Конец электротехнического закона сохранения энергии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Конец электротехнического закона сохранения энергии

Канарёв Ф.М.,

Зацаринин С.Б.

Более ста лет человеческий интеллект мерк перед фиктивной мощью электротехнического закона сохранения энергии. Это был непреодолимый интеллектуальный барьер на пути экономной импульсной энергетики, реализуемой Природой в живых организмах, главный орган которых - сердце. Оно питается электрическими импульсами, примерно, одну треть периода и две третьи отдыхает. Можно уверенно констатировать, что человеку удалось разгадать эту тайну Природы. Интеллектуальный барьер на пути импульсной энергетики разрушен, и человечество вступает в эру её освоения [1].

У человека не хватало интеллекта, чтобы научиться у Природы экономному расходованию электрической энергии. Изобретённые им аккумуляторы и генераторы генерируют напряжение непрерывно. Его величину фиксирует вольтметр. Напряжение, поданное потребителю, формирует ток . Его величину измеряет амперметр. Если напряжение и ток непрерывны, то на клеммах потребителя фиксируется величина электрической энергии , равная произведению напряжения на величину тока и на время

. (1)

Чтобы иметь представление о величине энергии, генерируемой в одну секунду, введено понятие мощность. Она определяется по формуле [2], [3]

. (2)

Все первичные источники электрической энергии: генераторы электростанций, аккумуляторы, батареи и т.д. генерируют напряжение непрерывно, а используется оно в двух режимах: непрерывном и импульсном. При импульсном использовании напряжения ток тоже генерируется импульсами. Особо отметим, что все счётчики электроэнергии, контролирующие расход энергии первичным источником энергии, учитывают напряжение только непрерывное, а ток - любого вида: непрерывный и импульсный. Правильность работы счётчика электроэнергии может контролироваться другими приборами. Один из них осциллограф. Он записывает осциллограммы напряжения и тока (рис. 1).

Электронная программа, заложенная в осциллограф, автоматически определяет средние величины напряжения и тока (рис. 1, справа). В результате мощность, реализуемая таким источником энергии, вычисляется по формуле (2) и её величина оказывается равной величине, показываемой счётчиком электроэнергии.

Если же нагрузка потребителя электроэнергии импульсная, то она почти не влияет на величину непрерывного напряжения первичного источника энергии (рис. 1). Прибор, в том числе и осциллограф, фиксирует её, как среднюю величину . Ток же формируется явными импульсами (рис. 1) с амплитудами, равными , и его средняя величина определяется по формуле [2], [3] энергия мощность осциллограф

. (3)

Величина мощности в этом случае рассчитывается по формуле

. (4)

Достоверность этого расчёта подтверждает счётчик электроэнергии и другие приборы, подключённые к клеммам первичного источника энергии.

А теперь рассмотрим случай импульсного потребления электрической энергии от первичного источника в виде импульсов напряжения и импульсов тока. Поскольку напряжение подаётся потребителю электроэнергии импульсами, то его средняя величина равна

. (5)

Аналогично рассчитывается и средняя величина импульсов тока

. (6)

Как мы уже отметили, эти формулы заложены в электронные программы осциллографов и они автоматически выдают средние величины напряжения и тока. Если напряжение непрерывно, то и (рис. 1, справа).

Формулы (5) и (6) дают величину средней мощности [2], [3]

. (7)

Если скважности импульсов напряжения и тока одинаковые, то формула (7) принимает вид

. (8)

Однако, в учебниках по электродинамике и электротехнике написано, что при импульсном потреблении электроэнергии, мощность рассчитывается по формуле [2], [3]

. (9)

Это требование обусловлено тем, что счётчик электроэнергии, установленный на клеммах первичного источника энергии, всегда учитывает величину только непрерывного напряжения, поэтому его показания соответствуют расчёту по формуле (9). Все противоречия, которые при этом возникают, игнорируются уже более 100 лет. Это и послужило для нас основанием проверить экспериментально достоверность формулы (9) [2], [3].

Однако, задача эта оказалась достаточно сложной. Отсутствовала возможность постановки такого эксперимента, результаты которого давали бы не косвенный, а прямой ответ на поставленный вопрос. Длительный поиск метода экспериментальной проверки достоверности или ошибочности формулы (9) привёл к разработке первого в мире самовращающегося мотора-генератора электрических импульсов МГ-1, работающего от сети [2]. Проверка показала, что для получения однозначного ответа о достоверности или ошибочности формулы (9) надо сделать мотор-генератор, питающийся от постоянного источника энергии - аккумулятора. Он был сделан. Это мотор-генератор МГ-2 (рис. 2).

Рис. 2. Мотор-генератор МГ-2 и аккумулятор для мотоцикла

Рис. 3. Разрядка аккумулятора лампочками

Методика доказательства достоверности или ошибочности формулы (9) проста. Подключаем к первому аккумулятору совокупность лампочек (рис. 3) с общей мощностью, равной мощности на клеммах МГ-2, подключённого к другому, такому же аккумулятору. Если формула (9) отражает реальность, то скорости разрядки аккумуляторов лампочками и мотором-генератором МГ-2 должны быть одинаковые [2], [3].

