ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ
Канарёв Ф.М.
Анонс. Новые экспериментальные данные независимых экспериментаторов дают результаты по преобразованию электрической энергии в механическую с показателем эффективности больше единицы.
Наиболее убедительный эксперимент принадлежит греческому изобретателю Фотиосу Халкалис. В его эксперименте маятник вращается относительно горизонтальной оси
[4], [5]. Автор сообщил нам, что радиус маятника (рис. 1) равен R  1,12 ì , а периметр
окружности дуги маятника L  2R  2  3,14  1,12  7,03 ì 7,03м. Фрикционные диски (колёса), действующие на часть дугового сектора АВ маятника, вращаются постоянно, но
действуют импульсно не на весь сектор АВ, а только на 2 резиновых контакта длинною по
3см. Из этого следует, что скважность импульсов мощности, приводящих во вращение
маятник, равна S  700,03 / 2  3  116,67 .
Рис. 1. Схема маятника F.M. Chalkalis
Два металлических шара общей массой 45,69кг расположены секториально на расстоянии r=0,51м от горизонтальной оси вращения. К этой массе автор прибавляет массу
рамы, на которой крепятся шары. Масса рамы 4,50кг.
В видео [4, 5] видно, что можно считать, что сектор с шарами вращается равномерно
  const . На основании этого, если не учитывать синусоидальный характер изменения
момента сил, формируемых шарами при их вращении, то согласно законам механодинамики, кинетическая энергия равномерного вращения шаров с частотой 160об./мин. (данные автора эксперимента) равна [1], [2]
EK 
mV 2 m  (r ) 2 m  (n  r ) 2 45,69  (3,14  160  0,51) 2



