مستقبل الطاقة المشعة تسلا

من المعروف أن الجسيمات المشحونة تتحرك باستمرار من الفضاء إلى سطح الأرض. هذا ، نتيجة للبحث العملي ، تم الإبلاغ عنها من قبل و نيكولا تيسلا.

على وجه الخصوص ، في نص براءة اختراعه رقم 685957 بتاريخ 5 نوفمبر 1901 ، أعرب العالم عن فكرة أنه إذا كانت إحدى لوحات المكثف متصلة بسلك أرضي ، وكانت اللوحة الثانية متصلة بلوحة موصلة من مساحة كافية مرفوعة إلى ارتفاع كبير ، سيبدأ المكثف في الشحن. ويمكن شحن مثل هذا المكثف حتى ينهار العازل بين ألواحه.

وتجدر الإشارة إلى أن الشحنة التي تدخل المكثف لكل وحدة زمنية تعتمد بشدة على مساحة اللوحة. كلما اتسعت مساحة اللوحة الموجودة في الارتفاع ، زاد تيار الشحن للمكثف. في هذه الحالة ، تكتسب لوحة المكثف المتصل بالسلك الأرضي شحنة سالبة ، وتكتسب اللوحة المتصلة باللوحة المرفوعة فوق الأرض شحنة موجبة.

من منظور نظرية الدائرة ، يمكن النظر إلى هذا التصميم على أنه دائرة كهربائية تشتمل على مصدر جهد ، ومقاوم ، ومكثف متصل في سلسلة. يتم شحن المكثف بواسطة مصدر للكهرباء الطبيعية يرتبط emf بالارتفاع الذي ترتفع عليه اللوحة ، ويتم تحديد مقاومة المقاوم حسب مساحة اللوحة وجودة الأرض.

يمكن النظر إلى الهواء والأرض في هذه الحالة على أنهما مولد ثنائي القطب للجهد الثابت ، حيث يوجد دائمًا مجال كهربائي طبيعي موجه إلى الأرض بين أي مكان في الهواء فوق سطح الأرض والأرض نفسها.

على سبيل المثال ، عند ارتفاع متر واحد فوق سطح الأرض ، تبلغ قدرة هذا المجال حوالي 130 فولت ، وعلى ارتفاع 10 أمتار - حوالي 1300 فولت ، نظرًا لأن قوة المجال الكهربائي الطبيعي بالقرب من سطح الأرض تبلغ حوالي 130 فولت / م.

لا يشعر الناس بتأثير هذا المجال على أنفسهم ، لأن الهياكل والنباتات ، والأشخاص أنفسهم ، مثل الأسلاك الأرضية ، ينحنيون حول خطوط المجال ، ويشكلون أسطحًا متساوية الجهد ، ونتيجة لذلك ، فإن الفرق المحتمل بين رأس الشخص وقدميه تحت الظروف العادية لا تزال قريبة من الصفر.

لكن في المخطط الذي اقترحه تسلا ، لا يظهر موصل صلب ، ولكن مكثف. لذلك ، لا يعمل المجال الكهربائي للأرض فقط على الصفيحة (وبالتالي على العازل الكهربائي في المكثف) ، لذلك تسقط عليه أيضًا آلاف الجسيمات الموجبة الشحنة كل ثانية ، ولهذا السبب ، من حيث المبدأ ، يوجد بئر- يمكن تحقيق فرق الجهد المحدد بين ألواح المكثف ، المقاس بمئات فولت ، فيما يتعلق بالإلكترود المؤرض.

اتضح أن فرق الجهد بين ألواح المكثف يمكن أن يستمر في النمو إما حتى ينهار العازل بينهما ، أو حتى يعوض المجال الكهربائي داخل هذا العازل تمامًا عن المجال الكهربائي الخارجي ، أي المجال الذي يعمل بينهما تقع اللوحة على ارتفاع ونقطة التأريض السفلية.لوحات مكثف.

من المعروف من الهندسة الكهربائية أنه من أجل الحصول على أقصى طاقة في الحمل من مصدر التيار المستمر ، يجب أن تكون مقاومة الحمل مساوية للمقاومة الداخلية للمصدر. لذلك ، في هذه الحالة ، هناك احتمالان للاستخدام الفعال للطاقة مخزنة في المكثف لتشغيل الحمل.

الخيار الأول هو تطبيق حمولة مقاومة عالية بحتة مصنفة للجهد العالي والتيار المنخفض. الخيار الثاني هو جعل AVERAGE الحالي يرسم ما سيكون مع مقاومة نشطة مقابلة مساوية للمقاومة الداخلية للمصدر. الخيار الأول غير عملي ، بينما الخيار الثاني ممكن تمامًا.

اليوم ، يمكن تحقيق ذلك باستخدام محولات تبديل أشباه الموصلات ، على سبيل المثال طوبولوجيا نصف الجسر أو الواجهة الأمامية. في زمن تسلا ، كان هذا غير وارد لأن جميع العلماء في ذلك الوقت يمكن أن يستخدموا للتبديل كانوا مرحلات كهرومغناطيسية. بالمناسبة ، كان هذا هو التتابع الذي استخدمه تسلا بنفسه في هذه الدائرة.

تجدر الإشارة إلى أنه نظرًا لأن المقاومة الداخلية لمصدرنا الطبيعي لا تزال لها قيمة معينة تحد من معدل تدفق الشحنة في المكثف ، فعندئذ إذا عاش تسلا اليوم وحدد لنفسه هدفًا باستخدام الشحنة المتراكمة في المكثف بالنبض المحول ، ثم محوله ، قبل أن يبدأ في قبول الشحنة من المكثف ، في كل دورة من تشغيله ، يجب أن يكون قادرًا على السماح مسبقًا للمكثف بالشحن إلى درجة معينة ، وعندها فقط يبدأ في تطوير دورة التحويل التالية . أيضًا ، سيكون من المفيد شحن المكثف مبدئيًا حتى جهد التشغيل باستخدام مصدر إضافي (بدء التشغيل).

نذكرك أنه في سياق هذه المادة النظرية نتحدث عن جهد ثابت يزيد عن ألف فولت ، يمكن شحن مكثف به! لذلك ، من الواضح أن مثل هذه التجارب تشكل خطرًا على صحة وحياة الباحث غير المستعد ، لأن تفريغ مكثف عبر جسم الإنسان يمكن أن يسبب الرجفان القلبي والموت! في هذا الصدد ، نوصي بالنظر في هذه المقالة فقط باعتبارها انعكاسًا نظريًا على المفهوم الذي اقترحه نيكولا تيسلا مرة واحدة.