kategorier: Udvalgte artikler » Interessante fakta
Antal visninger: 54914
Kommentarer til artiklen: 8
Atmosfærisk elektricitet som en ny kilde til alternativ energi
Søgningen efter alternative strømkilder er blevet udbredt i de seneste årtier. Truslen om udtømning af fossile energiressourcer har stimuleret forskning i brugen af vedvarende ressourcer: energi fra luft, vand og geotermisk varme. Hæren af opfindere sluttede sig til videnskabsfolk, der arbejdede inden for alternativ energi, og i dag "oversvømmer" informationsrummet med projekter for at få ”fri” energi.
Et af de mest populære områder i deres udvikling er brug af atmosfærisk elektricitet. Når man observerer elementernes vold under tordenvejr, er der en stor fristelse til at temme jordens elektriske kræfter for at bruge dem til gavn for mennesker.
Lad os prøve at evaluere, hvor realistisk det er at komme tæt på disse kræfter og bruge dem i praksis. Til at begynde med vil vi besvare spørgsmålet om Er jordens elektricitetsreserver virkelig store? Næsten alle har hørt eller er opmærksomme på kondensator. Nogle arbejdede med dem, andre husker på skolens fysikkursus.
I henhold til moderne begreber er Jorden en analog til netop sådan en detalje af radiokredsløb. Denne enorme, sfæriske kondensator er opladet og skaber et elektrisk felt omkring os.
Fra nu af skal du arbejde med numeriske værdier som mange projekter vedrørende brugen af jordens elektriske felt er afhængige af helt mytiske mekanismer for energiudvinding fra en sådan kondensator.
Først om jordens kapacitet. Allerede på dette stadium er der uoverensstemmelser. Ved beregning af Jordens kapacitet som en enslig sfærisk leder i rummet opnås en værdi på ca. 700 μF. Og beregningen af kondensatoren for kondensatoren dannet af jordoverfladen og ionosfæren, beliggende i en højde på 60-80 km, giver en værdi tæt på 1F. Uoverensstemmelsen mellem resultaterne er mere end 1000 gange! Og dette er kun begyndelsen på usikkerhederne forbundet med elektricitet i atmosfæren.
Jordens kondensator lades op til en spænding på cirka 300 kV, hvor jordoverfladen har en negativ ladning, og ionosfæren er positiv. Feltstyrken mellem ”pladerne” i en sådan kondensator er 120-150 V / m ved overfladen og falder kraftigt med højden.
Som enhver reel kondensator har den en lækstrøm. Geofysikere formåede at måle dens værdi ganske præcist. Disse strømninger er meget små: i klart vejr er lækstrømtætheden kun 10 til minus 12 grader Am2. Men genberegning til hele jordoverfladen giver en samlet lækage strøm på omkring 1800 A. Jordens elektriske ladning (og følgelig ionosfæren) estimeres til 5,7x10 i vedhæng til 5. grad. Derefter skal jordens kondensator aflades på ... 8-10 minutter, og det elektriske felt forsvinder.
I praksis observerer vi ikke et lignende billede. Dette betyder, at der er en bestemt naturlig generator med en kapacitet på mere end 700 MW, som kompenserer for tabet af ladning i Earth-ionosphere-systemet.
Moderne videnskab har vist sig magtesløs til at forklare mekanismerne til at oplade en kondensator. I dag er der mere end 10 teorier og hypoteser, der beskriver mekanismerne og processerne til at opretholde en konstant ladning af Jorden. Men eksperimentel verifikation og raffinerede beregninger viser det utilstrækkelige antal genererede afgifter til at opretholde en stabil værdi af jordens felt.
Blandt kandidaterne til ladningsgeneratorer betragtes tordenvejr, cirkulation af strømme i jordens smeltede mantel, strømmen af partikler fra solen (solvind). Der er endda en eksotisk hypotese om eksistensen af naturlige MHD generatorarbejder i den øvre atmosfære. Resultatet er skuffende - i dag ved videnskaben ikke nøjagtigt, hvor ladningerne for den naturlige kondensator er genopfyldt fra.Måske bidrager hver af disse mekanismer til genopladningen af jordens opbevaring.
Og nu om mulighederne for at bruge naturlig kondensatorenergi. Som bemærket ovenfor er feltstyrken (eller potentiel gradient på overfladen) i gennemsnit 130V / m. Men dette betyder ikke, at en høj person har et potentiale på 260V mellem hæle og krone. Luft er en fremragende isolator, og menneskekroppen er en god leder. Derfor har vi altid jordens potentiale uanset vækst.
Forsøg på at bruge jordens feltstyrke til utilitaristiske formål er blevet foretaget i mere end to århundreder og fortsætter i dag. Den bedste præstation af design til opsamling af atmosfærisk elektricitet ved hjælp af balloner gjorde det muligt at opnå en effekt på ca. 1 kW, og moderne, virkelig arbejdende kredsløb giver dig mulighed for at tænde en laveffekt LED eller oplade en mobiltelefon.
Faktum er, at ledningsevnen i atmosfærisk luft kun er 10 til minus 14 grader S / m (Siemens / meter). Det er simpelthen umuligt at vælge mærkbar strøm fra en sådan en høj modstandskilde. For dette skal detaljerne i “generatoren” have mere pålidelig isolering. Men konduktiviteten på overfladen af isolatorerne overstiger luftens konduktivitet, så generatoren "shorts" hurtigt.
De seneste oplysninger fra brasilianske forskere om mulighederne for at generere elektricitet fra den fugtige atmosfære i troperne er mere sandsynligt af teoretisk værdi. Effektiviteten af en sådan generator er 100 millioner gange lavere end en solcelle.
Hvis det er umuligt at bruge energi fra overfladelaget i atmosfæren, kan den forsøge at "udlede" den globale kondensator? Desværre er mulighederne her små. Den atmosfæriske ledningsevne blev nævnt ovenfor. Konduktiviteten i ionosfæren er 10 størrelsesordener højere, men numerisk er den kun 5x10 i minus 4 grader S / m.
Når mellemrummet "forkortes", flyder Jordens overflade - ionosfæren, med et plasmaknippe, der for eksempel er opnået fra en laser, en ubetydelig strøm på hundreder af milliampe i kredsløbet. Det bestemmes af den interne modstand i den ionosfæriske "foring" af kondensatoren, der omfatter 5-10 kOhm / m. At få en gaslampe “lampe” 60-80 km lang er grænsen for mulighederne for en sådan metode. Og dette gælder for energireserven på lidt over 2500 kW / h - dette er nøjagtigt energien fra en ladet global kondensator.
Der er en anden overvejelse imod menneskelig indgriben i de elektriske processer på Jorden. De dannede sig over milliarder af år og spillede en vigtig rolle i fremkomsten af liv på vores planet. Kombinationen af disse processer udgør en global produktionskæde og kompensation af elektriske ladninger, en slags analog til det menneskelige nervesystem.
Vi har stadig ingen idé om de mange mekanismer, der fungerer i denne kæde. Det er værd at nævne den nylige opdagelse af lyn i ionosfæren. Derfor er det i det mindste dumt at gribe ind i en sådan kæde og ikke forstå lovene for dens funktion og de mulige konsekvenser af interferens. Derfor, selv efter at have fundet nøglerne til spisekammeret med naturlig elektricitet, bør de straks opgives.
Se også på elektrohomepro.com
: