Atmosfēras elektrība kā jauns alternatīvās enerģijas avots

Alternatīvo elektroenerģijas avotu meklēšana pēdējos gadu desmitos ir kļuvusi plaši izplatīta. Fosilo energoresursu izsīkuma draudi ir stimulējuši atjaunojamo resursu izmantošanas pētījumus: enerģija no gaisa, ūdens un ģeotermālā siltuma. Izgudrotāju armija pievienojās zinātniekiem, kas strādā alternatīvās enerģijas jomā, un šodien viņi “pārpludināja” informācijas telpu ar projektiem “bezmaksas” enerģijas iegūšanai.

Viena no populārākajām viņu attīstības jomām ir atmosfēras elektrības izmantošana. Novērojot elementu vardarbību pērkona negaisa laikā, ir liels kārdinājums pieradināt Zemes elektriskos spēkus, tos izmantot cilvēka labā.

Mēģināsim novērtēt, cik reāli ir pietuvoties šiem spēkiem un izmantot tos praksē. Sākumā mēs atbildēsim uz jautājumu Vai Zemes elektrības rezerves tiešām ir lielas? Gandrīz visi ir dzirdējuši vai zina kondensators. Daži strādāja ar viņiem, citi atceras skolas fizikas kursos.

Saskaņā ar mūsdienu koncepcijām Zeme ir tieši šādas radio ķēžu detaļas analogs. Šis milzīgais, sfēriskais kondensators ir uzlādēts un ap mums rada elektrisko lauku.

Turpmāk jums būs jādarbojas ar skaitliskām vērtībām, kā Daudzi Zemes elektriskā lauka izmantošanas projekti balstās uz pilnīgi mītiskiem enerģijas ieguves mehānismiem no šāda kondensatora.

Vispirms par Zemes ietilpību. Jau šajā posmā pastāv neatbilstības. Aprēķinot Zemes kapacitāti kā vieninieku sfērisku vadītāju kosmosā, iegūst vērtību aptuveni 700 μF. Un kondensatora kapacitātes aprēķins, ko veido Zemes virsma un jonosfēra, kas atrodas 60-80 km augstumā, dod vērtību, kas ir tuvu 1F. Rezultātu neatbilstība ir vairāk nekā 1000 reizes! Un tas ir tikai sākums nenoteiktībai, kas saistīta ar atmosfēras elektrība.

Zemes kondensators tiek uzlādēts līdz aptuveni 300 kV spriegumam, Zemes virsmai ir negatīva maksa un jonosfērai ir pozitīva vērtība. Lauka stiprums starp šāda kondensatora “plāksnēm” ir 120–150 V / m virs virsmas un strauji pazeminās līdz ar augstumu.

Tāpat kā jebkuram reālam kondensatoram, tam ir noplūdes strāva. Ģeofiziķiem izdevās diezgan precīzi izmērīt tā vērtību. Šīs straumes ir ļoti mazas: skaidrā laikā noplūdes strāvas blīvums ir tikai no 10 līdz mīnus 12 grādiem Am2. Bet, pārrēķinot visu Zemes virsmu, kopējā noplūdes strāva ir aptuveni 1800 A. Zemes (un attiecīgi jonosfēras) elektriskā lādiņa tiek lēsta 5,7x10 5. pakāpes kulonā. Tad zemes kondensatoram vajadzētu būt izlādētam ... 8-10 minūtēs, un elektriskais lauks pazudīs.

Praksē līdzīgu ainu mēs neievērojam. Tas nozīmē, ka pastāv noteikts dabiskais ģenerators ar jaudu vairāk nekā 700 MW, kas kompensē lādiņa zudumu Zemes - jonosfēras sistēmā.

Mūsdienu zinātne ir izrādījusies bezspēcīga izskaidrot kondensatora uzlādes mehānismus. Mūsdienās ir vairāk nekā 10 teorijas un hipotēzes, kas apraksta Zemes pastāvīga lādiņa uzturēšanas mehānismus un procesus. Bet eksperimentālā pārbaude un precizētie aprēķini parāda nepietiekamo ģenerēto lādiņu skaitu, lai saglabātu stabilu Zemes lauka vērtību.

