Униполярная динамо-машина Тесла

Униполярная динамо-машина Тесла

«The Electrical Engineer», Нью-Йорк, 2 сентября 1891 г.

Фундаментальным открытиям, великим достижениям разума свойственно неослабно держать в своей власти воображение мыслителя. достопамятный эксперимент Фарадея с диском, вращающимся между двумя полюсами магнита, принесший такие великолепные плоды, давно стал обыденным явлением, и всё же у этого прообраза нынешних динамо-машин и двигателей есть определенные особенности, которые даже сегодня кажутся нам поразительными и заслуживают самого тщательного изучения.

Рассмотрим, например, диск из железа или другого металла, вращающийся между двумя противоположными полюсами магнита, когда поверхности полюсов полностью охватывают обе стороны диска, и предположим, что с помощью контактов ток равномерно снимается со всех точек периметра диска и поступает на него. Рассмотрим сначала двигатель. Во всех обычных двигателях их работа зависит от некоторого смещения или изменения равнодействующей силы магнитного притяжения, действующей на якорь. Этот процесс осуществляется или с помощью механического приспособления на двигателе, или благодаря действиям токов соответствующего свойства. Мы можем объяснить принцип действия такого двигателя с тем же успехом, как мы делаем это в отношении водяного колеса. Но в вышеприведенном примере с диском, находящимся полностью между полярными поверхностями, нет смещения магнитного воздействия, никаких изменений не происходит, но, насколько нам известно, вращение всё-таки имеет место. В этом случае привычные суждения неприменимы; мы не можем дать даже поверхностного объяснения явлению, как это было бы возможным для обычных моторов, и принцип действия станет нам понятным только тогда, когда мы осознаем истинную природу задействованных сил и поймем тайну невидимого связующего механизма.

Рассматриваемый в качестве динамо-машины диск в равной степени интересен и как объект изучения. В дополнение к своему особенному свойству вырабатывать токи одного направления без применения переключающих устройств такой генератор отличается от обычных динамо-машин еще тем, что в нем не происходит реактивного взаимодействия между якорем и полем. Ток в якоре имеет свойство создавать магнитное поле, направленное под прямым углом к полю возбуждения, но поскольку ток снимается равномерно со всех точек периметра и, если быть точным, внешний контур тоже можно смонтировать идеально симметрично к электромагниту, никакая реакция не может произойти. Это, однако, верно только до тех пор, пока магниты слабо подпитываются, ибо когда магниты более или менее насыщены, намагниченные под прямым углом поля, по-видимому, интерферируют.

Из одного только этого примера явствует, что мощность такого генератора должна быть намного больше, чем у другой подобной машины при одном и том же весе, в которой ток якоря имеет свойство размагничивать поле. Исключительно высокая мощность униполярной динамо-машины форбза и опыт автора подтверждают эту точку зрения.

С другой стороны, легкость, с которой такие машины, способные самовозбуждаться, могут быть построены, поразительна, но это может быть обусловлено — помимо отсутствия противодействия со стороны якоря — идеальной однородностью тока и отсутствием самоиндукции.

Если полюсы не охватывают диск полностью с обеих сторон, тогда, конечно, генератор станет работать очень неэффективно, если только диск не будет должным образом разделен. Кроме того, есть еще моменты, заслуживающие внимания. При условии, что диск вращается, а ток возбуждения прерывается, сквозь якорь он пойдет непрерывно, а возбуждающие магниты будут терять свою напряженность сравнительно медленно. Причина этого сразу станет понятной, когда мы рассмотрим направление токов в диске.

На схеме ил. 1 dобозначает диск со скользящими контактами ВВ’ уоси и на окружности. N и Sобозначают два полюса магнита. Предполагается, что полюс N находится впереди, как показано на схеме, а диск — в плоскости рисунка и вращается в направлении, указанном стрелкой D; ток в диске протекает от центра к краю, как указывает стрелка А. поскольку действие магнитного поля более или менее ограничено пространством между полюсами NS, другие части диска могут рассматриваться как неактивные. следовательно, создаваемый ток не полностью пройдет по внешнему контуру F, но будет замыкаться на самом диске, и, как правило, если расположение в какой-то степени подобно представленному на рисунке, значительная часть генерированного тока не выйдет наружу, так как контур F практически замкнут накоротко нерабочей частью диска. Можно предположить, что направление результирующих токов в последнем будет таким, как указано пунктирной линией и стрелками т и я, а направление питающего тока возбуждения обозначено стрелками abed.Рисунок показывает, что вихревой ток одного из двух направлений, а именно АВ’mВ,стремится размагнитить поле, в то время как другой ток, а именно АВ’mВ,производит противоположное действие. Следовательно, ток направления АВ’mВ,который создает приближающееся поле, будет расталкивать силовые линии, тогда как ток направления АВ’nВ,а именно создающий удаляющееся поле, будет притягивать силовые линии к себе.

Вследствие этого всегда будет проявляться тенденция к ослаблению тока в токопроводящем пути АВ’mВ,тогда как в пути тока АВ’nВтакого противодействия не будет, и эффект последнего из названных направлений, или токопроводящих путей, будет иметь перевес в большей или меньшей степени над первым. Общий эффект от токов в обоих предполагаемых направлениях может быть эквивалентен по результативности одиночному току того же направления, что и ток, создающий поле. Другими словами, вихревые токи, циркулирующие в диске, будут питать возбуждающий магнит. Этот результат совершенно противоположен тому, к которому мы могли бы прийти, поскольку, естественно, ожидали, что результирующее воздействие тока в обмотке якоря станет проявляться в противодействии току возбуждения, как это обычно происходит, когда проводники токов первичной и вторичной обмоток находятся в индуктивной связи. Но следует помнить, что в данном случае это происходит благодаря особому расположению двух путей, предоставленных току, и он выбирает тот, где при своем прохождении встречает наименьшее противодействие. Отсюда мы видим, что вихревые токи, проходящие в диске, частично подпитывают поле, и поэтому, когда ток возбуждения прерывается, токи в диске продолжают течь, и ослабление напряженности возбуждающего магнита будет происходить сравнительно медленно, и он сможет даже сохранять определенную степень напряженности, пока происходит вращение диска.

Конечно, результат в значительной степени будет зависеть от сопротивления и геометрических размеров пути результирующего вихревого тока и скорости вращения; эти факторы, в частности, обусловливают замедление этого тока и его положение относительно поля. Определенной скорости будет соответствовать максимальное возбуждающее действие; тогда при возрастании скорости оно будет постепенно падать до нуля и в конце концов реверсировать, то есть результирующий эффект вихревого тока должен будет ослаблять поле. Это взаимодействие лучше всего продемонстрировать экспериментально, разместив обмотки возбуждения NS и N’S‘ так, чтобы они свободно двигались на оси и располагались концентрически по отношению к оси диска. Если бы последний вращался, как и раньше, в направлении стрелки D, поле увлекалось бы в одном направлении с крутящим моментом, который до определенной точки будет нарастать вместе со скоростью вращения, затем спадать и, пройдя через нулевую отметку, в конце концов станет отрицательным; то есть поле начнет вращаться в обратном направлении относительно диска. Этот интересный результат наблюдался в опытах с электродвигателями переменного тока, в которых поле смещалось токами другой фазы. При очень низких скоростях вращения поля двигатель покажет крутящий момент в 900 фунто-футов или выше, который проявится на шпинделе диаметром 12 дюймов. Когда скорость вращения полюсов возрастала, крутящий момент уменьшался, доходил, в конце концов, до нуля, становился отрицательным, и тогда якорь начинал вращаться в противоположном относительно поля направлении.

Читайте также:
Видеоархив о Свободной энергии Матрикс

Вернемся к основному вопросу. Допустим, что условия будут таковы, что вихревые токи, вызванные вращением диска, усиливают поле, и предположим, что поле постепенно перемещается, пока диск вращается с нарастающей скоростью. Ток, однажды возникнув, может затем быть достаточным, чтобы сохраниться и даже увеличить силу, и тогда мы получим то, что известно как «аккумулятор тока» сэра Уильяма Томсона. Но вышеизложенные соображения приводят к очевидному выводу: для успешного проведения эксперимента необходимо использовать неразделенный диск, ибо при наличии радиального деления вихревые токи не могут сформироваться и процесс самовозбуждения прервется. Если бы был использован такой радиально разделенный диск, возникла бы необходимость соединить деления с помощью токопроводящей скобы или любым другим подходящим способом, чтобы образовать симметричную систему замкнутых контуров.

Действие вихревых токов можно использовать для возбуждения машин любой конструкции. Например, на ил. 2 и 3 показана компоновка, при которой может возбуждаться машина с дисковым якорем. Здесь магниты NS, NSразмещаются радиально на каждой стороне металлического диска D, имеющего по краю определенное количество изолированных катушек СС. магниты образуют два обособленных поля, внутреннее и внешнее, при этом твердый диск вращается в ближайшем к оси, а катушки находятся в более удаленном от оси. допустим, что магниты изначально слабо намагничены; под воздействием вихревых токов в твердом диске их возбуждение может возрасти настолько, что создает более сильное поле для периферийных катушек. Однако, несмотря на то что при соблюдении надлежащих условий машина, несомненно, может возбудиться тем или иным способом, имеется достаточно много полученных экспериментальным путем доказательств расточительности такого способа возбуждения.

