Застосування пристрою безпровідної передачі електроенергії як генератора надвитратної електроенергії

Реферат: Застосування пристрою для передачі електроенергії без проводів як генератора надвитратної енергії. UA 74089 U (12) UA 74089 U UA 74089 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Корисна модель належить до галузі електрорадіотехніки і може застосовуватись для генерації електроенергії. Відомий пристрій безпровідної передачі електроенергії [1], який працює із коефіцієнтом корисної дії (ККД) близьким до 100 %. Це не зовсім узгоджується з основами класичної електрорадіотехніки, але це теоретично обґрунтовано і експериментально підтверджено в описі пристрою [1]. Відомий також генератор надвитратної електромагнітної енергії [2], який працює із коефіцієнтом перетворення енергії (КПЕ) приблизно 400 %. Це зовсім не узгоджується з основами класичної електрорадіотехніки, але це також теоретично обґрунтовано і експериментально підтверджено в описі генератора [2]. До речі, на основі [2] виготовлений макет із живленням від мережі 200 В 50 Гц, який досліджувався незалежними експертами і величина КПЕ ~ 400 % підтверджена. Недоліком генератора [2] являється електромагнітна форма надвитратної енергії, що звужує різноманіття споживачів енергії до газорозрядних (люмінесцентних) ламп. В основу корисної моделі поставлена задача створити генератор надвитратної електричної енергії, яка доступна для всіх відомих споживачів електроенергії. Поставлена задача вирішується застосуванням пристрою безпровідної передачі електроенергії, що містить антену передавача електроенергії, виконану котушками індуктивності в формі півпсевдосфер і мають гвинтову намотку, з'єднану послідовно з генератором електроенергії і заземленням та антену приймача електроенергії, з'єднану послідовно з опором навантаження і заземленням як генератора надвитратної електроенергії. На фіг. 1 схематично зображено корисну модель - пристрій безпровідної передачі електроенергії, який застосовується як генератор надвитратної електроенергії; фіг. 2-6 ілюструють опис роботи корисної моделі. Фіг. 2 ілюструє опис роботи пристрою фіг. 1; фіг. 3 ілюструє криву, яка утворює псевдосферу, а фіг. 4 - псевдосферу із паралелями і меридіанами. На фіг. 5 схематично зображено експериментальну установку, а на фіг. 6 графічно зафіксовані результати експерименту. Корисна модель на фіг. 1 містить передавач електроенергії, антена 1 якого є котушкою індуктивності в формі півпсевдосфери з'єднана послідовно із генератором індуктивності в формі пів псевдосфери з'єднана послідовно і генератором витратної електроенергії 2; приймач електроенергії, антена 3 якого є також котушкою індуктивності в формі півпсевдосфери з'єднана послідовно із електричним навантаженням 4; генератор 2 із електричним навантаженням 4 з'єднані із заземленням 5. Розглянемо роботу пристрою, зображеного на фіг. 1 як генератора надвитратної енергії. Суть роботи базового пристрою (фіг. 1) зводиться до того, що між передаючою та приймаючою антенами 1 і 3 створюється енергетично замкнені резонансні потоки електромагнітної енергії, включаючи і потоки електромагнітної енергії Землі, через які енергія генератора 2 передається на електричне навантаження 4. Це ілюструється на фіг. 2, де штрихами обмежено згадані потоки електромагнітної енергії, а також зазначено напруги і струми, які створюють ці потоки. Математично процес безпровідної передачі електроенергії описується залежністю:    1 1 г  Uг  г   div  dVc   div     dVc   4V 4V c c , (1)    1 1   div     dVc   4  div  dVc  н  Uн н 4V Vc         c де числові коефіцієнти 45 1 зв'язують об'єм сфери Vс із об'ємом пів псевдосфери Vn 4 відповідно до рівності 1 1 (2). Vc  Vn 4 2 Крім того, в залежності (1) зазначено: г - потужність генератора 2, яка визначається напругою Uг і струмом г ; н - потужність на електричному навантаженні 4, яка визначається напругою Uн і струмом  н ; ліва і права частини рівності описують енергетично замкнений    простір із потоками електромагнітної енергії div  антен 1 і 3 та div     Землі в об'ємах Vс тa Vc  відповідно.   