 1666,43 Äæ ,
2
2
1800
2  30 2
(1)
а мощность на валу маятника равна
P  EK / t  EK / 1c  EK  1666,43Âò .
(2)
2
Так как сектор с грузами вращается равномерно, то кинетическая энергия (1) его
равномерного вращения равна численно механической мощности (2) его вращения, то
есть механическая мощность на валу вращающегося маятника равна 1,666 кВт.
Автор сообщает, что приборы, регистрировавшие расход электроэнергии на вращение двух фрикционных дисков, которые действовали импульсно на сектор дуговой рамы, на которой крепились шары, показывали величину тока I  17 À и величину напряжения U  24B. Автор считает, что мощность первичного источника энергии, реализуемая на привод маятника, равна
(3)
P  U  I  17  24  408Bò .
Согласно ортодоксальному закону электродинамики и электротехники при импульсном потреблении энергии, мощность, реализуемая первичным источником питания,
равна
(4)
PCC  P / S  408 / 116,67  3,50Âò .
Согласно новому закону формирования средней величины импульсной мощности,
она равна [2]
PC  P / S 2  408 /(116,67) 2  0,03Âò .
(5)
Если электромоторы, вращающие фрикционные диски, питаются от аккумулятора
с напряжением 24В, то импульсная мощность, забираемая из аккумулятора, на привод
маятника, составит 0,03Вт. Из этого следует, что почти вся мощность (3) реализуется на
холостой ход двух электромоторов, приводящих фрикционные диски. В связи с этим на
импульсное вращение
маятника Фотиоса Халкалис реализуется лишь
0,03  100 / 408  0,074% мощности, забираемой у первичного источника питания.
Вполне естественно, что понятие КПД теряет в этом случае смысл, так как отношение механической мощности на валу маятника, равной 1666,43Вт, к ошибочной электрической мощности 408Вт, показываемой приборами, равно 1666,43/408=4,08. Если же
учесть реальную мощность (5), забираемую из первичного источника питания только на
вращение маятника, то она в 1666,43/0,03=55547,67 раза меньше механической мощности
на его валу (табл. 1).
Таблица 1. Основные показатели маятника Фотиоса Халкалис
Радиус, м
R=1,12м
Длина окружности, м
L  2R  7,03 ì
Длина рабочей части дуги, м
Скважность импульсов
Масса шаров, кг
Расстояние от центра до шаров, м
Частота вращения, об./мин
Мощность по приборам, Вт
Мощность, реализуемая на вращение
маятника, Вт
Кинетическая энергия шаров, Дж
Мощность вращения шаров, Вт
Кратность энергетического эффекта,
раз
l  2  0,03  0,06 ì
S  L / l  116,67
45,69
r =0,51
160
P  U  I  17  24  408Bò
PC  P / S 2  408 /(116,67) 2  0,03Âò .
EK  1666,43 Äæ
P  EK / c  1666,43Âò
1666,43/0,03=55547,67
3
Оказалось, что российские электромоторы-генераторы также преобразуют электрическую энергию первичного источника питания в электромеханическую энергию с показателем эффективности больше единицы. Проанализируем возможности электромоторов-генераторов преобразовывать энергию.
Прежде всего, отметим, что динамика Ньютона не учитывает сопротивление инерциального момента ускоренному вращению тел, который регистрируется экспериментально (рис. 2).
Рис. 2. Осциллограмма пусковых значений напряжения и тока
обмотки возбуждения ротора электромотора-генератора МГ-1 (рис. 3)
Рис. 3. Фото мотора-генератора МГ-1
В соответствии с законами механодинамики на ускоренно вращающееся тело действует активный момент привода M K , инерциальный момент M i , сопротивляющийся
ускоренному вращению тела, и суммарный момент M C механических, аэродинамических
и других сопротивлений. Из главного принципа механодинамики следует, что в любой
момент времени сумма этих моментов равна нулю (рис. 4).
M K  Mi  MC  0 ,
(6)
Осциллограмма пуска (рис. 2) мотора-генератора МГ-1 в работу убедительно подтверждает наличие инерциального момента M i сопротивления ускоренному вращению
ротора. Амплитуда первого импульса тока более 10А. Она больше средней амплитуды почти в 2 раза и это естественно, так как в этот момент вращению ротора сопротивляются не
только механические моменты  M C , но и инерциальный момент  M i (рис. 4).
4
Рис. 4. График изменения вращающих моментов, действующих на ротор МГ-1
при запуске его в работу, и при равномерном вращении
Анализ осциллограммы на рис. 2, показывает, что величины амплитуд импульсов
тока становятся одинаковыми, примерно, после 5-го импульса. Это значит, что первые 5
импульсов напряжения и тока формируют ускоренное вращение ротора, а остальные –
равномерное. На рис. 4 момент времени, когда инерциальный момент становится положительным  M i , соответствует точке А. Амплитуда первого импульса напряжения 100В, а амплитуда первого импульса тока - 10А (рис. 2). Это значит, что мощность пускового импульса равна 100х10=1000Вт. Она реализуется на преодоление инерциального момента  M i и забирается у первичного источника энергии один раз, в момент пуска ротора в работу, и поэтому не учитывается в балансе мощности МГ-1, которая реализуется в
течение многих часов его работы.
При переходе ротора МГ-1 к равномерному вращению инерциальный момент меняет свой знак на противоположный (рис. 4, точка А) и уравнение равномерного вращения
ротора становится таким
M K  Mi  MC  0 .
(7)
Из него следует
M K  MC  Mi .
(8)
Это значит, что активный момент привода ротора M K преодолевает все виды сопротивлений M C равномерному вращению ротора, а инерциальный момент M i поддерживает его равномерное вращение.
Уравнение (8) описывает равномерное вращение тела и содержит все моменты,
обеспечивающие это вращение. В отличии от бывшего первого закона Ньютона, описывающего равномерное вращение тела словесно и не имеющего математической модели,
новый закон (7) равномерного вращения тела имеет математическую модель (7), которая
позволяет определить все моменты, обеспечивающие равномерное вращение тела.
Из законов динамики Ньютона и законов электродинамики следует, что, при преобразовании электрической энергии в механическую, общая энергия на выходе из системы не может быть больше, чем на входе. Законы механодинамики и новой электродинамики допускают получение энергии на выходе из системы большей, чем на входе и эксперимент подтверждает это [1], [2].
Электромоторы-генераторы (рис. 3), потребляя электрическую энергию, преобразуют её в электрическую и механическую энергии одновременно. В результате появляется
5
возможность для экспериментальной проверки возможности получать большую общую
энергию на выходе из системы, чем на входе, как и у маятника Фотиоса Халкалис.
В соответствии с новым законом механодинамики, кинетическая энергия E K равномерно вращающегося ротора (9), численно равна механической мощности P на его валу
1
1 2    n2
2
E K   I i    mri  
2
2
 30
2