На рис. 3 показаны лампочки общей мощностью 36Ватт, подключённые к аккумулятору с исходным напряжением 12,66В. Они разрядили аккумулятор до 10В, то есть на 2,66В в течение 110 мин.=6600с. Это значит, что скорость разрядки составляла 2,66/6600=0,00040В/с.

МГ-2 (рис. 2), подключённый к аналогичному аккумулятору, разрядил его с 12,70, до 11,50 В за 113мин=6780с. Скорость разрядки аккумулятора, подключённого к МГ-2, составила 1,20/6780=0,00018В/с. Это почти в два раза меньше скорости разрядки аккумулятора лампочками. Согласно осциллограммы на рис. 1 и формулы (9), средняя мощность на клеммах МГ-2 равна . Это на 2 Ватта больше мощности на клеммах лампочек, но скорость разрядки аккумулятора мотором-генератором МГ-2 в два раза меньше скорости разрядки такого же аккумулятора лампочками. Это - однозначное доказательство ошибочности формулы (9). Итак, согласно существующим воззрениям аккумулятор №1 реализовал 38,24 Ватта на работу МГ-2. Посмотрим, какую мощность реализует МГ-2 на зарядку этого же аккумулятора №1?

МГ-2 (рис. 2) был подключён к новому аккумулятору №3, с начальным напряжением на его клеммах , а аккумулятор №1 был подключён к контактам ЭДС самоиндукции статора МГ-2 на зарядку. По показаниям приборов аккумулятор №1 зарядился с 11,50В до 12,55В, то есть на 12,55-11,50=1,05В за 133мин. (рис. 4). Аккумулятор №3, питавший МГ-2 при зарядке аккумулятора №1, разрядился за 133 мин. с 12,62В до 11,50В, то есть на 12,62-11,50=1,12В. Разница между падением напряжения аккумулятора, питавшего МГ-2, и повышением напряжения заряжаемого аккумулятора мотором-генератором МГ-2, составила 1,12-1,05=0,07В. Из этого следует, что у нас есть основания констатировать, что величина 0,07В. близка к нулю, поэтому расход энергии на вращение ротора мотора-генератора МГ-2, массой с частотой 1400об/мин в течение 133 мин. также близок к нулю, так как энергия разрядки одного аккумулятора почти равна энергии зарядки другого. Этот результат близок к результату работы, так называемого, "вечного" двигателя.

Теперь учтём потери энергии на нагрев МГ-2. Измерения показали, что, имея массу 8100гр., он нагрелся за 115 мин.= 6900с на 10 град. Учитывая, что удельная теплоёмкость стали, из которой он изготовлен, равна 0,50Дж/грамм, имеем энергию и мощность его нагрева 0,50х 8100х 10,0=40500 Дж или 40500/6900=5,87Ватта. В приведённом нами балансе мощности нет места этой (5,87 Вт) величине. В реальности она больше, так как поступающее тепло непрерывно излучается. Это явно указывает на нарушение, так называемого, электротехнического закона сохранения энергии и мы открываем читателям секрет этого нарушения [2], [3].

Дело в том, что система питания МГ-2 построена так, что импульсы ЭДС самоиндукции, возникающие в обмотке возбуждения ротора в момент отключения импульса напряжения, подаваемого из аккумулятора, возвращаются в конденсаторы системы питания ротора. Поскольку импульсы ЭДС самоиндукции возникают в момент размыкания электрической цепи, то энергия аккумулятора на их генерацию не расходуется. Аналогичный результат получается и при использовании импульсов ЭДС самоиндукции обмотки статора для зарядки аккумулятора. Таким образом, рекуперационной энергии оказывается достаточно, чтобы мотор-генератор МГ-2 работал в режиме близком к так называемому режиму "вечного" двигателя.

Краткое доказательство ошибочности электротехнического закона сохранения энергии

Некоторые читатели, прочитав эту статью, попросили нас представить более короткий вариант доказательства ошибочности формулы (9) и достоверности формулы (8).

Реализуя эту просьбу, сразу отмечаем, что процесс зарядки аккумулятора не содержит надёжного критерия для такого доказательства, так как установлено, что после разрядки нового аккумулятора на 1,0-1,5 В он сам восстанавливает свой потенциал, примерно, за время, равное времени его разрядки.

Неопровержимый критерий ошибочности формулы (9) и достоверности формулы (8) следует из процесса разрядки аккумулятора. Таким критерием является скорость разрядки, определяемая, как скорость падения напряжения на его клеммах под действием приложенной нагрузки. Мы уже показали, что из осциллограммы на рис. 1. следует, что аккумулятор реализует на привод МГ-2 мощность, равную 38,24 Ватта. Нам же удалось набрать совокупность лампочек с мощностью 36 Ватт, то есть в 38,24/36=1,062 раза меньше. Поэтому реальная скорость разрядки аккумулятора мотором-генератором МГ- 2 составила 0,00018/1,062=0,00017В/с. Это меньше скорости разрядки аккумулятора лампочками в 0,00040/0,00017=2,35 раза. Поскольку общая мощность лампочек равна 36Вт, то реальная мощность, реализуемая аккумулятором на питание МГ-2, равна не 38,24Вт, а 36/2,35=15,32Вт. Сразу возникает вопрос: где кроется ошибка в расчёте мощности 38,24Вт? Обращаемся к рис. 1. и убеждаемся, что электронная программа осциллографа точно определила среднюю величину тока , используя при этом формулу (6), содержащую скважность его импульсов.