1   UA 74089 U 5 10 15 20 Внаслідок невизначеності інтегралів в залежності (1), невизначеною залишається і відстань, при якій зберігається баланс між лівою і правою частинами залежності (1). У пристрої [1] сказано, що відстань 1,8 м між антенами 1 і 3 передавача і приймача електроенергії розраховується, але розрахунки не наведені. Нижче наведено ці розрахунки, без яких неможливо обґрунтувати роботу пристрою, зображено фіг. 1 як генератора надвитратної електроенергії. Відстань, про яку йде мова, жорстко зв'язана із властивостями псевдосфери, форму половин якої мають котушки індуктивності передаючої і приймальної антен 1 і 3. Для визначення цих властивостей звернемо увагу на трактрису (фіг. 3) - криву утворюючу псевдосферу (фіг. 4). Трактриса є геометричним місцем точок одного кінця відрізка АО=МР= a =const, другий кінець якого рухається по прямій Х'Х, утворюючи з нею кут . У будь-якій точці трактриси відрізок а=const є дотичним до трактриси; пряма Х'Х є асимптотою трактриси. Описується трактриса рівняннями  (3)   a cos   a ln tg , 2 y  a sin . Обертанням трактриси навколо асимптоти Х'Х утворюється поверхня в формі псевдосфери (фіг. 3). Розрахунки, виконані на комп'ютері відповідно до вимог рівнянь (3) з кроком зміни кута  на 0,1° (0,01°; 0,001°) при, наприклад, a =10 см, наведені в таблиці (тільки для характерних кутів ). Результати цих розрахунків свідчать: властивості трактриси-псевдосфери такі, що величина x при =180,0° і =0,0° має межу, тобто 363,31см lim x  const   l0 , (4)  295,87 см  180,0   0,0 Таблиця  (град) 180,0 179,9 90,0 60,0 45,0 30,0 16,0 0,9 0,1 0,0 25 30 а (см) x (см) 363,31 60,43 0,00 -0,49 -1,74 -4,51 -10,01 -38,47 -60,44 -295,87 10,0 у (см) 0,00 0,02 10,00 8,66 7,07 5,00 2,76 0,16 0,02 0,00 Обмеження (4) діє і на електромагнітні поля антен 1 і 3.  Дійсно, оскільки магнітні силові лінії  від дії струмів Iг і Iн , які течуть по провідниках котушок індуктивності антен 1 і 3, є дотичними до цих провідників, як і відрізок а до форми антен  1 і 3, то довжина лінії  повинна складатися з довжин відрізків a . Тому, на основі (4), об'єм   магнітного поля  і взаємозв'язаного із ним об'єм електричного поля  антен 1 і 3 обмежується сферою із радіусом l0, тобто: 4 (5). Vc  l3 3 0 Із врахуванням (5) залежність (1) приймає вигляд: 2 UA 74089 U 4 Vc  l3 0 3 1   4 Vc   l3 0   4 Vc   l3 0   3 3      1 1 г  Uг  г  div     dVc   div     dVc    div  dVc  4   4 V 0 4 V 0 Vc   0 c c , (6)  4 Vc  l3 0 3 1     div  dVc  н  Uн  н 4 V 0 c де, по-перше, об'єм Vc прирівняно до об'єму Vc  , оскільки електромагнітне поле Землі активізується електромагнітними полями антен 1 і 3; по-друге, інтегрування об'ємів Vc і Vc  5 10 15 20 25 30 35 починається від Vc  Vc   0 , оскільки l0a (тобто, об'ємом антен 1 і 3 можна знехтувати); потретє, знак рівності забезпечується при відстані між антенами 1 і 3. l (7), l1  0  180 см  1,8 м 2 яка забезпечує передачу електроенергії без проводів із КПЕ=ККД=100 %, що реалізовано у пристрої [1]; а знак нерівності при – l (8) l 2  0  1,8 м , 2 забезпечує передачу електроенергії без проводів із КПЕ>100 %. Значення (7) одержано на основі наступних міркувань: сума двох відстаней l 0+l0=2l0, на якій антени 1 і 3 не