Но такой тип униполярной машины или двигателя, какой показан на ил. 1, может эффективно возбуждаться просто при правильном разделении диска или цилиндра, в которых образуются токи, что дает реальную возможность избавиться от обычно применяемых катушек возбуждения. Такая схема представлена на рисунке 4. Предполагается, что диск или цилиндр d установлен таким образом, чтобы он мог вращаться между полюсами N и S магнита, который полностью закрывает его с обеих сторон, контуры диска и полюсы представлены в виде окружностей dud 1 соответственно, передний полюс не показан, чтобы было лучше видно. В середине магниты должны быть полыми, чтобы сквозь них могла пройти ось С диска. Если необозначенный полюс находится сзади, а диск вращается но часовой стрелке, ток будет проходить, как и прежде, от центра к краю окружности, и с помощью скользящих контактов ВВ 1 он может поступать на ось и на окружность соответственно. В этом устройстве ток, проходящий сквозь диск и внешний контур, не будет оказывать заметного влияния на возбуждающий магнит.

А теперь предположим, что на диск нанесены разделительные линии в виде спирали, как показано на ил. 4 сплошными и пунктирными линиями. Разность потенциалов между точкой на оси и точкой на окружности останется неизменной как по знаку, так и по величине. Единственное отличие будет состоять в том, что сопротивление диска возрастает и перепад напряжения от точки на оси к точке на окружности будет большим, когда тот же ток будет проходить по внешнему контуру. Но поскольку ток вынужден придерживаться разделительных линий, мы увидим, что он будет способен то усиливать энергию поля, то ослаблять ее, и это будет зависеть, при прочих равных условиях, от направления разделяющих линий. Если разделение таково, как показывают сплошные линии на рисунке 4, то становится очевидным: если ток имеет направление, что и прежде, т.е. от центра к краю окружности, то его воздействие будет усиливать электромагнит, тогда как если разделение соответствует пунктирным линиям, генерированный ток будет ослаблять магнитное поле. В первом случае генератор сможет самовозбуждаться, когда диск вращается в направлении стрелки d, во втором случае направление вращения должно быть противоположным. Однако возможно соединение двух таких дисков. Два диска будут вращаться в противоположных полях в том же или в противоположном направлении.

Подобное можно, конечно, использовать в генераторах, в которых вместо диска вращается цилиндр. В таких униполярных генераторах можно обойтись без катушек возбуждения и без полюсов, как показано выше, и можно создать генератор, состоящий только из цилиндра или двух дисков, помещенных внутри металлического корпуса.

Вместо спиралевидных разграничительных борозд на диске или цилиндре, как показано на ил. 4, удобнее вставить один или несколько витков между диском и контактным кольцом на окружности, как показано на ил. 5.

Динамо-машина Форбза, к примеру, может работать по такому принципу. В результате опытов автор пришел к заключению, что вместо обычных скользящих контактов для снятия тока с двух таких дисков выгоднее использовать гибкую проводящую ленту. В этом случае на дисках имеются широкие бортики с очень большой контактной поверхностью. Проводящая лента должна быть смонтирована таким образом, чтобы она могла опираться на бортики под упругим давлением для создания контакта. Два года тому назад автором было построено несколько машин с ленточными контактами, которые удовлетворительно работали. Но из-за недостатка времени работа в этом направлении была временно приостановлена. ряд интересных находок, описанных выше, автор использовал в связи с некоторыми типами двигателей, работающих от переменного тока.

Униполярная динамо-машина Тесла

Удивительная униполярная машина.

Униполярным двигателям и генераторам, как в прошлом, так и в настоящем, уделяется большое внимание. Хотя используются такие моторы и генераторы в специфических условиях. Например, когда надо получить постоянный электрический ток большой величины, но при малом напряжении. Или получить мотор, работающий от мощных аккумуляторов с небольшим напряжением, таких как магнето на автомобилях, тракторах и т.п.

Униполярный электродвигатель – разновидность электрических машин постоянного тока . Содержит проводящий диск, постоянное магнитное поле, параллельное оси вращения диска, 1-й токосъёмник на оси диска и 2-ой токосъёмник у края диска.

Рис. 1. Простой униполярный двигатель.

Вот наглядная демонстрация работы униполярного электродвигателя (рис.1). На головке шурупа находится постоянный магнит, сила которого удерживает шуруп притянутым к полюсу батарейки. При соединении свободного полюса батарейки с краем магнита магнит вместе шурупом начинает довольно резво вращаться.

Читайте также:
Гриндер из УШМ своими руками

Первый униполярный двигатель, колесо Барлоу, создал Питер Барлоу , описав его в книге «Исследование магнитных притяжений», опубликованной в 1824 году . Колесо Барлоу представляло собой два медных зубчатых колеса, находящихся на одной оси. В результате взаимодействия тока, проходящего через колёса с магнитным полем постоянных магнитов колёса вращаются. Барлоу выяснил, что при перемене контактов или положения магнитных полюсов происходит смена направления вращения колёс на противоположное.

Униполярный генератор — разновидность электрической машины постоянного тока. Содержит проводящий диск, постоянное магнитное поле, параллельное оси вращения диска, 1-й токосъёмник на оси диска и 2-й токосъёмник у края диска.

Рис.2. Диск Фарадея, первый униполярный генератор

С позиций официальной электродинамики принцип действия униполярного генератора простой. Есть смысл его привести. На электроны, находящиеся в диске, действует Сила Лоренца , являющаяся векторным произведением напряжённости магнитного поля и скорости перемещения электрона вместе с проводником в результате вращения диска. Сила эта направлена вдоль радиуса диска. В результате при вращении диска возникает ЭДС между его центром и краем.

В отличие от других электрических машин, такой генератор имеет чрезвычайно низкую ЭДС (от долей до единиц вольт) при низком внутреннем сопротивлении и большом токе; равномерность получаемого тока, отсутствие необходимости коммутировать его коллектором ротора, или выпрямлять полученный другими машинами переменный ток внешними коммутирующими или электронным приборами; большие собственные потери энергии из-за протекающих по диску обратных токов, его бесполезно нагревающих. Эта проблема частично решается в конструкциях двигателей и генераторов с жидким проводящим токосъёмником по всему периметру диска; Сочетание этих свойств обусловило очень узкие сферы применения этого типа генераторов.

Чтобы принцип работы униполярного мотора и генератора был более понятным, воспользуемся рис.3. Данный рисунок составлен из двух рисунков, взятых с одного форума в Интернете.

Рис.3. Объяснение работы униполярного мотора и генератора.

Рис.4. Еще одна схема для ознакомления с принципами работы униполярного двигателя и генератора.

В данных схемах предполагается, что магнит одновременно является как носителем магнитного поля, так и проводником электрического тока. Хотя с таким же успехом функции магнита можно разделить между диском из материала с высокой проводимостью и отдельным магнитом для создания магнитного поля. В этом случае необязательно, чтобы магнитное поле покрывало весь диск, достаточно, чтобы магнитное поле присутствовало пространственно только над тем сектором диска, где будет протекать электрический ток в случае, если мы имеем мотор, или над тем сектором, с которого мы будет этот ток получать в случае, если будем использовать конструкцию в качестве генератора. Это позволяет упрощать конструкцию, обеспечивая над нужными участками вращающего диска магнитное поле нужной напряженности, использую магниты (электромагниты) меньших габаритов при той же напряженности создаваемого магнитного поля.

Но вернёмся к униполярному динамо или мотору. Как для униполярного мотора, так и для униполярного генератора важно, чтобы вращался электропроводный диск, который должен обладать небольшим внутренним сопротивлением (золото, серебро, медь). Магнит может не вращаться или он может вращаться как вместе с диском, так и сам по себе, но исключительно параллельно вращающемуся диску. Данное открытие было сделано А. Родиным. Им обнаружено, что реакция на цилиндрическом магните-статоре при вращающемся диске-роторе в униполярном двигателе полностью отсутствует (рис.5). С другой стороны вращение постоянного магнита никак не влияло на вращение диска. Важен лишь факт наличия магнитного поля, его напряженность и направление силовых линий.

Рис. 5. Схема опыта А.Родина.

Внимательно посмотрим на рис.5. А теперь мысленно разделим диск над магнитом на множество мелких секторов. При вращении такого разрезанного на сектора диска каждый сектор превращается в самый обыкновенный проводник, который движется перпендикулярно силовым линиям магнитного поля. Но из курса физики средней школы мы прекрасно знаем, что в таком проводнике на его концах появляется разность потенциалов, а если по такому проводнику пропускать ток, то он будет двигаться в магнитном поле в плоскости, перпендикулярной направлению силовых линий магнитного поля. Т.е., поведение диска, как совокупности секторов круга, соединенных с центре вокруг оси и ободом на периферии, прекрасно объясняется хорошо известными нам со школьной скамьи законами. Получается, что вместо одного контакта на периферии диска можно использовать несколько контактов, равномерно разместив их по краю диска и соединив их параллельно. Или использовать один кольцевой контакт, обеспечив при этом малое трение между ним и краем диска (ртуть, графит, специальные смазки на основе графита и т.п.).

Никола Тесла в качестве одного из вариантов повышения выходы электроэнергии из униполярного генератора также предложил разбивать диск на секторы, но только не прямые, а в виде своеобразной спирали (рис.6). Тесла, похоже, предложил такую конструкцию для того, чтобы при вращении диска токи, протекающие по секторам, создавали своеобразную плоскую катушку, а значит и магнитное поле. Причем в зависимости от направления спиральных секторов эти токи могли создавать магнитные поля, которые усиливали, либо ослабляли магнитное поле основного магнита.

Но этот способ имеет недостаток в том, что совокупный ток разбивается на потоки по секторам, в самих секторах растет сопротивление, что ведет к снижению мощности генератора. Вместо того чтобы подразделять диск или цилиндр по спирали, как обозначено в Рис.6, более удобно вставить один или более витков между диском и контактным кольцом на периферии, как показано на Рис.7.

Поступить можно немного по-иному. Щётку B’ можно оставить к контакте с диском, а к ней уже присоединить проводник, образующий вокруг диска один или несколько витков вокруг диска. Тогда ток, прежде чем попасть в нагрузку, успевает в силу своего большого значения создать внутри витков (селеноида) мощное магнитное поле, которое, если правильно подобрать направление витков, будет суммироваться с магнитным полем магнита и приводить к увеличению тока, снимаемого с вращающегося диска. Если выбрать другое направление для витков, то можно создать генератор, у которого сила тока на выходе будет при увеличении частоты вращения уменьшаться. Такой генератор, не исключаю, мог бы найти применение в электротехнике, как элемент, свойства которого будут аналогичны такому элементу, как отрицательное сопротивления. Можно в качестве элемента отрицательной связи направлять в такую спираль (катушку) только часть тока, снимаемого с диска. Это позволит ограничить максимальный ток, снимаемый в нагрузку с такого генератора, что позволит предотвратить возможную аварию.

Многие изобретатели пытаются создать тандем из униполярного генератора и униполярного мотора, чтобы частью мощности униполярного генератора питать униполярный мотор, который в свою очередь будет вращать диск униполярного генератора. Теоретически это сделать можно. Но надо не мудрить, а посадить на общую ось и униполярный генератор, и униполярный мотор. Так как для вращения всей конструкции потребуется преодолевать только силу трения, то униполярный мотор должен иметь должную для этого мощность, для чего потребуется подобрать магнит(ы), между которыми будет вращаться диск униполярного мотора. А вот для диска (дисков) униполярного генератора магниты надо брать более мощные и дополнять их витками проводника для усиления магнитного поля, в котором будут вращаться диски униполярного генератора.

Читайте также:
Как сделать мощную пневматическую винтовку своими руками в домашних условиях

Николу Тесла сделанные усовершенствования полностью не удовлетворили, поэтому он предложил еще один вариант униполярного динамо, в котором постарался в максимальной степени избавиться от недостатков, связанных с контактами (щетками). Дело в том, что любая щетка мешает диску вращаться, так как между щеткой и диском неизбежно трение и искрообразование, которые вместе снижают эффективность и надежность униполярной машины. На рис.8 показано, как Тесла решил эту задачу.

На этом рисунке два униполярных генератора объединены в одно целое устройство. Диски H и K генераторов вращаются в одну сторону, будучи связанные гибким металлическим (электропроводным) поясом L. А вот направление магнитных полей магнитов, между которыми вращаются диски генераторов, противоположное. Поэтому в одном из них токи текут от центра в периферии, а у другого от периферии к центру. Электропроводный пояс L позволяет току с одного диска свободно перейти на другой диск. Остается теперь только снимать ток с валов генераторов, для чего служат контакты F и P, а также зажимы N. Такие контакты (токосъёмы) уже более надежны и проще в изготовлении и эксплуатации, так как линейная скорость вращения вала заметно меньше, чем на краю диска. Естественно данный генератор можно использовать в качестве униполярного двигателя. Никола Тесла предусмотрел шкивы управления M, чтобы можно было вращать один из валов G .

Одним из недостатков униполярного двигателя является получаемое небольшое напряжение – максимум чуть больше 1 вольта. Для удвоения напряжения можно применить такую схему (рис.9).

Рис.9. Униполярка с удвоением напряжения.

В качестве магнитов можно использовать два подковообразных магнита, тогда в области дуг этих магнитов придется просверлить отверстия для вала диска. Данный вариант, наверное, будет самым лучшим, так как позволит замкнуть силовые линии магнитов в максимальной степени, что позволит продлить срок эксплуатации магнитов, так как не исключено, что со временем магниты могут размагничиваться. Но можно взять два магнита «Сибирский Коля». Один разместить сверху диска, а второй снизу так, чтобы магниты «смотрели» друг на друга участками с различными полюсами. Можно из магнита «Сибирский Коля» сделать что-то похожее на подковообразный магнит, если полюса, не обращенные к диску замкнуть между собой «скобой» из магнитомягкого железа.

Разместив щетки на противоположных концах диаметров диска, как это показано на рис.9 мы сможем получать постоянный ток, напряжение которого будет примерно в 2 раза больше, чем, если бы ток снимался с оси и одной из щеток. Действительно, на одной половине диска (справа) направление магнитного поля будет сверху вниз, а слева магнитное поле будет направлено снизу вверх. Значит, при выборе направления вращения ток в одной из половин диска будет течь от щетки к оси, а на другой половине диска – от оси к другой щетке. Конечно, при этом увеличится вдвое сопротивление, а значит, ток не изменится по сравнению с классическим униполярным двигателем, но это уже инженерам решать, когда им важнее ток, а когда напряжение.

Также как и в случае с классическим униполярным генератором можно сделать «шашлык» из магнитов и дисков. И собрать конструкцию, в котором можно диски соединить либо последовательно, либо параллельно. В первом случае можно получить на выходе напряжение, повышенное во столько раз, сколько дисков будет включено в цепочку. А во втором случае мы получим увеличение тока согласно числу подключенных дисков.

Модернизация диска Фарадея: Создание эффективных униполярных генераторов

Униполярный генератор, динамо машина, диск Фарадея: не важно, как вы его называете, в любом случае, униполярный генератор — это интересное устройство. В отличии от большинства других устройств того же назначения, униполярные генераторы способны вырабатывать большой ток при низком напряжении и выделять большое количество электроэнергии. Из-за таких характеристик, учёные работали над улучшением этого устройства с момента его изобретения. Вы также можете провести анализ рабочих характеристик униполярного генератора с использованием программного обеспечения COMSOL Multiphysics®.

Краткая история униполярных генераторов

Спустя 10 лет после прорыва в области электродвигателей в 1831 году Майкл Фарадей создал свой первый генератор. Первая установка (которую позже назвали униполярным генератором) была очень простой. Она состояла из медного диска, который вращался между полюсами постоянного магнита. Несмотря на то, что генератор Фарадея успешно демонстрировал принцип действия электромагнитной индукции, на практике он был слишком неэффективен из-за больших потерь и возникновения противотоков.


Схематичное изображение одного из первых униполярных генераторов, также известного, как диск Фарадея. Изображение имеется в свободном доступе в США, взято из Wikimedia Commons.

На протяжении многих лет учёные пытались улучшить производительность униполярных генераторов. Одним из самых известных примеров является разработанная Николой Теслой конструкция, в которой металлический ремень разделял параллельные диски на параллельных валах. Такая конструкция помогла уменьшить потери на трение, что значительно повысило эффективность устройства.

В 1950-е годы было обнаружено, что униполярные генераторы отлично очень полезны для импульсных силовых установок, так как они могут запасать энергию в течении длительного периода и практически мгновенно выделять её. Данное открытие возобновило интерес к генераторам, а учёные начали создавать масштабные конструкции генераторов. Один из них был создан сэром Майклом Олифантом в австралийском Национальном университете. Этот огромный генератор использовался на протяжении 20 лет и мог выдавать ток до 2 МА.


Некоторые элементы созданного сэром Олифантом униполярного генератора, который был разобран и выставлен на всеобщее обозрение. Изображение предоставлено Martyman, взято из англоязычной Википедии. Доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 из Wikimedia Commons.

Не смотря на то, что униполярные генераторы прошли долгий путь и назывались различными именами изобретателей, учёные и инженеры до сих пор продолжают работать над улучшением производительности этих устройств. Одним из подходов к такой модернизации, конечно, является численное электродинамическое моделирование…

Моделирование простого униполярного генератора с использованием модуля AC/DC пакета COMSOL Multiphysics®

Давайте рассмотрим учебный пример, в котором представлена простая 3D модель униполярного генератора. Он состоит из вращающегося диска радиусом 10 см, который помещён в однородное магнитное поле величиной 1 Тл. Медный проводник соединяет край диска с его центром, чтобы создать замкнутую цепь для протекания тока, вызванного вращением проводника в постоянном магнитном поле (Lorentz current).


Геометрия модели униполярного генератора.

Обратите внимание, что угловая скорость диска — 1200 об/мин, а протекающий через проводник ток равен примерно 45.16 кА. Для моделирования вращающегося диска можно использовать узел Lorentz term (вклад силы Лоренца) по двум причинам:

  1. В диске нет магнитных источников, которые вращаются вместе с ним
  2. Диск ничем не ограничен и направление его движения не изменяется
Читайте также:
Полезные самодельные приспособления для обработки древисины своими руками (видеоподборка)

В данном случае распределение тока не изменяется при вращении диска.

Анализ результатов электродинамического расчета

После проведения стационарного расчёта можно проанализировать распределение тока в диске и проводнике. Анализируя полученные результаты для нормы плотности тока и его направления, вы можете найти способы улучшения конструкции униполярного генератора.

Норма плотности тока (слева) и направление тока (справа) в медном проводнике и в диске.

Более того, можно изучить влияние магнитного поля, например, на вращение. Ниже приведён график распределения общей и индуцированной магнитной индукции в системе.


Из векторной диаграммы можно заметить, что униполярный генератор влияет на магнитное поле вокруг (возмущает его). Скорость колеса изображена бирюзовыми стрелками на поверхности.

Резистивные потери играют ключевую роль в эффективности таких генераторов, поэтому важно их минимизировать. На графике ниже продемонстрированы расчетные потери в проводящих частях генератора, которые легко получить в результате моделирования.


Резистивные потери в диске и в проводнике.