Ошибка кроется в определении величины среднего напряжения . Чтобы понять её, обратим внимание на импульсное падение напряжения аккумулятора в моменты формирования импульсов тока, представленное на осциллограмме (рис. 1). Электронная программа осциллографа обрабатывает закономерности изменения напряжения и тока отдельно. В результате средняя величина напряжения, определенная электронной программой осциллографа, учитывает лишь импульсное падение напряжение (рис. 1) в моменты появления импульсов тока и не учитывает интервалы отсутствия напряжения на клеммах потребителя, при которых не было в цепи тока. На рис. 1 интервалы подачи напряжения на клеммы потребителя отмечены цифрами 1, а - отсутствия подачи - цифрами 2. Это и есть фундаментальная ошибка, которую так ярко обнаруживает аккумулятор. Он не расходует энергию, когда в цепи нет тока и напряжения одновременно. Электронная же программа осциллографа учитывает напряжение непрерывно, то есть - и в моменты отсутствия тока в цепи.

Таким образом, в реальности интервал времени отсутствия и напряжения, и тока на клеммах мотора-генератора МГ-2 есть, а на клеммах аккумулятора нет, так как напряжение на них присутствует непрерывно, а ток появляется периодически. Электронная программа осциллографа игнорирует факт периодического отсутствия напряжения на клеммах потребителя электроэнергии и учитывает непрерывно присутствующее напряжение на клеммах первичного источника энергии. В результате ошибка при определении среднего напряжения, участвующего в формировании импульсов тока, оказывается равной скважности импульсов напряжения, подаваемого потребителю.

Нетрудно понять, что скважность импульсов напряжения равна частному от деления скорости разрядки аккумулятора лампочками, которые забирают энергию из него не импульсно, а непрерывно (при скважности ), на скорость разрядки аккумулятора мотором - генератором, который разряжает аккумулятор импульсами и напряжения и тока (рис. 1), то есть =0,00040/0,00017=2,35. Эта скважность автоматически и с большой точностью учитывает не только величину падения напряжения (рис. 1), но и площади (2, 2, 2, ….) на осциллограмме (рис. 1), формируемые интервалами времени, когда отсутствуют импульсы тока.

А теперь обратим внимание на величину амплитуды импульса напряжения в момент действия импульса тока. На рис. 1 она меньше максимального напряжения на величину . Внимательный просмотр показывает, что амплитуды импульсов напряжения при действии импульсов тока опускаются, примерно, до 11,50В. Вот эту величину амплитуды и надо брать при расчёте средней величины напряжения , реализуемого аккумулятором на импульсный привод мотора-генератора МГ-2. В результате среднее напряжение на клеммах аккумулятора, которое участвует в формировании импульсов тока, будет равно

(10)

Мощность, реализуемая аккумулятором на привод мотора-генератора, в этом случае автоматически определяется по формуле (7), эквивалентной формуле (8).

. (11)

Другого доказательства достоверности формулы (8) и глубокой ошибочности формулы (9), более 100 лет угнетавшей человеческий научный интеллект, не требуется.

А теперь обратим внимание на очень маленькую величину тока (0,11А) зарядки аккумулятора, представленную на рис. 4. Обусловлено это небольшой разрядкой аккумулятора (1,20В) при питании мотора-генератора в течение 113 минут и естественным процессом последующего восстановления этого напряжения, которой поддерживается зарядкой аккумулятора от импульсов ЭДС самоиндукции статора МГ-2. Так как импульсы ЭДС самоиндукции в обмотке статора рождаются в момент разрыва цепи, по которой подаётся напряжение в обмотку возбуждения ротора, то энергия аккумулятора на формирование таких импульсов не расходуется и эта часть энергии относится к категории рекуперационной энергии.

Заключение

Самые первые результаты испытаний мотора-генератора МГ-2 с рекуперацией электрической энергии убедительно доказывают ошибочность электротехнического закона сохранения электрической энергии и открывают неограниченные возможности в разработке экономных импульсных потребителей этой энергии из существующих электрических сетей. Процесс разработки и внедрения счётчиков электроэнергии, правильно учитывающих её импульсный расход, уже остановить невозможно. Страны, покупающие энергию, первыми начнут их применять, снижая закупки энергоносителей [3].

Литература

1. Канарёв Ф.М. Начала физхимии микромира. Монография. 15-е издание. 2010. (WWW.akademik.su). http://kubsau.ru/science/prof.php?kanarev

2. Канарёв Ф.М., Зацаринин С.Б. Баланс мощности мотора-генератора. http://www.sciteclibrary.ru/rus/avtors/k.html

2. Канарёв Ф.М. Ближайшие перспективы бытовой энергетики. http://www.sciteclibrary.ru/rus/avtors/k.html

Размещено на Allbest.ru