Scientific journal
International Journal of Applied and fundamental research
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,593

Впервые о странном физическом феноме­не - однопроводном токе ученый мир узнал сто двадцать лет назад; первооткрывателем тока был великий экспериментатор Нико­ла Тесла [1]. Он предполагал использовать его для передачи энергии на дальние рас­стояния, но заинтересовать кого-либо из де­ловых людей США этим феноменом ему не удалось. На фоне множества блестящих тесловских экспериментов об однопроводном токе забыли. Спустя примерно 80 лет этот ток вновь обнаружил, используя уже совре­менные электроэлементы и схемы, россий­ский ученый С.В. Авраменко [2]. И опять, что вполне естественно, предполагалось ис­пользовать его для дистанционной передачи электроэнергии. Были построены действу­ющие модели однопроводных линий пере­дачи [3], экономичные, с малыми потерями, но внедрения они до сих пор по неким не­разъясненным причинам не получили.

Однако однопроводный ток практически может быть использован не только для пе­редачи электроэнергии, но и для многих других целей, поскольку обладает уникаль­ными физическими свойствами.

Обычный переменный электрический ток низкой частоты - низкой по сравнению с СВЧ диапазоном - в незамкнутом и незаземленном (напрямую или через паразитные параметры) проводнике небольшой длины -значительно менее четверти длины волны, существовать не может, ибо отсутствуют условия и для излучения, и для утечки заря­дов. В то же время известно немалое количе­ство экспериментов (некоторые будут опи­саны ниже), показывающих, что при той же низкой частоте вдоль незамкнутого и незаземленного проводника (также неболь­шой длины) происходит перенос энергии, на которую четко, с большим отношением сигнал-шум и прекрасной повторяемостью, реагируют обычные электроизмерительные приборы. Подчеркнем следующее: повторя­емость результатов говорит о том, что явле­ние существует реально.

Чтобы попытаться дать теоретическое объяснение таким необычным результатам, следует, прежде всего, поискать в Природе уже хорошо известные «технологии», кото­рые могли бы «организовать» в ограничен­ном объеме пространства перенос энергии по незамкнутой траектории. Для нашего случая требуется как раз это.

Такие «технологии» в Природе суще­ствуют, например, это те, с помощью кото­рых в газах возникают смерчи и торнадо: они действуют в ограниченном объеме и за­мыкают собою лишь землю и небо, выде­ляя при этом огромное количество энергии. Используя аналогию при рассмотрении яв­ления переноса энергии вдоль одиночного провода, автор предлагает в качестве рабо­чей гипотезы допустить возможность воз­никновения в незамкнутых проводниках такого феномена, как «электрические смер­чи», переносящие энергию вдоль прово­дника. Это предположение звучит не столь уж необычно, если вспомнить, что элек­тронная теория проводимости металлов Пауля Друде утверждает, что валентные электроны, из которых состоит ток прово­димости, ведут себя внутри металла подоб­но идеальному газу. Теория подтверждает­ся тем, что позволяет адекватно описывать основные явления из области электропро­водности [4]. Но в газах при определенных условиях как раз и возникают смерчи.

Теперь вспомним, что для возникновения торнадо и смерчей любой природы необхо­димо, прежде всего, наличие вращательной энергии, мощных орбитальных моментов. Существует ли вращательная энергия в схе­мах, генерирующих незамкнутый ток? Про­стой анализ показывает, что это условие вы­полняется.

Тесла использовал в своих эксперимен­тах мощные импульсные схемы [5], гене­рирующие короткие импульсы с высокой амплитудой напряжения. Ток в таких схе­мах возникал при разряде искровых проме­жутков и имел малую длительность и еще более короткие фронты, передний и за­дний. Вследствие этого в схеме возникало мощное, но существующее короткое время магнитное поле с переменной по интенсив­ности и направлению магнитной индукцией В, естественно, имеющей при таких усло­виях высокую производную по времени dB/ dt. Это, в соответствии с одним из уравне­ний Максвелла [6], приводило к появлению в схеме интенсивной циркуляции электри­ческого поля, т.е. вихревого электрического поля, несущего в себе, в том числе, и угло­вой момент.

В схемах однопроводных линий, запа­тентованных Авраменко [7], используют­ся повышающие напряжение тесловские трансформаторы (до миллионов вольт во вторичных обмотках), работающие на частотах десятки килогерц. Естественно, что во вторичных цепях таких трансформаторов также неизбежно возникают мощ­ные вихревые электрические поля, несущие угловой момент.

Проведем несложный анализ.