Используя электродинамическое моделирование, инженеры могут модернизировать конструкции униполярных генераторов, улучшать их производительность путём уменьшения потерь на трение или изменения распределения магнитного поля.

Дальнейшие шаги

Чтобы скачать учебный пример, представленный в этой заметке, нажмите на кнопку ниже. Вы окажетесь в Галерее приложений, где сможете войти в свою учетную запись COMSOL Access и загрузить MPH-файл, а также ознакомиться с пошаговыми инструкциями по сборке модели.

ЧИТАТЬ КНИГУ ОНЛАЙН: НИКОЛА ТЕСЛА. ЛЕКЦИИ. СТАТЬИ.

НАСТРОЙКИ.

СОДЕРЖАНИЕ.

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • » .
  • 138

Посвящение к Белградскому изданию 1956 г.:

Югославский Национальный Комитет по Празднованию Столетия со Дня Рождения Николы Теслы и Музей Николы Теслы в Белграде считают публикацию научных трудов Николы Теслы почетной обязанностью по отношению к великому ученому и изобретателю, науке и человечеству. И выполнить ее оказалось намного легче благодаря тому счастливому обстоятельству, что в соответствии с волей Теслы все его труды были собраны в Музее Николы Теслы в Белграде. К сожалению, в нашем распоряжении не было одной части документов Николы Теслы, той, которая касается первого периода его творческой активности, которая была утеряна, когда его лаборатория погибла в огне. Большая часть документов, которые есть в нашем распоряжении, еще не изучена. Отобранные для настоящей публикации документы печатаются не только как яркое доказательство важной научной работы Теслы, которая составляет фундамент современной электротехники, но они также служат отчетливым указателем для нынешнего и будущих поколений изобретателей во всех областях науки и техники, где Никола Тесла достиг столь великих результатов.

Югославскою Национального Комитета по Празднованию Столетия

со Дня Рождения Николы Теслы

ПРЕДИСЛОВИЕ к Белградскому изданию

* В настоящее издание не вошла составляющая около половины объема оригинальной книги часть «Патенты», представляющая, безусловно, большой интерес, ввиду чрезвычайной трудоемкости приведения переводов патентов того времени к понятному виду для современного читателя. Возможно, она будет издана позднее, пока же мы можем лишь отослать заинтересованного читателя к оригиналу, (прим. изд.)

Никола Тесла родился в Смилянах, Провинция Лика, в Югославии 10 Июля 1856 г. С 1862 по 1874 он посещал начальную и средняя школу в Смиляне и Госпице, и высшую школу в Карловах. С 1875 по 1878 он обучался в Передовой Технической Школе в Граце и закончил свое обучение в Университете в Праге в 1880.

С 1876 года, будучи студентом в Граце, Тесла заинтересовался созданием мотора без коллектора. В Феврале 1882, в Будапеште, он открыл принцип вращающегося магнитного поля. В 1883, в Страсбурге, он сделал первые модели индукционных моторов. На следующий год Тесла уехал в Соединенные Штаты Америки, где в течение короткого времени работал в Лаборатории Эдисона. Позднее, в 1885, он основал в Нью-Йорке предприятие ‘Tesla Arc Light Company’. После основания компании ‘Tesla Electric Company’ в 1887 Тесла смог получить необходимые финансовые и материальные ресурсы, которые требовались для реализации его изобретения полифазной системы передачи энергии и для индукционных моторов высокой эффективности.

После получения первоначальных патентов на асинхронный мотор и полифазную систему для передачи электрической энергии 12 Октября 1887, Тесла получил за период с 1887 по 1891 следующий ряд из 40 патентов в той же области. Полифазная система передачи энергии была применена в 1891 в гидроэлектростанции на Ниагарском Водопаде, первые три агрегата которой начали работать в 1896 с совокупной мощностью в 15,000 лошадиных сил.

Во второй половине 1890 Тесла начал работу в области токов высокой частоты, построив машины генераторы с частотой до приблизительно 30 кГц. В 1891 он изобрел трансформатор для получения токов высокой частоты и высокого напряжения, который позднее стал известен как ‘трансформатор Теслы’. Тесла изложил результаты, достигнутые в области токов высокой частоты, в своих известных лекциях, которые он прочел за период между 1891 и 1893 годами. Работа в этой области была временно прервана из-за пожара в лаборатории Теслы 13 Марта 1895.

После постройки новой лаборатории в 1896 Тесла вновь возобновил свою работу, и с 1896 по 1914 он опубликовал ряд новых изобретений, которые положили начало современной радиотехнике. Особенно важно было открытие четырех резонансных цепей, лежащих в основе радиопередачи. Создание в течение 1899 большой радиостанции на 200 кВт в Колорадо позволило Тесле применить принципы и идеи, выдвинутые в его лекциях в 1892 и 1893.

Весной 1898 Тесла построил радио-управляемую модель корабля, и 1 Июля 1898 получил патент, относящийся к управлению на расстоянии посредством радио движущихся судов и транспортных средств. Этим изобретением он заложил основу беспроводной телемеханики. Он представил результаты своей работы в статье, озаглавленной ‘Проблема Увеличения Человеческой Энергии’, опубликованной в Июне 1900.

Тесла с его чрезвычайно важными открытиями и изобретениями занимает одно из выдающихся мест в истории современной науки и техники. За свои научные достижения Никола Тесла получил заслуженное и почетное признание многих известных научных организаций и знаменитых ученых во всем мире. Докторская степень была присвоена ему университетами:

Сорбонны (Париж), Колумбии, Вены, Праги, Белграда, Загреба, Иеля, Небраски, Гренобля, Брно, Бухареста, Граца, Софии, и др.

7 Января 1943 он умер в Нью-Йорке, где провел самый долгий период своей жизни.

Цель этой книги — познакомить читателя с наиболее важными работами Николы Теслы во многих областях науки, которой он посвятил себя. Тесла обнародовал свои изобретения в лекциях, прочитанных во многих научных организациях, получал на свои многочисленные изобретения патенты, и писал статьи в различных газетах и журналах. И следуя ему, книга состоит из трех частей: лекции, патенты и статьи.

Читайте также:
Видео мастер-класс. Декоративный пруд своими руками

Первая часть книги содержит в хронологическом порядке пять из наиболее важных лекций Николы Теслы. Самая важная — классическая лекция: ‘Новая Система Трансформаторов и Моторов Переменного Тока’, прочитана перед AIE E (Американским Обществом Инженеров Электротехников — The American Institute of Electrical Engineers) 16 Мая 1888, в которой Тесла объяснил принципы его знаменитого индукционного мотора. Другая важная лекция, включенная в эту книгу, это ‘Эксперименты с Переменными Токами Очень Высокой Частоты и Их Применение к Методам Искусственного Освещения’, прочитанная перед AIE E 20 Мая

1891. ‘Эксперименты с Переменными Токами Очень Высокой Частоты’, прочитанная для Общества Инженеров Электротехников и Королевским Обществом в Лондоне в Феврале 1892, соответственно, 3, 4 и 19 числа. ‘О Свете и Других Явлениях Высокой Частоты, прочитанная перед Институтом Франклина, Филадельфия, 24 Февраля 1893, и еще раз, перед Национальной Ассоциацией Электрического Света, Сент Луис, в Марте того же года. В этих лекциях Тесла рассказывал о своих достижениях в области высоких частот и высоких напряжений. Эта часть книги заканчивается лекцией ‘Высокочастотные Осцилляторы для Электро-Терапевтических и Других Целей’, прочитанная перед Американской Электро – Терапевтической Ассоциацией в Буффало, 13 Сентября 1898.

Вторая часть этой книги посвящена патентам Николы Теслы, избранными из множества патентов, зарегистрированных в Патентном Ведомстве Соединенных Штатов Америки. Эти патенты разбиты на группы, каждая из групп упорядочена в порядке регистрации. В первой группе собрано 25 патентов на электрические моторы и генераторы, вторая группа содержит 9 патентов на передачу электрической

Творческие проекты и работы учащихся

В процессе работы над индивидуальным проектом по физике “Униполярный двигатель” ученик 10 класса раскрыл понятие “униполярный двигатель” и “униполярная индукция”, а также проследил связь между электричеством и магнетизмом, описал принцип работы униполярного двигателя и особенности этого механизма.

Подробнее о проекте:

В готовом творческом и исследовательском проекте по физике “Униполярный двигатель” автор дает определение и описывает принцип работы самоподдерживающего генератора и униполярного, а также рассматривает планету Земля в качестве природного униполярного индуктора. Практическая часть исследования была проведена с целью на простейших устройствах понять, как работает униполярный двигатель.

Оглавление

Введение
1. Из истории развития униполярных двигателей.
1.1 Открытия Майкла Фарадея.
1.2 Парадокс Фарадея.
1.3 Никола Тесла.
1.4 Самоподдерживающий генератор.
2. Принцип действия униполярного генератора.
3. Эксперимент.
Заключение
Литература

Введение

Самые известные модели униполярного двигателя – Николы Тесла и Майкла Фарадея. Изучив литературу и материалы в интернете про униполярные генераторы, я раскрыл для себя секреты униполярной индукции. В Большом энциклопедическом словаре написано: «В технике униполярные машины используются редко, т.к. они являются токовыми машинами, т.е. дают большой ток (до 100кА), но маленькое напряжение (1 – 10В). Они применяются в электрохимии, при электросварке, в ускорителях заряженных частиц, для питания электромагнитов, в установках электроискровой обработки металлов, как источник питания жидкометаллических насосов постоянного тока и др.»

