Ми презентуємо пристрій передачі електроенергії без проводів з коефіцієнтом корисної дії (ККД) близько 100%. Надалі буде обгрунтована величина ККД ≈ 100% і, зрозуміло, ми демонструємо цю величину нашим експериментальним пристроєм.
Важливість проблеми бездротової передачі електроенергії не підлягає сумніву - подолання природних перешкод (ріки, гори і долини); резервне електропостачання, електротранспорт, вирішення низки завдань бездротового електроживлення побутових і промислових пристроїв і т.д. - все це елементи названої проблеми.
Трохи історії
Після експериментів Тесли, протягом минулого ХХ століття всі спроби здійснити бездротову передачу електроенергії з прийнятним ККД виявилися безрезультатними.
У поточному десятилітті прямо або побічно повідомляється про роботи в Масачусетський Технологічному Університеті під керівництвом М. Соля-чича. В основі їх робіт лежить відомий індукційний, за допомогою магнітного поля, метод передачі електроенергії, який реалізований резонансними плоскими котушками індуктивності. Цей метод в ідеалі забезпечує ККД = 50%, при дальності передачі сумірною з габаритами котушок-антен. Характерні показники їх демонстраційного пристрою зводяться до наступних: ККД ≈ 40%, дальність передачі - 2 м, габарит котушок-антен - 0,6 м, довжина хвилі - 30 м.
Енергетично замкнута система
У нашому пристрої, як і в пристрої Тесли, переносником енергії є електромагнітні хвилі, тобто діє загальновідомий вектор Пойнтінга.
Теоретично обгрунтовано та експериментально підтверджено наступне: передавальна і приймальна антени пристрою бездротової передачі електроенергії утворюють енергетично замкнуту систему, частково включає в себе і енергію електромагнітного поля Землі; через порушення (активацію) електромагнітного поля Землі в цій системі відбувається передача електроенергії від передавальної антени до приймальні з ККД ≈ 100% (фіг. 1).
Користуючись цією антеною, нескладно сформулювати завдання, вирішення якої забезпечить передачу електроенергії без проводів:
1. Передавальна і приймальна антени повинні порушувати (активувати) електромагнітне поле Землі в локальній (обмеженою) області простору;
2. Порушена електромагнітне поле Землі має бути також локальним в просторі і не споживати енергії (має являти собою стоячу електромагнітну хвилю між передавальної і приймальної антен).
Вирішення цього завдання неможливо з антенами, створеними на основі просторових уявлень геометрії Евкліда з її знаменитим п'ятого постулатом - постулатом про паралельні прямі. Цей постулат в шкільних підручниках говорить: через точку, що не лежить на даній прямій, можна провести тільки одну пряму паралельну даній.
І хоча цей постулат не надто узгоджується з нашими просторовими уявленнями, геометрія Лобачевського несуперечлива і справно служить фізикам останнім часом. Наприклад, геометрія Лобачевського причетна до опису величезного ряду явищ від коливань в механічних передавальних лініях до взаємодії елементарних частинок і процесів в мембрані живої клітини.
псевдосфера
Правда, до 1863 р протягом майже 40 років, геометрія Лобачевського сприймалася як щось, що немає відношення до реальності. Але, в 1863 році італійський математик Бельтрамі встановив, що всі властивості площини геометрії Лобачевського реалізуються на поверхні псевдосфери - геометричного тіла, властивості якого збігаються або протилежні властивостям сфери. На фіг. 5 зображена псевдосфера, а на фіг. 6 її утворює - трактриса з асимптотой X'X. У разі рівного розподілу радіусів великих кіл (паралелей) псевдосфери і сфери можна кількісно порівнювати обсяги і площі поверхонь їх.
Саме в формі полупсевдосфер виготовляються антени нашого пристрою; нами демонструється пристрій з наступними характеристиками: ККД = 100%, дальність передачі - 1,8 м, максимальний розмір котушок антен - 0,2 м, довжина хвилі - 500 м, заземлення не обов'язково.
Тут слід зазначити, що сукупність названих характеристик демонстраційного пристрою суперечить основам класичної електродинаміки - радіотехніки.
Які ж властивості антен-полупсевдосфер забезпечують такі характеристики нашого пристрою?
Серед більше десятка екстраординарних властивостей псевдосфери заслуговує на увагу насамперед наступне:
нескінченно протяжне в просторі тіло псевдосфери має кінцевий обсяг і кінцеву площу поверхні.
Саме це властивість псевдосфери дозволяє за допомогою антен-полупсевдосфер створити кінцеву, обмежену в просторі, енергетично замкнуту систему, що є необхідною умовою для передачі енергії з ККД = 100%.
Друга фундаментальна задача, яка вирішується в нашому пристрої, стосується середовища, що заповнює згадану енергетично замкнуту систему. Суть в тому, що тільки в квантової електродинаміки, плодом якої є лазери і мазери, середовище розглядається активною. Навпаки, в класичної електродинаміки середовищ відноситься до пасивних об'єктів; з нею зв'язується загасання, втрати електромагнітної енергії при поширенні.
