Вернуться к оглавлению книги 2.
Глава 4. Пер-Пермобиле БЭГ (ПМ-200107-Г).
Раздел 1. От автора.
Природа никогда не скрывала, не скрывает, и не будет скрывать своих истин! Наоборот, она всегда выставляет их напоказ.
Статус тайны им трусовато присваивает человек.
Раздел 2. Задачка из детства.
Давно, еще в школьные годы, на физико-математической олимпиаде, участником которой был и я, всей аудитории была задана задачка, решить которую никому не удалось. Мы были заинтригованы. Пожалев нас, один из преподавателей, по окончании олимпиады, растолковал физику и методику ее решения. Надо отметить – задачка оказалась не из простых.
Суть ее в следующем: Имеется железнодорожный путь, к рельсам которого подключен гальванометр. Где-то вдали приближается тепловоз.
Вопросы:
1. Можно ли этим минимумом участвующих объектов дистанционно определить скорость приближения тепловоза.
2. Если можно, то необходимо объяснить физическую суть взаимодействия объектов.
3. Привести расчетную формулу.
4. Попытаться произвести математический расчет ЭДС фиксируемой гальванометром при определенной скорости движения тепловоза.
Графическое представление задачи см. на Рис. 1.
Эта задача до сих пор является для меня образцом оригинальности и парадоксальности организации системы из чуждых на первый взгляд, друг другу, объектов, для решения какой-то конкретной утилитарной задачи.
Итак, решение задачи:
Прежде всего, нужно отметить, что система Гальванометр-Рельсы-Передняя колесная пара тепловоза представляют собой классический замкнутый электрический контур.
В условии задачи не упоминается присутствие магнитного поля Земли. Это «фишка» задачки.
С учетом этой «фишки» получается, что замкнутый электрический контур находится в магнитном поле Земли, т.е. контур охватывает вполне определенную для текущего момента, величину магнитного потока.
Т.к. тепловоз приближается к гальванометру, он своей передней колесной парой, электрически замыкающей рельсы, отсекает все меньшую и меньшую величину магнитного потока (уменьшается площадь потока находящегося в зоне между рельсами, гальванометром и колесами тепловоза).
Соответственно в контуре возникает ЭДС, величина которой, прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока пронизывающего контур.
А так как скорость изменения магнитного потока прямо пропорциональна скорости движения тепловоза, значит гальванометром действительно можно измерить скорость приближения (удаления) тепловоза (см. Рис. 2, Рис. 3).
Здесь:
Движущаяся со скоростью V перемычка – первая колесная пара тепловоза.
А и Б – Точки подключения гальванометра.
Ф – Магнитные силовые линии Земли.
H – Расстояние между рельсами.
L1 – Расстояние до тепловоза в момент Т1.
L2 – Расстояние до тепловоза в момент Т2.
S1 – Площадь контура охватываемая системой в момент Т1. S1=HxL1.
S2 – Площадь контура охватываемая системой в момент Т2. S2=HxL2.
Ф1 – Количество магнитных силовых линий пронизывающих контур в момент Т1.
Ф2 – Количество магнитных силовых линий пронизывающих контур в момент Т2
Становится ясным, что расчет базируется на самом, что ни на есть основном законе электромагнитной индукции:
1. Основной закон электромагнитной индукции: «Во всяком замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции через площадь, ограниченную этим контуром, возникает электрический ток». Этот ток называется индукционным.
С учетом всех нюансов электромагнитных взаимодействий:
1. Основной закон электромагнитной индукции: «Во всяком замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции через площадь, ограниченную этим контуром, возникает электрический ток». Этот ток называется индукционным.
2. Направление индукционного тока определяется правилом Ленца: «Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток имеет такое направление, что созданный им самим магнитный поток через площадь, ограниченную тем же контуром, стремится компенсировать то изменение магнитного потока, которое вызвало данный ток».
3. Величина ЭДС индукции определяется законом электромагнитной индукции Фарадея: «ЭДС индукции прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока, со знаком «минус»». «Минус» выражает правило Ленца.