В промышленных униполярных генераторах используются не постоянные магниты, а тороидальные катушки возбуждения. В экспериментальных установках получают ток до миллиона ампер. Особый класс униполярных генераторов составляют ударные униполярные генераторы, которые при торможении дают очень большие и короткие импульсы тока. Например, от такого генератора питается ТОКАМАК в Канберрском университете в Австралии. Такие мощные импульсы тока хороши для питания перспективных электромагнитных орудий сверхвысокой кинетической энергии.

Мне показалось, что униполярные двигатели имеют перспективу развития, поэтому мною и была выбрана данная тема исследования. Прежде всего я поставил перед собой цели и задачи, которые надеюсь решить в результате данной работы.

Цель работы: понять связь между электричеством и магнетизмом.

  1. Узнать подробнее об изобретателях Майкле Фарадее и Николе Тесле.
  2. На простейших устройствах понять, как работает униполярный двигатель, изучить теорию униполярной индукции, расширить свои знания по физике.

Открытие Майкла Фарадея

Всемирную славу М. Фарадею принесли электрические исследования.

Фарадей, узнав об открытии Эрстеда, тщательно изучил литературу по этому вопросу и выступил в 1821-1822г. со статьей «Опыт истории электромагнетизма». Статья Фарадея подсказывала мысль о наличии вращения магнита вокруг тока, хотя Фарадей, стал думать о том, как экспериментально обнаружить вращение. Ему удалось обеспечить действие тока лишь на один из полюсов магнита и с помощью ртутного контакта осуществить непрерывное вращение магнита вокруг проводника с током. Тогда же, в 1821г.


Фарадей записал в своем дневнике задачу: превратить магнетизм в электричество. В этом же году Фарадей доказал экспериментально, что отдельный магнитный полюс, помещенный вблизи проводника с током приходит в непрерывное вращение. Ученому пришлось проявить немало изобретательства, чтобы придумать такое расположение проводника, при котором действию тока подвергался только один полюс. Магнит в опыте Фарадея безостановочно вращался, пока цепь была замкнута. Это был первый электродвигатель, который потом назовут униполярным. Он заработал в декабре 1821 года.

Установка Фарадея: к металлическому коромыслу подвешены две проволоки, левая неподвижно соединенная с коромыслом, а правая закреплена так, что может вращаться. Концы проволок опущены в чашечки с ртутью, в которых вертикально установлены полосовые магниты так, что магнит слева может вращаться, а правый закреплен неподвижно. При замыкании цепи магнит слева вращается вокруг неподвижного проводника; в правой чашечке проводник вращается вокруг неподвижного магнита.

Через несколько дней после открытия электромагнитной индукции Фарадей делает набросок пером на бумаге и строит первый в мире униполярный электрогенератор, наиболее сложный по принципу действия. Радиус вращающегося диска проходит сквозь магнитное поле и вдоль радиуса генерируется ЭДС. Электрические заряды одного знака скапливаются на периферии, а заряды противоположного знака – на оси диска. Если замкнуть цепь с помощью скользящих контактов, то возникает ток от оси вдоль радиуса и через внешнюю цепь назад к оси.

Подобный генератор работает неплохо, но в нем не особенно эффективно использованы конструкционные материалы и занимаемое пространство. С немалыми трудностями связано снятие больших токов с помощью скользящих контактов. Униполярный генератор, предложенный Фарадеем, был очень красив по принципу действия, но не был удобен для практического использования. В лучшем случае он мог служить изящным украшением физических лабораторий, никому и в голову не приходило, что устройство можно использовать практически.

Парадокс Фарадея

Наибольшее жеудивление вызвал тот факт, что вращение магнита вместе с диском также приводило к появлению ЭДС в неподвижной внешней цепи. Так появился парадокс Фарадея, разрешённый только через несколько лет после его смерти с открытием электрона — носителя электрического заряда, движение которого обуславливает электрический ток в металлах.

Наглядно видимая парадоксальность униполярной индукции выражается ниже в таблице 1. Восклицательным знаком отмечен результат, интуитивно не объяснимый — возникновение тока в неподвижной внешней цепи при одновременном вращении диска и закреплённого вместе с ним магнита

Читайте также:
Самоделки для мотоблока (подборка из 52 видеороликов)
Магнит Диск Внешняя цепь Напряжение
Неподвижен Неподвижен Неподвижен Отсутствует
Неподвижен Вращается Неподвижен Есть
Неподвижен Неподвижен Вращается Есть
Неподвижен Вращается Вращается Не определено
Вращается Неподвижен Неподвижен Отсутствует
Вращается Вращается Неподвижен !Есть
Вращается Неподвижен Вращается Есть
Вращается Вращается Вращается Не определено

Никола Тесла. Самоподдерживающий генератор, или секреты униполярной индукции

Последовательное же объяснение явления униполярной индукции даётся работами Н. Тесла.

Никола Тесла — изобретатель в области электротехники и радиотехники, инженер, физик. Родился 10 июля 1856 в Австро-Венгрии, в последующие годы в основном работал во Франции и США. В 1891г получил гражданство США. По национальности — серб.

Именем Н. Теслы названа единица измерения плотности магнитного потока (магнитной индукции). Среди многих наград учёного — медали

Э. Крессона, Дж. Скотта, Т. Эдисона.

Современники-биографы считают Теслу «человеком, который изобрёл XX век»

Униполярный двигатель-генератор Тесла относится к дисковым динамо – машинам первоначально исследованным М. Фарадеем.
Никола Тесла в 1889 г. запатентовал собственное устройство, работающее на принципе униполярной индукции – Динамо электрическую машину, которая отличалась простотой конструкции и повышенной эффективностью, но основным преимуществом конструкции было оригинальное решение проблемы контактных узлов.

Патент США № 406968. В патенте автор пишет следующее: Чтобы сделать корпус с двумя силовыми магнитными полями, я отливал основание с интегрированными двумя частями магнита – полюсами B. К корпусу я присоединял болтами E к отливке D, с двумя подобными и соответствующими частями магнита – полюсами C. Части полюса B

предназначены для производства силового поля определенной полярности, а части полюса C предназначены для производства силового поля противоположной полярности. Валы управления F и G пронзают полюсы и вращаются в изолированных подшипниках в отливке D. H и K – диски или генерирующие проводники.

Они изготовлены из меди, латуни, или железа и прикреплены к соответствующим валам. Они снабжаются широкой периферийной, отбортовкой J. Конечно, очевидно что диски могут быть изолированными от их валов, если нужно. Гибкий металлический пояс L проходит через фланцы двух дисков, и, если нужно, может использоваться, чтобы вращать один из дисков.

Я предпочитаю, однако, использовать этот пояс просто как проводник, и для этой цели может использовать тонколистовую сталь, медь, или другой соответствующий металл. Каждый вал, снабжается шкивом управления М, через который передается мощность извне.

Принцип действия униполярного генератора

Наглядное изображение действие Силы Лоренца

Униполярным двигателям и генераторам, как в прошлом, так и в настоящем, уделяется большое внимание. Хотя используются такие моторы и генераторы в специфических условиях. Например, когда надо получить постоянный электрический ток большой величины, но при малом напряжении.

Или получить мотор, работающий от мощных аккумуляторов небольшим напряжением, таких как магнето на автомобилях, тракторах и т.п.

До сих пор не решена загадка движения униполярного двигателя Фарадея. Дело в том, что изобретенный им двигатель вращается вопреки физическим законам. Ученые не могут пока преодолеть парадокс движения. В отличие от других электрических машин, такой генератор имеет

чрезвычайно низкую ЭДС (от долей до единиц вольт) при низком внутреннем сопротивлении и большом токе; равномерность получаемого

тока, отсутствие необходимости коммутировать его коллектором ротора, или выпрямлять полученный другими машинами переменный ток внешними коммутирующими или электронным приборами; большие собственные потери энергии протекающих по диску обратных токов, его бесполезно нагревающих. Эта проблема частично решается в конструкциях двигателей и генераторов с жидким

проводящим токосъёмником по всему периметру диска. Сочетание этих свойств обусловило очень узкие сферы применения этого типа генераторов – ушей силы в его двигателе, в котором функционирует вращающийся магнит-ротор.

Любой человек, знакомый с элементами электротехники, знает, что обычные электродвигатели состоят из неподвижного статора и вращающегося ротора. В качестве статора используются два вида магнитов: постоянный или электромагнит (постоянный или переменный). Как правило, в моторах устанавливается переменный электромагнит. Вращение ротора происходит за счет притягивания и отталкивания его от статора, таким образом, ротору передается непрерывное движение.

Если ротор притягивается к статору, то и статор притягивается к ротору. Если ротор отталкивается от статора, то и статор отталкивается от ротора. На двигателе Фарадея отсутствует статор. Ротору в этом случае не от чего отталкиваться. В соответствии с известными законами физики двигатель не должен вращаться. А он вращается.

Земля – природный униполярный индуктор

Современная наука рассматривает разные гипотезы о причинах земного магнетизма: а) создание токов на поверхности и внутри Земли за счет ее вращения; б) гиромагнитный эффект; в) термоэлектрический ток в ядре; г) теория динамо и др.

Наиболее популярная в последнее время «теория геомагнитного динамо». Результаты геологических исследований позволяют считать, что в центре Земли находится жидкое электропроводящее ядро. Радиус ядра примерно 3900км. Согласно теории динамо, токи в ядре образуются за счет электромагнитной индукции при вращательном движении проводящего ядра в магнитном поле. Магнитное поле создается тем же током.