Неймовірно, але факт, в нашому пристрої відбувається активація електричного і магнітного полів Землі. Ці поля є об'єктами середовища в нашому пристрої, оскільки заповнюють згадану енергетично замкнуту систему. Активізація цього середовища є також наслідком властивостей псевдосфери.
Суть в тому, що всі точки на поверхні псевдосфери є, як стверджують математики, гіперболічними, розривними в просторі. Стосовно до антен-полупсевдосферам нашого пристрою це рівносильно розривів, квантованию електричного і магнітного полів в кожній точці дроти намотування котушок антен-полупсевдосфер. Це веде до електромагнітних збурень - хвилях, довжина яких порівнянна з діаметром проводу намотування котушок антен-полупсевдосфер, тобто практично довжина таких хвиль становить величину порядку 1 мм і менше. Такі електромагнітні хвилі, як свідчить теорія і практика, здатні, через поляризацію молекул повітря або безпосередньо, активізувати електромагнітне поле Землі і тим самим компенсувати втрати електромагнітної енергії на шляху передачі її в нашому пристрої. Це також необхідно для пояснення ККД = 100%.
Мало цього, нами заявлений генератор надлишкової електромагнітної енергії, коефіцієнт перетворення енергії (КПЕ) якого становить величину більше 400%; тобто порівняно з КПЕ відомих теплових насосів.
І про останній, третій завданню, що вирішується в нашому пристрої.
Загальновідомо, що енергія переноситься в просторі тільки біжить електромагнітної хвилею, хвилею, в якій електричне та магнітне поле синфазних. Ця умова неможливо реалізувати на відстані 1,8 м при довжині хвилі 500 м. Але, загальновідомо також, що швидкість руху біжить електромагнітної хвилі вздовж прямолінійного або криволінійного провідника сповільнюється, зменшується в порівнянні зі швидкістю у вільному просторі; зменшується також довжина хвилі. Цей ефект широко застосовується в електрорадіотехніки в так званих уповільнюють системах. Зменшення довжини хвилі в цих системах складає від десятих часток одиниці з прямолінійними проводами до 30 одиниць з криволінійними (спіральними).
Саме ефект уповільнення, зменшення довжини хвилі дозволяє формувати біжить хвилю на невеликих відстанях в нашому пристрої.
Дійсно, довжина хвилі нашого демонстраційного пристрою зменшується до довжини згаданої вище довжини, яка і формує біжить, переносить енергію електромагнітну хвилю в нашому пристрої. Коефіцієнт зменшення хвилі при цьому становить величину одиниць. Таке величезне зменшення довжини хвилі пояснює і той експериментальний факт, що наш пристрій ефективно працює і без заземлення передавача і приймача електроенергії.
В роботі нашого пристрою задіяно ще одна дивна властивість псевдосфери:
обсяг псевдосфери становить половину обсягу сфери, при цьому площі їх поверхонь рівні.
З цієї властивості випливає, що обсяг сфери, обмежений власної площею поверхні, містить два обсягу псевдосфери, обмежені двома сполученими власні площі поверхні і третій площею згаданої сфери. Це дозволяє представити обсяг сфери навколо Землі, заповнений електричним і магнітним полями Землі, двома обсягами псевдосфери і, кожен з яких обмежений площами і містить половини електричного і магнітного полів Землі (фіг. 7). З огляду на цей факт і факт неминучого знаходження нашого пристрою тільки на одній стороні землі, стверджується що антени нашого пристрою взаємодіють тільки з половинами електричного і магнітного полів Землі. При цьому, не слід вважати, що другі половини цих полів не діють. У цьому переконує нижче наступне.
Згадаймо, що більшість законів фізики сформульовані для інерційних систем відліку, в яких час безвідносне (абсолютне), простір изотропно, швидкість прямолінійного руху електромагнітних хвиль (світла) абсолютна і т.д. В рамках інерційних систем відліку прийнято вважати, що у вільному просторі при відображенні біжить електромагнітної хвилі утворюється стояча, в якій розрізняються окремо стояча електрична хвиля і окремо стояча магнітна хвиля. При довжині хвилі, що біжить, рівною. довжини стоячих електричної і магнітної хвиль рівні половині довжини біжить, тобто . Істотно також, що період цих стоячих хвиль дорівнює періоду біжучої хвилі, тобто , Оскільки період стоячій хвилі складається з суми двох напівперіодів прямий і відображеної полуволн.
З урахуванням відомого про електромагнітних хвилях в інерційних системах відліку, не існує перешкод уявити вище згадані полувелічіни електричного і магнітного полів Землі стоячими хвилями з періодом і скласти систему рівностей
де - коефіцієнт пропорційності, що зв'язує одиниці електростатичного СГСЕ і електродинамічної (магнітної) СГСМ систем. Вирішення цієї системи щодо призводить до результату:
Факт обчислення, а не експериментального визначення, величини з точністю, яка залежить від точності визначення тривалості доби на Землі, дозволяє абсолютно по-новому поглянути на ряд проблем фізики.