Возможность передачи электроэнергии вдоль одножильного проводника утверждал еще Никола Тесла. Он иллюстрировал традиционную схему передачи энергии переменного тока по двум проводникам, используя гидравлическую аналогию.
В электрической схеме (рис.1) генератор возбуждает переменный ток в двух соединенных с ним проводниках, под воздействием которого горит электрическая лампочка.
В гидравлическом аналоге (рис.2) поршень, совершающий возвратно-поступательное движение, приводит в движение жидкость в трубопроводах, под воздействием которого приходит в движение турбина.
В гидравлическом аналоге (рис.2) поршень, совершающий возвратно-поступательное движение, приводит в движение жидкость в трубопроводах, под воздействием которого приходит в движение турбина.
Далее Тесла приводит иную гидравлическую модель (рис.3). Поршень, также совершающий возвратно-по-ступательное движение, продавливает жидкость в эластичную емкость, и турбина при этом приходит в движение.
Электрическим аналогом данной гидравлической модели может быть модель, включающая в себя высокочастотный генератор, "вилку Авраменко" и нагрузку.
Далее приведена схема действующей установки, демонстрирующей передачу электроэнергии вдоль одножильного проводника (без заземляющих устройств) к электростатическому двигателю.
Схема этого устройства показана на рис.4. Сетевое напряжение 220 В, 50 Гц подводится к частотному преобразователю 5, генерирующему электрические колебания частотой 66 кГц с действующим значением напряжения 170 В. Частотный преобразователь соединен с колебательным контуром, состоящим из индуктивности L и емкости С1 и настроенным на частоту резонанса 66 кГц. Добротность контура Q=30. При этом на индуктивности и емкости, в точке их соединения, напряжение возрастает до 5000 В. Одножильный проводник длиной 10 м соединяет эту точку колебательного контура с "вилкой Авраменко", к конденсатору которой С2 подключен электростатический двигатель. При включении преобразователя частоты электростатический двигатель приходит в движение, скорость его вращения достигает 2000 оборотов в минуту.
Электростатический двигатель устроен следующим образом. На ось 1, снабженную подшипником, надета втулка, к которой радиально прикреплены 2n диэлектрические штанги 2 одинаковой длины. Концы диэлектрических штанг снабжены металлическими (или металлизированными) сферами 3. Далее, равномерно по окружности расположены 2n клиновидных электродов 4 таким образом, чтобы зазоры между остриями клиновидных электродов и поверхностями сфер составляли около 1 мм. Электроды 4 разбиты на две группы и расположены поочередно. Одна группа из n электродов соединена проводником между собой и с одной из обкладок конденсатора С2. Другая группа электродов из n электродов также соединена между собой и с другой обкладкой конденсатора С2.
Напряженность электрических полей, создаваемых клиновидными электродами, резко возрастает в области острых кромок электродов. Это приводит к пробою между электродами и ближайшими к ним сферами, которые при этом заряжаются однополярными с электродами зарядами. Между ними (электродами и сферами) возникают отталкивающие электростатические силы, под действием которых ротор приходит во вращательное движение. По мере приближения сфер к противоположно заряженным электродам увеличивается притягивающая эле-
ктростатическая сила, что придает дополнительный импульс вращательному движению. В момент времени, когда сферы максимально приблизятся к противоположно заряженным электродам, происходит электрический перезаряд сфер на противоположный и процесс движения ротора продолжается.
Е.Г. Безруких
Читайте также:
Электростатический двигатель-принцип работы