Таким образом, магнитное поле само себя поддерживает. Однако для начала такого процесса должно быть «затравочное « поле. Одно из наиболее простых объяснений создания «затравочного» поля – намагничивание присуще любому вращающемуся телу. Эта мысль была высказана еще в начале ХХ века П.Н.Лебедевым. В его опытах делалась попытка обнаружить намагничивание, создаваемое вращающимся стержнем. Техника того времени не позволила зафиксировать результат.

По оценке величина магнитного поля, возникающего при вращении Земли, составляет 0, 00000000001 долю существующего магнитного поля. Возникнув, оно могло усилиться за счет действия «геомагнитного» динамо. По другим версиям: начальное поле – это чрезвычайно слабое магнитное поле, которое пронизывает всю Вселенную, или термоэлектрические токи в земном ядре.

Итак, наша планета Земля является вращающимся магнитом, а значит, представляет собой униполярный индуктор (генератор). Свободные электрические заряды ее проводящих сред (ионосфера, моря, недра) подвержены действию силы Лоренца. Возникает глобальное перераспределение зарядов, генерируется ЭДС униполярной индукции. Видимо, это должно влиять на природные процессы на Земле: на климат, электрические явления в атмосфере. Но все это еще нужно изучать.

Эксперимент

источник тока (пальчиковая батарейка), магнит, медные проводники, соединительные провода, вольтметр (амперметр).

Инструкция (процесс сборки и результат)

  1. Поместить магнит на отрицательный контакт батарейки. Используемый в примере магнит 1,25 см в диаметре и 0.65 см толщиной. Подойдет любой магнит похожего размера, но обычные керамические магниты слишком слабые, поэтому лучше использовать неодимовый.
  2. Если проволока имеет изоляцию, то ее необходимо снять. Согнуть проволоку в любую понравившуюся форму, убедившись, что получившийся контур имеет хороший контакт с положительной клеммой батарейки и по окружности магнита. Придание проволоке красивой и функциональной формы требует определенного терпения. За основу можно взять формы приведенные на фотографиях.
  3. Отбалансировать контур на батарейке и, внося в него изменения, добиться чтобы он вращался легко и быстро. Заряда батарейки хватит на несколько минут работы.
Читайте также:
Как сделать нож и ножны своими руками, заточить топор и сделать чехол к нему (видео)

Опыт І. (Проведен согласно инструкции)

Результаты эксперимента:

  1. При замыкании цепи наблюдалось быстрое вращение проволочной рамки по часовой стрелке.
  2. При повороте магнита на 180 ̊ вращение рамки происходит против часовой стрелки.
  3. Если поменять полюса батарейки при вращении рамки против часовой стрелки, то меняется и направление вращения.
  4. При использовании пальчиковой батарейки типа ААА, опыт не удается, необходима более мощная батарейка типа АА.
  5. Форма рамки не влияет на скорость вращения.
  6. При использовании ферритового магнита опыт не удается, необходим сильный неодимовый магнит.

Объяснение: на свободные заряды, движущиеся радиально от оси магнита к его ободу или наоборот, в магнитном поле действует сила Лоренца, направление которой определяется правилом левой руки. В результате образуется пара сил, вращающих проводник. При недостаточно хорошем электрическом контакте и слабой батарейке или магните вращение не очень быстрое.

Шуруп с магнитом подвешен на положительном электроде батарейке. Шуруп намагничивается и прилипает к батарейке острием, один конец провода соединяется с минусом батарейки, второй конец приближаем к головке шурупа с магнитом. Как только контакт касается магнита, шуруп начинает быстро вращаться.

Вывод: хотя конструкция униполярного двигателя проста, для понимания его принципа работы надо хорошо знать теорию электромагнитных явлений

Заключение

Мне нравится заниматься техническими вопросами. Проведя данную работу, я узнал много нового и неожиданного о униполярном двигателе и генераторе, о применение этих устройств. Я столкнулся с практическими проблемами эксперимента: подбор деталей, изготовление рамок, планирование опытов, поиск информации, оформление отчета о работе.

Эта работа еще раз подтвердила, что научная теория и инженерная мысль неразделимы. Подобные безроторные и вообще униполярные двигатели и генераторы (которые я изучал) пока маломощны и имеют невысокий КПД. Но уже сегодня просматриваются области их применения, например, в приборостроении. Особенно привлекает то, что двигатель не имеет статора и реактивного момента. А кроме того, если эти двигатели и генераторы действительно изменят наше представление о магнитном поле, практическая ценность их может оказаться огромной.

об униполярной индукции, вечных двигателях и атомных реакторах

вообще само понятие “униполярная индукция” мне видится странным, явление электромагнитное и индукция там электромагнитная, а термин “униполярная индукция” возник вследствии непонимания процессов и экзотического вида установки. я буду иногда использовать этот термин для обозначения предмета разговора.

будем предстаять униполярное динамо в таком виде:

поток индукции создается двумя постоянными магнитами “прелепленных” с двух сторон круглой пластины. вся эта конструкция размещается на оси и приводится во вращение. напряжение измеряется относительно центра и точки переферии диска.

каждый может легко сделать такой генератор. вот моя пракитическая реализация из латунного болта от крышки унитаза:

вот еще один “иследователь” здесь скорее интересна сама установка. автор понятия не имет как она работает.

в моей реализации центр диска соединен с осью так что я измерею напрежение между осью и точкой окружности на переферии диска.

на всамом деле это довольно интересное и в тоже время простое явление. однако в тот исторчесмкий момент когда оно было обнаружено, явление считалось пародоксальным, т.к. его открыватель Фарадей не смог приспособить под него только что открытый им закон электромагнитной индукци и в историю науки этот эффект вошел как “парадокс Фарадея

давайте последовательно разберем причину этого “парадокса”

первое и основное до обнаружения эфекта Фарадей “забыл” открыть электрон и обяснить природу тока в металлах ну и до кучи разработать теорию относительности. электрон был открыт после смерти Фарадея, а наглядный эксперемент о природе проводимости в металлах пославили товарищи Р.Толмен и шотландский физик Стюард. теория относительности вообще появилаь в начале 20 века.

т.е. явление считалось порадоксальным на том уровне знаний. с открытием электрона парадокс естественым образом разрешился. однако последовательное объяснение эффекта дается в рамках теории относительности и простое объяснение эффекта до сего дня не даёт многим покоя.

но продолжаем наш рассказ. что же такого там Фарадей открыл, чего потом не смог внятно прилепить к своей модели генератора? классическая формулировка:

ЭДС электромагнитной индукции в контуре равна скорости изменения магнитного потока через контур, взятой с противоположным знаком

давайте разбираться.
первое должно быть изменение потока.
второе этот знак “минус” – символизирует собой закон сохранения энергии. т.е. допустим мы хотим как-то “обегорить” закон сохранения энергии. берем магнит по-здоровее и думаем – ага ща мы все рульнем. но. дело в том, чем больший ток вы наводите – т.е. скорость изменения потока (максимальная амплитуда изменения от “здрового магнита” до + “здрового магнита” и делать это надо как можно быстрее) да больший ток вы получаете, но тем больше этот ток создает поле которое припятствует изменению возбуждающего поля. т.е. тем больше надо приложить усилий к нашему магниту чем скорость изменения потока больше.

т.е. этот знак минус в законе электромагнитной индукции Фарадея говорит нам о том, что превращаеся в ЭДС не поток индукции (наш здоровый магнит), а работа. т.е. ровно то, о чем нам говорит закон сохранения энергии.

так вот пародокс был в том, что изменения потока не было, а ЭДС была и мало того эта ЭДС зависит от потока магнитной индукции.

эта мысль настолько обескураживающая, что многие не верят собственным глазам и приписивают шарлотанство.

на всамом деле никакой контрреволюции шарлотанства в моих словах нет. в них здравый смысл и жизненная опытность ;) а налет шарлотанства создаёт недопонимание этого эфекта.

здесь демонстрация закона электромагнитной индукции:

вращение магнита вокруг своей оси не тормозится т.к. поле симметрично относительно оси вращения – говорят аксиальное поле. а падение тормозится так как есть изменение потока индукции и в медном цилиндре наводится ЭДС, которая создает такой ток, чтобы он препятствовал самому изменению возбуждающего потока. что мы и видим – падение магнита тормозится. изменение потока при вращении не происходит. следовательно и тормозить это вращение нечему.

а все ли так просто с вращением постоянного магнита вокруг оси магнитного поля? да же спросим более конкретно – эквивалентны ли случаи вращения магнита вокруг оси магнитного поля и вращение вокруг тойже оси трубы?

интуитивно мы хотим ответить “да” – используя принцип относительности движения Галилея, но в этом кроется ошибка и в действительноси дела обстаят куда как сложнее, так что отделатся принципом относительности движения у нас не получится.

Читайте также:
Самоделки из двигателя от стиральной машины (видеоподборка, фото, схемы)

как мы договорились магнит вращается вокруг оси магнитного поля, т.к. поле аксиально равномерное относительно оси вращения – вращение по ижменению напряженности магнитного поля мы определить не можем.

т.е.поле просто равномерное – от вращения оно станет еще более равномерным. кстати так поступают в аппаратах МРТ – вращение используется для увеличения равномерности поля, для создания же градиентных полей используют специальные катушки.

т.е. можно четко сказать, что вращение магнита заметить по изменению напряженности поля практически невозможно и иммено по этому вращение магнита во круг оси, если поле оксиально не затормаживается.

а что же если вращать трубу? тут ситуация намного “смешнее” ведь труба металлическая, а значит в ней присутствуют свобные электроны. при комнатной температуре электроны представляют из себя “электронный газ” т.е. двигаются со значительными скоростями. даже без вращения в равномерном магнитном поле их траектория естественно изменитья т.к. на движущийся заряд будет действовать сила Лоренца. а теперь представим – мы берем трубу и начинаем поворачивать относительно оси поля.