Циркуляция электрического поля имеет тем большую интенсивность (по абсолют­ной величине), чем больше dB/dt. В индук­тивных элементах поток магнитного поля Ф=Li (L - индуктивность, i - мгновенный ток) [8], отсюда dФ/dt=Ldi/dt. При равномерном В в пло­щади сечения ф это равенство приводит еще и к пропорциональной зависимости dB/ dt от di/dt. Если мгновенный ток изменяет­ся, как обычно, по закону i=Asinωt (A - ам­плитуда тока, ю- частота), то di/dt=Aωcosωt. Отсюда видно, что di/dt и dB/dT возрастают с увеличением частоты и амплитуды тока. Следовательно, ток через индуктивность с большей частотой и амплитудой созда­ет циркуляцию (вихревое поле) с большей интенсивностью и большим угловым мо­ментом. Именно поэтому использование повышенной частоты и амплитуды облег­чает условия генерации незамкнутого тока, что известно еще со времен Теслы.

Эксперименты, проводимые в послед­ние годы в нашей лаборатории «Вихревой электроэнергетики», показали, что незам­кнутый ток небольшой интенсивности мож­но устойчиво получать, если использовать в опытах обычный генератор синусоидаль­ных колебаний с индуктивным выходом и амплитудой сигнала в несколько сот вольт. При такой амплитуде и частоте в несколько десятков килогерц в схеме возникает до­вольно мощное вихревое электрическое поле. При этом ток в одиночном проводе, соединенном с выходом генератора, хоро­шо фиксируют стрелочные (магнитоэлек­трические) и электронные приборы. Но что они реально измеряют?

Стрелочные приборы, работающие в ре­жиме измерения переменного тока, при под­ключении единичным проводом к выходу генератора (рис.1) показывают не амперы и не миллиамперы. Хотя стрелка прибора значительно отклоняется от нулевого по-

ложения, геометрический угол отклонения ее от нуля практически не меняется при пе­реключении шкалы измерений, от мини­мальной и до максимальной. Значит, истин­ной причиной отклонения стрелки является не выпрямленный электрический ток (ко­торого, в общепринятом смысле, в приборе не существует), но нечто другое, возникаю­щее в результате процессов, происходящих в приборе, и обладающее большим угловым моментом. Именно энергией возникшего в приборе момента преодолевается сопро­тивление двух пружинок, удерживавших первоначально стрелку в нулевом положе­нии, поэтому она поворачивается и зани­мает на шкале тока другое фиксированное положение.

Такой экспериментальный факт говорит еще и о том, что на субстанцию, создающую угловой момент, не воздействуют, в нару­шение закона Ома, шунты, существующие в приборе в виде резисторов МЛТ.

Приведем реальный пример. При исполь­зовании в схеме рис.1 исправного тестера Ц4315, тестер на шкале 2,5 ампера показы­вает ток 1 ампер при напряжении сигнала генератора 500-510 вольт (измерено двух­проводным способом!) на выходном вну­треннем сопротивлении генератора 5 ки-лоом. Частота сигнала 20 килогерц. И на шкалах 0,5 ампера, 0,1 ампера и других, более чувствительных, угловое положение стрелки прибора не меняется. При выклю­чении генератора стрелка, как и положено, возвращается в нулевое положение.

При уменьшении рабочей частоты гене­ратора, но практически неизменном выход­ном напряжении, показания тестера также уменьшаются до нуля - это происходит ниже  частоты   1500  герц.  Незамкнутый ток на такой частоте в используемом нами приборе исчезает. Этот факт подтвержда­ет наше предположение о принципиальной роли производной от частоты сигнала в воз­никновении незамкнутого тока.

В дальнейшем мы отказались от исполь­зования заводского генератора сигналов и заменили его небольшой электросхемой, генерирующей синусоидальный сигнал ча­стотой 25 килогерц. На выходе схемы име­ется повышающий трансформатор, увели­чивающий амплитуду сигнала до 900 вольт. Схема питается от выпрямителя, дающего 12 вольт постоянного напряжения; потре­бляемая схемой мощность составляет около 0,9 ватта. При соединении одного из концов выходного трансформатора (другой висит в воздухе) с Ц4315, включенного на шка­лу 2,5 ампера (рис.2), тестер показывает 2,2-2,3 ампера. Двухпроводный же ток, из­меренный на выходе трансформатора с на­грузкой 1 мегаом, реально имеет величину около одного миллиампера.

Использование в схеме рис. 2 тестера в режиме измерения переменного напряже­ния на шкале 1000 вольт приводит к тому,

что стрелка прибора при включении гене­рирующей схемы мгновенно зашкаливает. Сразу же после выключения генератора те­стер проверялся на работоспособность и на той же шкале 1000 вольт правильно измерял напряжение электросети двухпроводным методом.

Аномальные показания амперметра и вольтметра указывают на то, что незам­кнутый ток содержит в себе аномально вы­сокий угловой момент.

Для проведения измерений без переклю­чения шкал, шунтов и гасящих резисторов в дальнейшем в качестве приемника одно-проводного сигнала был использован ми­кроамперметр со шкалой 200 микроампер, включенный в выходную диагональ выпря­мительного моста кЦ405. один из концов входной диагонали моста подключается одиночным проводом к выходу генерирую­щей схемы, к другому концу этой диагонали подсоединен шнур длиной 1,3 метра, кото­рый висит в воздухе. Сам микроамперметр находится на удалении от заземленных масс и предметов.

С помощью схемы, изображенной на рис.3, было показано, что незамкнутый ток способен распространяться по зазем­ленному, с нулевым электрическим потен­циалом, проводнику.

в проведенном опыте микроамперметр (с выпрямителем) был удален на расстояние двух метров от генерирующей схемы и про­водом длиной около трех метров соединен с трубой парового отопления. К месту соеди­нения был прикреплен резистор величиной 115 килоом, другой конец которого соеди­нялся с проводом длиной более двух метров, ведущим к выходу генерирующей схемы. резистор нужен, чтобы не заземлить выход генератора, в то время как на прохождение незамкнутого тока он практически не влияет, что было определено предварительно.

Конечно, большая часть исследуемой субстанции «уходила в трубу» и распро­странялась далее по ней, тем не менее, ми­кроамперметр фиксировал при включении генератора сигнал величиной 10% от всей шкалы, т.е. 20 микроампер. Ири этом отно­шение сигнал-шум было во много раз боль­ше двадцати.

   

После отключения генерирующей схемы стрелка микроамперметра возвращалась в нулевое положение.

Итак, предварительными эксперимента­ми установлено, что незамкнутый (одно-проводный) ток обладает рядом интересных свойств, делающих перспективным его изу­чение и дальнейшее использование на прак­тике.

Прежде всего, привлекательна его способ­ность переносить энергию и, естественно, информацию по незамкнутой цепи, причем следует иметь ввиду, что шумы в незамкну­тых цепях практически отсутствуют.

Аномально мощная реакция электро­измерительных приборов на незамкнутый ток дает возможность использовать их в ка­честве обнаружителей и усилителей такого тока. Не исключено использование этого эффекта и для других целей.

Кроме того, транспортируемая энергия почти не теряется в сосредоточенных резистивных элементах, что дает возможность незамкнутому току легко проходить, напри­мер, через отключенные от питания элек­тросхемы на их выход. Это свойство может быть использовано для контрольных и иных целей.

Наконец, перенос энергии вдоль по оди­ночному проводнику, имеющему нулевой электрический потенциал, вселяет надежду на то, что в будущем можно будет переда­вать информацию не только по искусствен­но созданным каналам связи, но и через природные среды, имеющие нулевой потен­циал, например, такие, как земля и вода.

В заключение отметим, что, по мнению автора, наличие в исследуемом токе мощно­го углового момента дает основания назы­вать его, по аналогии с полями, вызываемы­ми кручением, торсионным током.

В настоящее время в лаборатории «Вих­ревой электроэнергетики» продолжаются работы по изучению физических свойств незамкнутого тока.

В связи с этим автор с удовольствием вы­ражает благодарность за помощь в работе и полезные обсуждения Юрию Геннадьеви­чу Иванову.

Список литературы

1.  N.Tesla Phenomena of alternating currents of very high frequency. // Electrical World, Feb. 21, 1891. Published by Twenty-first Century Books, Colorado.

2.  Заев Н. Однопроводная ЛЭП. Почему спят законы? // Изобретатель и рационали­затор. - 1994 - №10. - С. 8-9.

3.  Стребков Д.С. Развитие резонансных методов передачи электрической энергии в России. // Новая энергетика. - 2005 - №2(21). - С. 61-62.

4.  Электронная теория проводимости. -URL: http://elementy.ru/physics (дата обра­щения 20.1.10).

5.  Tesla N. U.S. Patent 0,454,622 - Sistem of Electric Lighting - 1891 June 23.

6.  Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справоч­ник по физике, 2е изд. - М.: Наука, 1985. - С. 248.

7.  Авраменко С.В. Способ питания элек­тротехнических устройств и устройство для его осуществления. // Патент, Россия №2108649. Бюл. №41, 1998.

8.  Зернов Н.В., Карпов В.Г. Теория радио­технических цепей, 2е изд. - Л. : Энергия, 1972. - С. 14-18.