Теоретическая расчетная формула:
ЭДС = - dФ/dt (Вольт) = - (Ф1-Ф2)/(Т1-Т2) (Вольт)
И, наконец, окончательная предметная:
V = - KdФ/dt (Км/час) = - K(Ф1-Ф2)/(Т1-Т2) (Км/час)
К – Коэффициент пропорциональности (выводится экспериментально).
_____________________________________________________________________________
Отметим для себя ненавязчиво ускользающий нюанс задачи:
В отличие от всех применяемых в электротехнике контуров, описанный в задаче контур параметрический! Т.е. сам контур имеет изменяемый геометрический параметр – площадь охвата.
И графически конкретизируем возможные варианты исполнения параметрического контура с изменяющейся площадью охвата (см. Рис. 4).
1. Вариант 1. Комбинация Неподвижный токосъем - подвижная перемычка.
2. Вариант 2. Комбинация Неподвижная перемычка – подвижный токосъем.
3. Вариант 3. Комбинация Подвижная перемычка – подвижный токосъем.
Поиском других принципов организации параметрического контура я не занимался.
Предлагаю сделать это читателям.
Раздел 3. Параметрический контур. Где его место в физике?
Сначала я решил просто пользоваться этим термином и априори считать, что этого будет достаточно для изложения всего последующего материала.
Но, со временем, после анализа всех возможностей использования параметрических контуров, понял, что без системы здесь не обойтись. Вполне возможно, что уже существует академическая классификация, но я за свою жизнь с такой не сталкивался.
Поэтому решил самостоятельно привести в систему основные разновидности контуров как таковых.
Примечание: Понятие контур имеет много разных сфер применения. Здесь речь идет только об электрическом контуре, взаимодействующем с магнитным полем.
Прежде всего, что бы не «наводить тень на плетень», назовем его по своему – «МагнитоЭлектрический Контур» (МЭК). Этим мы защитимся от возможных накладок со стороны уже существующей терминологии в физике.
Определение:
МагнитоЭлектрический контур (МЭК), это замкнутая пространственная электрическая цепь, находящаяся в собственном или внешнем магнитном поле.
Предлагаю все МЭК идентифицировать согласно приводимой ниже системой классификации.
Примечания:
1: Любой МЭК можно однозначно описать десятиразрядным идентификатором.
Каждый разряд при этом обозначает какое-либо свойство.
2: Десятиразрядный идентификатор позволяет практически полностью заменить
массу описательного материала, что дает ощутимый выигрыш при анализе свойств МЭК.
Итак, идентификатор любого МЭК должен выглядеть следующим образом (см. Рис. 5):
МЭК-ХХХ.ХХХХ.ХХХ.
Первые три идентификационных разряда – общехарактеризующие.
Последующие четыре – индивидуальные.
Оставшиеся три – нюансы.
МагнитоЭлектрические контуры (МЭК)
Классификационная таблица 1. 20.02.07 г. | |||||
Разряд |
Характеристика |
Возможный вариант |
Код |
Иллюстрации |
Примечания |
1 |
По количеству витков |
Одновитковый |
1 |
- |
- |
Многовитковый |
2 |
- |
- | ||
2 |
По виду |
Стабильный |
S |
- |
Все применяющиеся |
Параметрический |
P |
- |
На иных принципах | ||
Параметрический 1 |
1 |
Рис. 4. Вар. 1 |
Геометрический | ||
Параметрический 2 |
2 |
Рис. 4. Вар. 2 |
Геометрический | ||
Параметрический 3 |
3 |
Рис. 4. Вар. 3 |
Геометрический | ||
3 |
По функции |
Накопитель |
L |
- |
Индуктивность |
Генератор |
G |
- |
Элемент генератора | ||
Движитель |
M |
- |
Элемент двигателя | ||
4 |
По конфигурации активного элемента |
Шаровый |
Z |
- |
- |
Цилиндрический |
C |
- |
- | ||
Радиальный |
R |
- |
- | ||
Плоский |
P |
- |
- | ||
Сложный |
W |
- |
- | ||
5 |
По отношению к собственному магнитному полю |
Магнитозамкнутый |
1 |
Рис. 7 |
Критерии и доказательство см. Рис. 8 |
Магниторазомкнутый |
2 |
Рис. 8 | |||
6 |
По отношению к внешнему магнитному полю |
Магнитозамкнутый |
1 |
Рис. 7 |
Критерии и доказательство см. Рис. 8 |
Магниторазомкнутый |
2 |
Рис. 8 | |||
7 |
По наличию сердечника |
Не имеющий сердечник |
1 |
- |
- |
Имеющий сердечник |
2 |
- |
- | ||
Ферромагнетик |
F |
- |
- | ||
Парамагнетик |
P |
- |
- | ||
Диамагнетик |
D |
- |
- | ||
8 |
По позиции во внешнем магнитном поле |
В зоне технологически максимальной плотности магнитного потока |
А |
- |
Вблизи источника магнитного поля |
Вне зоны технологически максимальной плотности магнитного потока |
В |
- |
Вдали от источника магнитного поля | ||
9 |
По виду геометрических связей |
С механически жесткими связями, в т.ч. скользящими |
1 |
- |
- |
С механически гибкими связями |
2 |
- |
Деформационные неразрушающиеся связи | ||
С другими связями |
3 |
- |
- | ||
10 |
По виду функциональной механики |
Безмеханический |
1 |
- |
- |
Подвижная механика |
2 |
- |
Например: Магнит вращается или линейно циклически перемещается относительно активного элемента | ||
Статичная механика |
3 |
- |
Например: Магнит жестко соединен с активным элементом |
В качестве лирического отступления предлагаю материал с описанием одного из возможных вариантов существования в природе параметрических контуров.
Раздел 4. Прикладное использование гипотезы существования физического объекта «Параметрический контур» в природе.
Где-то в Интернете я вычитал, что при прогнозе погоды синоптики часто сталкиваются с труднообъяснимыми несовпадениями прогнозов с реальными последующими погодными условиями. Там же предлагалось половинчатое объяснение.
Суть его сводилась к тому, что при прогнозе синоптики не учитывают влияний глобальной и локальной электрической активности твердой, жидкой и газообразной оболочек и внутриоболочечных структур планеты.
Принцип действия такой активности не конктретизировался.
«Параметрический контур» (далее в тексте –«Параконтур») - возможный кандидат для объяснения.
Судите сами:
Даже при рассмотрении всего двух ипостасей планеты – поверхности и прилегающих слоев атмосферы, ясно, что при, практически любой степени активности атмосферы, постоянно меняется ее состав, давление, влажность, скорость передвижения облаков, и т.д. и т.п. – что обязательно сказывается на ее локальной текущей электропроводности.
Примерно то же можно сказать о наземных и подземных природных образованиях (материковые плиты, горы, залежи руд, реки и т.п. вплоть до жидких расплавленных слоев внутри планеты).
Естественно, скорость изменений их электрических параметров много ниже. Поэтому они создают своеобразный долговременный (годы, столетия, эры) электромагнитный фон формирования климата на планете.
В итоге - мы, локально в любом районе Земного шара и глобально, всегда имеем динамичную (с точки зрения электрических параметров) сложную пространственную картину их изменения. Все это происходит на фоне постоянно присутствующего магнитного поля Земли.
И вполне естественно, что при рассмотрении поверхности и прилегающих слоев атмосферы, можно ожидать наличие влияния относительно быстро рождающихся, присутствующих, видоизменяющихся и умирающих электрических контуров (аналогичных изображенному на Рис. 6).
Причем каждый из них - со своим переносом гигантских электрических зарядов из одного района местности в другой.
А это в свою очередь влечет не учитываемые сейчас синоптиками электрические («Джоулево тепло») локальные прогревы массивов воздуха, воды, земли в рамках контуров, и возникновение электрической активности (грозы и ряд других явлений) там, где этого вроде бы и не должно быть согласно принятым методикам прогнозирования.
На Рис. 6 указаны пять условных зон электрической активности одиночного природного Параконтура (Зоны 1, 2, 3, 4а и 4б).
Зона 1 – Территория вблизи подвижного токосъема. Самая электрически активная (все электрические параметры в экстремальной комбинации). В этой зоне происходят резкие погодные изменения за счет концентрированного локального прогрева почвы и воздуха распределенными токами зарядов (человек их почти не ощущает, т.к. перепад напряжений приходящихся на его рост мизерный, однако бывают ситуации, когда при одинаковых внешне наблюдаемых условиях, человек, все же ощущает труднообъяснимые прогревы как бы изнутри тела, либо чувство озноба, причем никак не связанные с объективным состоянием организма).
Но вот вкупе, на огромной площади и на большой высоте (в рамках человеческого масштаба) эти токи создают гигантские электропечи, которые и прогревают все и вся. Плюс локальная концентрация положительных и отрицательных зарядов в среде близкорасположенных облаков и туч.
Естественно, в такой зоне присутствие гроз – обязательная необходимость. И как приложение – торнадо, вихри, ливни, и т.д. и т.п.
Зона 2 – Территория перемычки. Не менее электрически активная. Но она сосредоточена в основном внутри земной поверхности, в местах высокорасположенных с ярко выраженной структурой и резко различающейся электропроводностью. Наиболее интересные и запоминающиеся проявления – различные нормальные и аномальные электрические (и связанные с ними атмосферные, оптические и др.) явления, вплоть до экзотических типа «Огней Святого Эльма» и коридоров в параллельные пространства (не из них ли выходят Йети?).
Зона 3 – Территория параконтура. Различные проявления электрической активности, повторяющиеся примерно одинаково при одинаковых внешних атмосферных условиях. Активность умеренная, особо не выходящая за рамки стандартных восприятий природных и погодных условий. Комфортная и стимулирующая зона для интеллектуальной и физической деятельности человека.
Зоны 4а и 4б – Территории вне параконтура. Электрическая активность, обусловленная активностью контура относительно слабая. Возможно, проявления ее диаметрально противоположны, т.е. если в зоне 4а, например, происходит слабый объемный нагрев воздуха, то в зоне 4б, наоборот – охлаждение, в силу того, что направления токов в прилегающих плечах контура противоположны.
Примечание:
В любой зоне возможны отклонения, как постоянные, обусловленные какими либо постоянно присутствующими факторами, так и временные, обусловленные временными факторами.
P.S.
В Солнечной системе есть удивительный динамический объект – «Красное пятно» Юпитера.
Может быть секретом его возникновения и устойчивости является обычный Параконтур(ы).
Ведь Юпитер имеет колоссальное собственное магнитное поле. Плюс гигантская скорость вращения. Электромагнитные явления на нем должны просто бушевать.
И еще, возможно в аномалиях зимы 2007 виноваты пространственные перемещения глубинных параконтуров планеты Земля, как следствие перемещения ее магнитных полюсов.
Раздел 5. Магнитозамкнутый и магниторазомкнутый МЭК.
В этой главе пойдет речь только о МЭК. Поэтому всю терминологию необходимо интерпретировать только как относящуюся к контекстным МЭК. Например, магнитозамкнутые и магниторазомкнутые обычные электромагнитные системы (Дроссели, трансформаторы обмотки электродвигателей и др.) теоретически не имеют с МЭК точек соприкосновения, или их крайне мало.
Магнитозамкнутый МЭК (МЗ МЭК) – это магнитоэлектрический контур, все элементы которого компактно находятся в активной зоне или вблизи нее.
Например, все элементы находятся в одной плоскости, или распределены в близлежащих плоскостях.
Магниторазомкнутый МЭК (МР МЭК) – это магнитоэлектрический контур, часть элементов которого пространственно вынесена за пределы активной зоны.
Например, часть элементов находится в одной плоскости, а часть в другой, под необходимым углом, плюс пространственный разнос.
Активная зона МЭК (АЗ МЭК) – часть пространства, в которой при функционировании максимально сосредоточены магнитоэлектрические явления создающие полезный эффект.
Это в основном зоны вблизи магнитов, электромагнитов и пр. (например – доменов).
Примечание:
Строго рассуждая, оба вида МЭК – магнитозамкнутые.
Конкретизированный выше магниторазомкнутый – особая пространственная конфигурация контура охватывающего геометрически эквивалентный магнитозамкнутому контуру таких же размеров, магнитный поток, но открытый с одной или более сторон в пространство, для взаимодействия с полевыми составляющими пространства, в т.ч. с магнитными полями.
Графические материалы, поясняющие суть магнитозамкнутых и магниторазомкнутых МЭК приведены на Рис. 7 и 8.
Для объяснения магнитозамкнутости и магниторазомкнутости МЭК нет нужды привлекать что-то экзотичное. Достаточно физики времен Фарадея.
Рис. 7. Видно, что магнитозамкнутым контуром является любой контур, конструкция которого базируется на классической рамке, неважно одновитковый он или многовитковый.
Конфигурация контура обычно плоская или слегка искривленная наподобие обмоток электромоторов.
Площадь контура – величина постоянная. Взаимодействие с внешним магнитным полем – обычно за счет вращения контура. При этом изменяется эффективное значение площади взаимодействия (проекция геометрической площади на активную зону) по закону Sin X.
Вся электрическая техника (сильноточная и слаботочная) базируется на аналогичных контурах.
Рис. 8. Видно, что магниторазомкнутым контуром является пространственная одновитковая конструкция из электропроводных элементов, часть которых постоянно находится в активной зоне, часть вне этой зоны и часть – вдоль силовых линий.
То обстоятельство, что проекцией площади контура находящейся в активной зоне Sa, является воображаемая площадь Sд, через которую проходит то же самое количество силовых линий магнитного поля (причем вдобавок - они те же самые), и то, что в совокупности, такой МЭК все же замкнут магнитно (правда на разных уровнях от магнита – т.е. в цилиндрических плоскостях с резко различной напряженностью магнитного поля), означает, что все электродинамические явления в таком контуре происходят абсолютно в согласии с законами электромагнитной индукции, приведенными в части 2.
В таком МЭК силовые и электромагнитные взаимодействия максимальны только в активной зоне. Вне ее, они либо малы, либо не ощутимы на практике. Это очень важные нюансы, означающие то, что элементам МЭК можно в зависимости от величины взаимодействий присваивать различные функции (одним элементам – создание полезного эффекта, другим - передача энергии, третьим – генерирование или потребление энергии, причем все это в рамках одного МЭК).
Таким образом, термин «Магниторазомкнутый контур» условный, но железно необходимый. Только пользуясь им, легко оперировать нюансами его функционирования в различных устройствах.
К магниторазомкнутым контурам можно отнести любые отдельные проводники, являющиеся частью какой либо электроустановки (неважно промышленной, бытовой или экспериментальной).
Другими словами – любой отдельный проводник замкнутой электрической цепи является элементом магниторазомкнутого контура.
В связи с этим вспоминаются описания экспериментов с изогнутыми проволочками, описанные на одной из Интернетстраниц. Поищите. Это интересно.
P.S. В электростатике (электрические взаимодействия) имеется интересный объект – Конденсатор с пластинами определенной конфигурации. Такой конденсатор «имеет тенденцию безреактивного безопорного силового взаимодействия своих вещественных элементов с полевыми структурами окружающего пространства» (тенденция движения в сторону положительного электрода).
Теперь, похоже, и в электродинамике (магнитные взаимодействия) замаячил аналогичный объект «имеющий тенденцию безреактивного безопорного силового взаимодействия своих вещественных элементов с полевыми структурами окружающего пространства» (движение в любую сторону).
Но вернемся к Параконтурам и магниторазомкнутым МЭК. Что даст их перекрестное использование? Ведь мы уже имеем достаточно сведений, что бы ответить на этот вопрос.
Раздел 6. «Черный диск» Фарадея.
Да простит мне Николаев Г.В., то, что я использую ниже фрагмент его Интернетстранички «Экспериментальные парадоксы электродинамики. Опыты 31-40».
38. Униполярный двигатель Фарадея. До настоящего времени не разрешена парадоксальная ситуация с природой движущей силы в униполярном двигателе, в котором используется вращающийся магнит-ротор. Исследования показывают, что в данном типе униполярного двигателя магнит-ротор вращается только одними продольными силами F║. Реакцией является поперечная сила F┴, приложенная к боковому проводнику токоподвода.
39. Униполярный генератор. До настоящего времени не разрешена парадоксальная ситуация с местом возникновения ЭДС в униполярном генераторе («секреты униполярной индукции») с вращающимся магнитом-ротором и причинами отсутствия реакции на магните в случае использования неподвижного магнита (см. опыт 37). Исследования показывают, что ЭДС индуцируется только во вращающемся магните-роторе и методы теории относительности к рассматриваемому явлению неприменимы.
Фарадей, сформулировав закон электромагнитной индукции, по-видимому, интуитивно чувствовал, что закон имеет несколько уровней понимания и практического применения.
Первый уровень – общедоступный и общепонятный (Им и только им широко пользуются повсеместно с самого момента появления закона).
Второй (и возможно гипотетические – третий и четвертый) уровень станет актуальным не сразу, а только по мере осмысления первого.
Хотя возможность формулирования второго уровня одновременно с первым не была исключена.
Однако эта возможность не была им реализована.
Но…
Он все же начал пробивать путь в этом направлении, что доказывают вышеприведенные выдержки из Интернетстранички.
Это его задача будущему. И не зря в его конструкциях диски-проводники сплошные. Если бы он их еще выкрасил в черный цвет, то по аналогии с «Черным квадратом» Малевича, его задачу можно было бы назвать «Черный диск» Фарадея.
Во всем этом - его гениальное чутье и прозорливость.
Мы же отметим для себя невольно бросающиеся в глаза нюансы его униполярных конструкций:
1. ЭДС в роторе униполярного генератора Фарадея возникает только при вращении системы магнит-ротор при неподвижном токосъемнике.
2. Система магнит-ротор униполярного двигателя Фарадея при вращении не создает реактивной силы в плоскости вращения.
Не правда ли, полный набор научно-физических чудес!
Но чудеса ли это?
Предположительно…
Второй уровень закона электромагнитной индукции прояснит критерии работоспособности конструкций, способных генерировать электроэнергию автономно без затрат вещества и энергии, на основе магнито-электро-механических устройств («Перпетуум Мобиле»).
Третий – прояснит критерии работоспособности аналогичных, беззатратно энерговырабатывающих устройств, на основе объемного (пространственного) резонанса («Источники энергии космического уровня»).
Четвертый – прояснит критерии работоспособности устройств, способных мгновенно перебрасывать потоки энергии на любые расстояния на основе продольных электромагнитных взаимодействий в проводниках и пространстве. Здесь и мгновенная связь («Торсионные технологии»).
Конечно же, приведенная разбивка, чисто условная и гипотетическая.
Таким образом «Черный диск» Фарадея – это, скорее всего обобщенная загадка, содержащая условия для второго, третьего и четвертого уровней применения законов электромагнитной индукции.
Что касается второго уровня, то у нас есть реальный шанс разобраться с ним.
Раздел 7. Объединение задачки с олимпиады и загадок Фарадея.
Теперь сведем вместе отмеченные в главах 2 и 6 технические нюансы:
1. В отличие от всех применяемых в электротехнике контуров, описанный в задаче контур параметрический! Т.е. сам контур имеет изменяемый геометрический параметр – площадь своего сечения.
2. ЭДС в роторе униполярного генератора Фарадея возникает только при вращении системы магнит-ротор при неподвижном токосъемнике.
3. Система магнит-ротор униполярного двигателя Фарадея при вращении не создает реактивной силы в плоскости вращения
Если мы сумеем синтезировать единое техническое устройство с выделенными физическими характеристиками, то это будет означать, что мы сконструировали удобный, понятный и простой, настоящий «Перпетуум мобиле».