разбирать бвижение каждого отдельного электрона нет смысла. вся эта “каша” частиц особоне интересна. мы пока не будем разбирать все процессы происходящие в трубе просто для себя отметим что, вращение магнита в трубе и вращение трубы вокруг магнита не эквивалентны. в первом случае поле равномерное (аксиальное) и изменения потока магнтной индукции не происходит т.е. магнит можно крутить а можно не – это мло что меняет. во втором случае – черт ногу сломит, пока будем придерживатся упрощеной формулировки – при вращении электрон приобретает дополнительную скрость “поперек” магнитного поля. вот стандартное объяснение в рамках классической электродинамики: под действием силы Лоренца свободные электроны перемещаются внутри тела перпендикулярно направлениям u и B до тех пор, пока в теле не возникнет электрическое поле, препятствующее этому перемещению.

однако “униполярная индукция” — релятивистский эффект

более того магнитние взаимодействия тоже можно расматривать как релятивийский эфект. например: при движении заряженной частицы со скоростью υ в магнитном поле она будет испытывать на себе действие силы Лоренца. cледует уточнить, что в данном случае речь идет о скорости движения частицы относительно магнитного поля. в системе отсчета, относительно которой заряженная частица покоится, она не будет испытывать на себе действие силы Лоренца. т.е. магнитное взаимодействие является относительным. т.е. сушествует единое электромагнитное поле, которое, в зависимости от выбора системы отсчета, проявляется в электрическом или магнитном взаимодействиях. в нашем примере с частицей в ситеме каторой она движется на неё действует сила Лоренца, а ситеме которой она покоится сила Лоренца на неё действовать не может. чтобы вернуть эквивалетность двум системам – они же движутся равномерно относительно друг друга и в механическом смысле иквивалентны, в системе которой частица покоится на неё будеть действовать уже сила Кулона т.е. будет напряженность электрического поля. ситемы стновятся эквивалентны уже в электрическом смысле.

вслучае униполярного генератора: в собственной системе отсчета пластины сущестует только постоянное магнитное поле, а в лабораторной системе отсчета магнит и пластина (см. фотографию моей модели) вращаются. т.е. там имет место уже электрическое поле перпендикулярное магнитному.

но позвольте как так? ведь все эфекты связанные с изменением длины и массы становятся заметными при скоростях близких к скорости света? почему униполярное динамо работает? дело в том, что электронов в металлах довольно много – концентрация порядка 10 28 м -3 , что и объяснет такой неожиданный результат.

ну теперь можно четко сказать т.к. эфект релятивийский то неважно что двигается диск (см. фото модели) или точка контакта – мы можем отличить собственную ситему связаную с пластиной или лабораторную только по действию электромагнитного поля – в лабораторной это электрическое поле, а в собственной инерциальной системе, связанной с пластиной – это магнитное.

из этого можно сделать еще один вывод.

в электрическую мощность преобразуется не работа!

т.е. нам важна скорость изменения точки контакта, поток, НО НЕ РАБОТА т.е. неажно сколько энерги мы тратим на смену точки контакта. стоит отметить, что большой полезный ток будет препятствовать смене точки контакта, но это скорее досадная неприятность, с которой можно бороться.

так что это практически вечный двигатель или точнее принципиально новый атомный реактор, если хотите. магнитное поле создаёт атом. и пока он его создает у установки есть топливо. атом может находится в стабильном состоянии достаточно долго, но нас интересует сохранение достаточно сильного магнитного поля, что конечно сушественно меньше по времени, но существующие магнитные сплавы могут обеспечить несколько десятков лет.

т.е. нужно создать поток индукции по-больше и точку контакта менять по-быстрее.

n – число оборотов всекунду
Ф – поток магнитной индукции.

кстаи обратите внимание я чем эта формула принципиально отличается от закона электромагнитной индукции Фарадея – в ней отсутсвует знак “-“.

вот еще одна демонстрция. к сожалению автор не понимает суть процессов, но как наглядная демонстрацияю особенно интересно значение тока и при этом невидно признаков силного недостатка мощности в системе:

к сожалению автор плохо понимает природу ефекта, что не дает возможности увеличить значение ЭДС – здесь она доли вольта.

прочитав стаью, у иного читателя может сложится впечатление что “вечняк” у него в кармане. это верно лишь отчасти. концептуально показано как можно превратить напряженность магнитного поля в напряженность электрического поля. это кстати придумал не я, а Эйнштейн. однако практическая реализация сталкнется с рядом трудностей вот например:
1. остаточная индукция поятоянных магнитов нужна очень большая – единицы Т.
2. диаметр нужен тоже большой, желательно единицы метров, что мало вероятно.
3. поля полезных токов должны быть компенсированы.
4. энергию на вращение диска нужно затрачивать как можно меньше.

однако не смотря на эти ограничения, подобную машину построить всеже можно. ну во-первых поток индукции нужно создавать в довольно узкой шели, ротор может вращаться и без магнитов, хоть и поток зависит от радиуса в метрах квадратично, можно увеличивать число элементарных генераторов, поля полезных токов можно коменсировать как в машине Форбса. кстати на такую возможность указывал еще Фарадей. более того есть основания считать, что известный в определенных кругах генератор капанадзе – это именно такой генератор. возникает вопрос – “а почему Фарадей быстро не сляпал такой генератор?” ответ банален – было неизчего. т.е. предположим что у нас имется в расряжени магнит диаметром 0.2 метра. 20 сантиметров – не маленький и остаточная индукция 1.5 Тесла. в общем нехилый такой магнит. нужно заметить что таких понадобится два. считаем что весь поток проходит через пластину которая вращается отдельно от магнитов:

Читайте также:
Переделка шуруповерта на Li-Ion аккумуляторы и в сетевой своими руками

как можно видеть поток не такой уж большой. и нужно “нехило” крутить пластину. пусть это 20 оборотов в секунду. тогда ЭДС= 0.9 [В] негусто. отметить, что вряд ли у Фарадея был такой магнит.

таким маленьким напряжением (но большим по бытовым меркам током – считаем по закону Омма I=U/R) можно запитать униполярный двигатель, а моментом с этого двигателя (т.е. передачей механической мощности) можно запитать что-то еще.

напомню формулы для примерного расчета ЭДС:

где
n – число оборотов в секунду
Ф=S*B – поток магнитной индукции

Униполярная динамо-машина Тесла

Заметки по поводу униполярной динамо-машины

Фундаментальным открытиям, великим достижениям разума свойственно неослабно держать в своей власти воображение мыслителя. Достопамятный эксперимент Фарадея с диском, вращающимся между двумя полюсами магнита, принесший такие великолепные плоды, давно стал обыденным явлением, и всё же у этого прообраза нынешних динамо-машин и двигателей есть определенные особенности, которые даже сегодня кажутся нам поразительными и заслуживают самого тщательного изучения.

Рассмотрим, например, диск из железа или другого металла, вращающийся между двумя противоположными полюсами магнита, когда поверхности полюсов полностью охватывают обе стороны диска, и предположим, что с помощью контактов ток равномерно снимается со всех точек периметра диска и поступает на него. Рассмотрим сначала двигатель. Во всех обычных двигателях их работа зависит от некоторого смещения или изменения равнодействующей силы магнитного притяжения, действующей на якорь. Этот процесс осуществляется или с помощью механического приспособления на двигателе, или благодаря действиям токов соответствующего свойства. Мы можем объяснить принцип действия такого двигателя с тем же успехом, как мы делаем это в отношении водяного колеса. Но в вышеприведенном примере с диском, находящимся полностью между полярными поверхностями, нет смещения магнитного воздействия, никаких изменений не происходит, но, насколько нам известно, вращение всё-таки имеет место. В этом случае привычные суждения неприменимы; мы не можем дать даже поверхностного объяснения явлению, как это было бы возможным для обычных моторов, и принцип действия станет нам понятным только тогда, когда мы осознаем истинную природу задействованных сил и поймем тайну невидимого связующего механизма.

Рассматриваемый в качестве динамо-машины диск в равной степени интересен и как объект изучения. В дополнение к своему особенному свойству вырабатывать токи одного направления без применения переключающих устройств такой генератор отличается от обычных динамо-машин еще тем, что в нем не происходит реактивного взаимодействия между якорем и полем. Ток в якоре имеет свойство создавать магнитное поле, направленное под прямым углом к полю возбуждения, но поскольку ток снимается равномерно со всех точек периметра и, если быть точным, внешний контур тоже можно смонтировать идеально симметрично к электромагниту, никакая реакция не может произойти. Это, однако, верно только до тех пор, пока магниты слабо подпитываются, ибо когда магниты более или менее насыщены, намагниченные под прямым углом поля, по-видимому, интерферируют.

Из одного только этого примера явствует, что мощность такого генератора должна быть намного больше, чем у другой подобной машины при одном и том же весе, в которой ток якоря имеет свойство размагничивать поле. Исключительно высокая мощность униполярной динамо-машины Форбза и опыт автора подтверждают эту точку зрения.

С другой стороны, легкость, с которой такие машины, способные самовозбуждаться, могут быть построены, поразительна, но это может быть обусловлено — помимо отсутствия противодействия со стороны якоря — идеальной однородностью тока и отсутствием самоиндукции.