 

1
 3,14  1800 
  1,760  (0,028) 2  
  24,49 Äæ  P
2
30


2
MC 
P


P  30 24,49  30

 0,130 Hì
n
3,14  1800
(9)
(10)
Для экспериментальной проверки достоверности этого закона вал ротора электромотора-генератора МГ-1 (рис. 3) был нагружен индукционным моментомером Ж-83. Результаты измерений представлены в табл. 2.
Таблица 2. Результаты измерений крутящего момента на валу ротора МГ-1
с помощью индукционного моментомера Ж-83
Частота вращения ротора,
Крутящий момент на валу
Механическая мощность на
об./мин.
ротора, Нм
валу ротора, Вт.
900
0,50
47,10
1500
0,175
27,47
1800
0,130
24,50
Как видно (табл. 2 и формула 10), при частоте вращения ротора 1800об./мин теоретическая величина крутящего момента на его валу (10) равна его экспериментальной величине (табл. 2). Серия экспериментов по переводу электрической энергии, потребляемой
МГ-1, в электрическую и механическую энергии дала результаты, представленные в табл.
3
Таблица 3. Электрическая мощность P0 , вращающая ротор МГ-1, электрическая мощность P1 , генерируемая в обмотке его статора, и питающая ячейки электролизёра, и механическая мощность P2 на валу ротора МГ-1.
n, об./м.
На входе,
ЭДС СИ
Крут.
Механ.
Общая
O2  H 2 ,
/количество.
статора,
момент, мощность,
P0 , Вт
PC  P1  P2 ,
л/ч
ячеек.
Нм
P1 , Вт
P2 , Вт
Вт.
900/1
20,80
23,46
8,40
0,50
47,10
70,56
1160/3
24,99
20,94
13,20
0,30
36,54
57,48
1225/4
21,28
16,25
11,40
0,25
32,16
48,41
1300/5
16,99
14,53
10,20
0,20
27,30
41,83
1500/6
32,67
22,37
11,00
0,175
27,56
49,93
Преобразование электрической мощности в электрическую и механическую – с показателем эффективности больше единицы – экспериментальный факт (табл. 3).
Из изложенного следует, что привод маятника Фотиоса надо осуществлять электромоторами генераторами типа МГ-2 (рис. 5), которые потребляют энергию импульсами
и вырабатывают её также импульсами. В результате, если использовать аккумулятор, то
МГ-2 потребляя его энергию импульсами, будет вращать колёса, приводящие во вращение
6
маятник Фотиоса Халкалис, и одновременно вырабатывать энергию для зарядки аккумулятора. К валу маятника надо присоединить импульсный электромотор-генератор типа
МГ-3 (рис. 6) и согласовать моменты генерации им электрических импульсов с моментами максимальной механической энергии на валу маятника. В результате образуется автономный источник энергии, который можно использовать для питания электролизёра. В
принципе, аккумулятор можно заряжать и из сети. Затраты энергии на этот процесс будут
эквивалентны мощности (5) без учета затрат на холостой ход генераторов.
Рис. 5. Фото - МГ-2
b)
a)
. Рис. 6. а) МГ-1+МГ-0; b) МГ-3 в рабочем и в нерабочем виде
Таким образом, энергетический эффект маятника F.M. Chalkalis на холостом ходу
неоспорим. Конечно, если к валу маятника подключать постоянную нагрузку, то его эффективность будет небольшой, а если импульсную, то эффективность его увеличится.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
7
Новые экспериментальные результаты, полученные при испытаниях МГ-3, открывают перспективы, вероятность которых даже не анализировалась в недалёком прошлом.
ЛИТЕРАТУРА
1. Канарев Ф.М. Теоретическая механика. Часть III Механодинамика. http://www.microworld.su/ Папка «Учебные пособия»
2. Канарёв Ф.М. Введение в новую электродинамику. http://www.micro-world.su/
Папка «книги»
3. Канарёв Ф.М. Фундаментальные ошибки электроизмерительных приборов.
http://www.micro-world.su/
Папка «книги»
4. http://chalkalis.blogspot.com/
5. http://www.micro-world.su/index.php/2010-12-22-11-39-37/304---fm-chalkalis--6. www.libero.it
или http://www.micro-world.su/ Папка «Видео»