Starp maksas ģeneratoru kandidātiem tika uzskatīti pērkona negaisi, straumju cirkulācija Zemes izkusušajā mantijā, daļiņu plūsma no Saules (saules vējš). Pastāv pat eksotiska hipotēze par dabiskā esamību MHD ģeneratorsstrādājot atmosfēras augšējā daļā. Rezultāts rada vilšanos - šodien zinātne precīzi nezina, no kurienes tiek papildināti dabiskā kondensatora lādiņi.Varbūt katrs no šiem mehānismiem veicina zemes uzkrāšanas lādiņa atjaunošanos.

Un tagad par izmantošanas iespējām dabiskā kondensatora enerģija. Kā minēts iepriekš, lauka intensitāte (vai potenciālais gradients uz virsmas) ir vidēji 130 V / m. Bet tas nenozīmē, ka augstam cilvēkam starp papēžiem un vainagu ir 260 V potenciāls. Gaiss ir lielisks izolators, un cilvēka ķermenis ir labs diriģents. Tāpēc neatkarīgi no izaugsmes mums vienmēr ir Zemes potenciāls.

Mēģinājumi izmantot Zemes lauka spēku utilitāriem mērķiem ir veikti vairāk nekā divus gadsimtus un turpinās mūsdienās. Vislabākais atmosfēras elektrības savākšanas dizaina sasniegums, izmantojot gaisa balonus, ļāva iegūt jaudu aptuveni 1 kW, un mūsdienīgas, patiešām strādājošas shēmas ļauj barot mazjaudas LED vai uzlādēt mobilo tālruni.

Fakts ir tāds, ka atmosfēras gaisa vadītspēja ir tikai no 10 līdz mīnus 14 grādiem S / m (Siemens / metrs). No tik augstas pretestības avota vienkārši nav iespējams izvēlēties pamanāmu jaudu. Šim nolūkam “ģeneratora” detaļām jābūt drošākai izolācijai. Bet vadītspēja uz izolatoru virsmas pārsniedz gaisa vadītspēju, tāpēc ģenerators ātri "saīsina".

Brazīlijas zinātnieku jaunākajai informācijai par elektrības ražošanas iespējām tropu mitrā atmosfērā, visticamāk, būs teorētiska nozīme. Šāda ģeneratora efektivitāte ir 100 miljonus reižu zemāka nekā saules baterijai.

Ja nav iespējams izmantot enerģiju no atmosfēras virsmas slāņa, vai tas var mēģināt “izlādēt” globālo kondensatoru? Diemžēl šeit iespējas ir mazas. Atmosfēras vadītspēja tika pieminēta iepriekš. Jonosfēras vadītspēja ir par 10 lielumiem augstāka, bet skaitliski tā ir tikai 5x10 ar mīnus 4 grādiem S / m.

Kad atstarpe ir “saīsināta”, Zemes virsma - jonosfēra ar plazmas saišķi, kas iegūta, piemēram, no lāzera, ķēdē plūst nenozīmīga simtiem miliampu strāvas. To nosaka kondensatora jonosfēriskās "oderes" iekšējā pretestība, kas satur 5-10 kOhm / m. Šādas metodes iespēju robeža ir iegūt 60–80 km garu gāzes gaismas lampu. Tas ir paredzēts enerģijas rezervei nedaudz virs 2500 kW / h - tā ir tieši uzlādēta globālā kondensatora enerģija.

Ir vēl viens apsvērums pret cilvēka iejaukšanos Zemes elektriskajos procesos. Viņi veidojās miljardu gadu laikā un tiem bija nozīmīga loma dzīvības rašanās uz mūsu planētas. Šo procesu apvienojums veido globālu elektrisko lādiņu ražošanas un kompensācijas ķēdi - sava veida cilvēka nervu sistēmas analogu.

Mums joprojām nav ideju par daudzajiem šīs ķēdes darbības mehānismiem. Ir vērts pieminēt neseno zibens atklājumu jonosfērā. Tāpēc iejaukties šādā ķēdē, neizprast tās funkcionēšanas likumus un iejaukšanās iespējamās sekas, ir vismaz muļķīgi. Tāpēc, pat atrodot dabiskās elektrības pieliekamās atslēgas, no tām nekavējoties jāatsakās.