Если полюсы не охватывают диск полностью с обеих сторон, тогда, конечно, генератор станет работать очень неэффективно, если только диск не будет должным образом разделен. Кроме того, есть еще моменты, заслуживающие внимания. При условии, что диск вращается, а ток возбуждения прерывается, сквозь якорь он пойдет непрерывно, а возбуждающие магниты будут терять свою напряженность сравнительно медленно. Причина этого сразу станет понятной, когда мы рассмотрим направление токов в диске.

На схеме ил. 1 d обозначает диск со скользящими контактами ВВ’ у оси и на окружности. N и S обозначают два полюса магнита. Предполагается, что полюс N находится впереди, как показано на схеме, а диск — в плоскости рисунка и вращается в направлении, указанном стрелкой D ; ток в диске протекает от центра к краю, как указывает стрелка А. Поскольку действие магнитного поля более или менее ограничено пространством между полюсами NS, другие части диска могут рассматриваться как неактивные. Следовательно, создаваемый ток не полностью пройдет по внешнему контуру F , но будет замыкаться на самом диске, и, как правило, если расположение в какой-то степени подобно представленному на рисунке, значительная часть генерированного тока не выйдет наружу, так как контур F практически замкнут накоротко нерабочей частью диска. Можно предположить, что направление результирующих токов в последнем будет таким, как указано пунктирной линией и стрелками m и n , а направление питающего тока возбуждения обозначено стрелками abcd. Рисунок показывает, что вихревой ток одного из двух направлений, а именно АВ’тВ , стремится размагнитить поле, в то время как другой ток, а именно АВ’пВ , производит противоположное действие. Следовательно, ток направления АВ’тВ , который создает приближающееся поле, будет расталкивать силовые линии, тогда как ток направления АВ’пВ, а именно создающий удаляющееся поле, будет притягивать силовые линии к себе.

Вследствие этого всегда будет проявляться тенденция к ослаблению тока в токопроводящем пути АВ’тВ , тогда как в пути тока АВ’пВ такого противодействия не будет, и эффект последнего из названных направлений, или токопроводящих путей, будет иметь перевес в большей или меньшей степени над первым. Общий эффект от токов в обоих предполагаемых направлениях может быть эквивалентен по результативности одиночному току того же направления, что и ток, создающий поле. Другими словами, вихревые токи, циркулирующие в диске, будут питать возбуждающий магнит. Этот результат совершенно противоположен тому, к которому мы могли бы прийти, поскольку, естественно, ожидали, что результирующее воздействие тока в обмотке якоря станет проявляться в противодействии току возбуждения, как это обычно происходит, когда проводники токов первичной и вторичной обмоток находятся в индуктивной связи. Но следует помнить, что в данном случае это происходит благодаря особому расположению двух путей, предоставленных току, и он выбирает тот, где при своем прохождении встречает наименьшее противодействие. Отсюда мы видим, что вихревые токи, проходящие в диске, частично подпитывают поле, и поэтому, когда ток возбуждения прерывается, токи в диске продолжают течь, и ослабление напряженности возбуждающего магнита будет происходить сравнительно медленно, и он сможет даже сохранять определенную степень напряженности, пока происходит вращение диска.

Конечно, результат в значительной степени будет зависеть от сопротивления и геометрических размеров пути результирующего вихревого тока и скорости вращения; эти факторы, в частности, обусловливают замедление этого тока и его положение относительно поля. Определенной скорости будет соответствовать максимальное возбуждающее действие; тогда при возрастании скорости оно будет постепенно падать до нуля и в конце концов реверсировать, то есть результирующий эффект вихревого тока должен будет ослаблять поле. Это взаимодействие лучше всего продемонстрировать экспериментально, разместив обмотки возбуждения NS и N 1 S 1 так, чтобы они свободно двигались на оси и располагались концентрически по отношению к оси диска. Если бы последний вращался, как и раньше, в направлении стрелки D , поле увлекалось бы в одном направлении с крутящим моментом, который до определенной точки будет нарастать вместе со скоростью вращения, затем спадать и, пройдя через нулевую отметку, в конце концов станет отрицательным; то есть поле начнет вращаться в обратном направлении относительно диска. Этот интересный результат наблюдался в опытах с электродвигателями переменного тока, в которых поле смещалось токами другой фазы. При очень низких скоростях вращения поля двигатель покажет крутящий момент в 900 фунто-футов или выше, который проявится на шпинделе диаметром 12 дюймов. Когда скорость вращения полюсов возрастала, крутящий момент уменьшался, доходил, в конце концов, до нуля, становился отрицательным, и тогда якорь начинал вращаться в противоположном относительно поля направлении.

Читайте также:
Видеоархив о Свободной энергии Матрикс

Вернемся к основному вопросу. Допустим, что условия будут таковы, что вихревые токи, вызванные вращением диска, усиливают поле, и предположим, что поле постепенно перемещается, пока диск вращается с нарастающей скоростью. Ток, однажды возникнув, может затем быть достаточным, чтобы сохраниться и даже увеличить силу, и тогда мы получим то, что известно как «аккумулятор тока» сэра Уильяма Томсона. Но вышеизложенные соображения приводят к очевидному выводу: для успешного проведения эксперимента необходимо использовать неразделенный диск, ибо при наличии радиального деления вихревые токи не могут сформироваться и процесс самовозбуждения прервется. Если бы был использован такой радиально разделенный диск, возникла бы необходимость соединить деления с помощью токопроводящей скобы или любым другим подходящим способом, чтобы образовать симметричную систему замкнутых контуров.

Действие вихревых токов можно использовать для возбуждения машин любой конструкции. Например, на ил. 2 и 3 показана компоновка, при которой может возбуждаться машина с дисковым якорем. Здесь магниты NS, NS размещаются радиально на каждой стороне металлического диска D , имеющего по краю определенное количество изолированных катушек СС . Магниты образуют два обособленных поля, внутреннее и внешнее, при этом твердый диск вращается в ближайшем к оси, а катушки находятся в более удаленном от оси. Допустим, что магниты изначально слабо намагничены; под воздействием вихревых токов в твердом диске их возбуждение может возрасти настолько, что создает более сильное поле для периферийных катушек. Однако, несмотря на то что при соблюдении надлежащих условий машина, несомненно, может возбудиться тем или иным способом, имеется достаточно много полученных экспериментальным путем доказательств расточительности такого способа возбуждения.

Но такой тип униполярной машины или двигателя, какой показан на ил. 1, может эффективно возбуждаться просто при правильном разделении диска или цилиндра, в которых образуются токи, что дает реальную возможность избавиться от обычно применяемых катушек возбуждения. Такая схема представлена на рисунке 4. Предполагается, что диск или цилиндр D установлен таким образом, чтобы он мог вращаться между полюсами N и S магнита, который полностью закрывает его с обеих сторон, контуры диска и полюсы представлены в виде окружностей d и d 1 соответственно, передний полюс не показан, чтобы было лучше видно. В середине магниты должны быть полыми, чтобы сквозь них могла пройти ось С диска. Если необозначенный полюс находится сзади, а диск вращается но часовой стрелке, ток будет проходить, как и прежде, от центра к краю окружности, и с помощью скользящих контактов ВВ 1 он может поступать на ось и на окружность соответственно. В этом устройстве ток, проходящий сквозь диск и внешний контур, не будет оказывать заметного влияния на возбуждающий магнит.

А теперь предположим, что на диск нанесены разделительные линии в виде спирали, как показано на ил. 4 сплошными и пунктирными линиями. Разность потенциалов между точкой на оси и точкой на окружности останется неизменной как по знаку, так и по величине. Единственное отличие будет состоять в том, что сопротивление диска возрастает и перепад напряжения от точки на оси к точке на окружности будет бóльшим, когда тот же ток будет проходить по внешнему контуру. Но поскольку ток вынужден придерживаться разделительных линий, мы увидим, что он будет способен то усиливать энергию поля, то ослаблять ее, и это будет зависеть, при прочих равных условиях, от направления разделяющих линий. Если разделение таково, как показывают сплошные линии на рисунке 4, то становится очевидным: если ток имеет направление, что и прежде, т. е. от центра к краю окружности, то его воздействие будет усиливать электромагнит, тогда как если разделение соответствует пунктирным линиям, генерированный ток будет ослаблять магнитное поле. В первом случае генератор сможет самовозбуждаться, когда диск вращается в направлении стрелки D , во втором случае направление вращения должно быть противоположным. Однако возможно соединение двух таких дисков. Два диска будут вращаться в противоположных полях в том же или в противоположном направлении.

Подобное можно, конечно, использовать в генераторах, в которых вместо диска вращается цилиндр. В таких униполярных генераторах можно обойтись без катушек возбуждения и без полюсов, как показано выше, и можно создать генератор, состоящий только из цилиндра или двух дисков, помещенных внутри металлического корпуса.

Вместо спиралевидных разграничительных борозд на диске или цилиндре, как показано на ил. 4, удобнее вставить один или несколько витков между диском и контактным кольцом на окружности, как показано на ил. 5.

Динамо-машина Форбза, к примеру, может работать по такому принципу. В результате опытов автор пришел к заключению, что вместо обычных скользящих контактов для снятия тока с двух таких дисков выгоднее использовать гибкую проводящую ленту. В этом случае на дисках имеются широкие бортики с очень большой контактной поверхностью. Проводящая лента должна быть смонтирована таким образом, чтобы она могла опираться на бортики под упругим давлением для создания контакта. Два года тому назад автором было построено несколько машин с ленточными контактами, которые удовлетворительно работали. Но из-за недостатка времени работа в этом направлении была временно приостановлена. Ряд интересных находок, описанных выше, автор использовал в связи с некоторыми типами двигателей, работающих от переменного тока.

«The Electrical Engineer», Нью-Йорк, 2 сентября 1891 г.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: