підключити паралельно. Тоді напруженість електричних полів буде підсумовуватися, а не відніматися як при послідовному підключенні.
Але традиційними методами цього зробити не вдасться. Альтернативний двигун вимагає альтернативних рішень.
Є два рішення цієї проблеми.
Перший спосіб рішення це створення багатофазного ротора. Кожна секція повинна бути окремою фазою. І за допомогою електроніки подавати на контактні кільця змінну напругу чергуючи фази. Нічого складного в цьому немає, хоча кілець буде потрібно більше ніж звичних три.
Другий спосіб колекторний. Але теж незвичайний. Колекторів має бути два. Один з позитивним струмом, а другий з негативним.
Загалом, немає нічого неможливого. Просто необхідно це робити на високому професійному рівні. Звичайно, складно. Але ж не складніше термоядерної енергетики. Але зате безпечно і значно дешевше.