взаємодіють, ділиться на число 4 - число суб'єктів взаємодії в залежності (6). При відстані (7) в енергетично замкненому резонансному просторі антен 1 і 3 маємо рівність енергій електричного (W E) і магнітного (W H) полів не тільки антен 1 і 3, але і рівність енергій електричних (W E) і магнітного (W H) полів Землі; тобто при відстані (7) маємо: W E=W H (9). W E=W H У свою чергу, при відстані (8) баланс (9) порушується за рахунок збільшення енергії магнітного поля Землі, оскільки, по-перше, напругою Uг фіксується потенціал антен 1 і 3 відносно заземлення 5 (Землі) і, по-друге, енергії електричного і магнітного полів Землі незалежні між собою; тобто при відстані (8) маємо: W E=W H (10). W E1>100 % (11), чим стверджується безпровідна передача електроенергії з одночасною генерацією надвитратної електроенергії. Викладене підтверджується експериментом. На фіг. 5 схематично зображено експериментальну установку з наступними змінами відносно установки в пристрої [1]: а) введено другий опір навантаження RH2=500 Ом, який дозволяє демонструвати величину (11); б) зазначено внутрішній опір Ri200 Ом, який дозволяє опосередковано контролювати потужність, яка відбирається від генератора 4. Експеримент проведено з антенами, які мають такі ж конструктивні дані, як і в експерименті з пристроєм [1]; тобто, антени 1 і 3 мають: a =10 см, х1= a =10 см, кількість витків - 375 дроту ПЭЛШО-0,23, резонансна частота 600 кГц (=500 м). Суть експерименту полягає у наступному: 1. При відстані l1=1,8 м і напрузі генератора Uг =100 В вимірюється напруга UH1 =100 В на опорі навантаження RН1=1000 Ом; при підключенні перемикачем П1 еквівалентного опору Re=1000 Ом переконуємося, що напруга Uг майже не змінюється. Результати цих дій і вимірів стверджують рівність: 2 2 U Uг 100 2  Н1   10 Bт , R е RН1 1000 тобто, стверджують рівність г  Н1  3 UA 74089 U РН1 10 (12).  1 Рг 10 Рівність (12) реалізовано при передачі електроенергії без проводів у пристрої [1]. 2. При відстані l2=0,9 м і тій же напрузі Uг =100 В повторюємо дії і виміри п. 1; при цьому переконуємося, що рівність (12) зберігається. 3. При відстані l2=0,9 м і тій же напрузі Uг =100 В вимірюємо напругу UH2 =96 В на опорі RH2=500 Ом, який підкачаємо перемикачем П2; при підключенні перемикачем П1 еквівалентного опору Re=1000 Ом переконуємося, що напруга Uг майже не змінюється. Результати цих дій і вимірів стверджують нерівність: КПЕ  ККД  5 2 10 15 20 25 U2 U 100 2 96 2 г  H2  г  H2    10 Bт  18,4 Вт , R e RH2 1000 500 тобто, стверджують нерівність:  18,4 (13). КПЕ  Н2   184  1 , 2 10 На фіг. 6 графічно наведено результати експерименту. Таким чином, результат (13) свідчить про генерацію додаткової, надвитратної електроенергії у пристрої [1]; при чому, теоретично, величина КПЕ=1,84 не є максимальною. Джерела інформації: 1. Крюк В.Г., Яцишин В.А., Бельдій М.М. Пристрій передачу електроенергії без проводів. ПУ № 85476, 26.01.2009, Бюл. № 2. 2. Крюк В.Г., Бельдій М.М., Яцишин В.А. Генератор надвитратної електромагнітної енергії. Заявка № а2009 01708, 26.02.2009. 3. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. М., "Наука", 1963. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Застосування пристрою для передачі електроенергії без проводів, що містить антену передавача електроенергії, виконану котушками індуктивності в формі півпсевдосфер і мають гвинтову намотку, з'єднану послідовно з генератором електроенергії і заземленням, та антену приймача електроенергії, з'єднану послідовно з опором навантаження і заземленням, як генератора надвитратної електроенергії. 4 UA 74089 U 5 UA 74089 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6