Начинаем решать эту задачу…
Для этого нам необходимо совсем немного - конкретизировать способ организации контура с изменяемым геометрическим параметром – площадью охвата магнитного потока.
Это просто: (если рассматривать условие задачки с олимпиады) - при неподвижном токосъеме, перемещать относительно него рельсы с перемычкой – т.е. рельсы с неподвижным тепловозом. В точности как на Рис. 4. Вариант 2, только несколько извращенно.
В реальном масштабе это нам не по силам. Но вот в виде магнито-электро-механического эквивалента в соответствующем масштабе и для вращательного движения – очень даже! См. Рис. 9.
Этот магнито-электро-механический эквивалент и есть наш долгожданный настоящий «Вечный двигатель», точнее «Безреактивный Электрический Генератор» (БЭГ), принцип действия которого основан на объединении Магниторазомкнутого МЭК и параметрического контура в единое устройство.
Примечание: На Рис. 9, 10, 11) проводники токосъема и потребитель (гальванометр) условно показаны в обычном виде, на самом деле их пространственная конфигурация жестко задается условиями магниторазомкнутости МЭК (см. Рис. 8).
Раздел 8. Практичные схемы генераторов
«Пер-Пермобиле БЭГ» (ПМ-200107-Г).
Приведенная выше (Рис. 9) принципиальная схема (для вращательного движения) универсальна, т.е. может использоваться для конструкций на магнитах с радиальной и осевой намагниченностью. В последнем случае активную часть контура необходимо деформировать для ее укладки на боковую сторону ротора.
При большой необходимости можно трансформировать схему и для линейного перемещения – достаточно выпрямить активную часть контура вдоль плоской поверхности.
Практичные схемы конструкций электрогенераторов на магнитах с радиальной и осевой намагниченностью приведены на Рис. 10 и 11.
Схемы предполагают возможность пакетного (вдоль оси и по радиусу) умощнения путем наращивания количества контуров при соответствующем их электрическом соединении, скользящими перемычками.
Такие генераторы, будучи однажды раскрученными, могут вырабатывать электроэнергию бесконечно долго (при отсутствии трения в подшипниках осей и других тормозящих факторов, например сопротивления воздуха). Слабое место – щеточный способ снятия электроэнергии (искрение и механическое тормозящее воздействие на ротор). В реальности – все вместе взятые тормозящие факторы отнимают достаточно малую часть энергии механической инерции вращения ротора, и для компенсации этих потерь достаточно подводить компенсирующий механический момент малой мощности (по сравнению с мощностью вырабатываемой самим генератором), которую можно отнимать от генерируемой.
Возможные варианты решения проблемы искрения и торможения щетками – бесконтактное коммутирование (например, конденсаторное) и (или) СВЧ способ передачи энергии.
Достоинства предлагаемых конструкций: Компактность, удобство, универсальность и т.д. и т.п. (И самое главное – технологичность!).
Рис. 12. БЭГ. Вид сверху справа.
Рис. 13. БЭГ. Вид сверху слева.
На Рис. 12 и 13 показан электрогенератор «Пер-Пермобиле БЭГ» в двух вариантах исполнения (на магните с осевой намагниченностью 2 контура – ближний на Рис. 13, и на магнитах с радиальной намагниченностью – пакет 5 контуров – ближний на рис. 12. Оба закреплены на одной оси. Токосъемы – щеточные.
БЭГ не «чувствует» влияния величины электрической нагрузки. Она может быть любой, лишь бы соответствующий ток выдержали токопроводящие элементы контура(ов).
Он ощущает только притормаживающее механическое действие щеток токосъемов. Для компенсации этого действия необходим внешний поддерживающий привод (мотор), для питания которого можно использовать небольшую часть вырабатываемой генератором энергии.
По предложенной классификации в данных конструкциях использованы МЭК с идентификаторами:
МЭК-12G.R221.A13.
МЭК-12G.С221.A13.
Видео (БЭГ в работе) см. в приложении 31.