Явление передачи энергии индуктивностей
через магнитные моменты вещества,
находящегося в окружающем пространстве, и его применение
Явление передачи энергии индуктивностей через магнитные моменты вещества, находящегося в окружающем пространстве, и его применение. - М.: МетаСинтез, 2003 - 20 с.ISBN 5-901569-05-9
В публикации впервые сообщается об открытии нового физического явления - передачи энергии через магнитные моменты атомов вещества. Изначальная история открытия и его возможные применения. Дается оценка перспектив технического использования этого явления. В приложениях приведены описания экспериментов, позволивших описать явления, изучить его свойства и дать им объяснение.
В спортивном ориентировании зрение участников занято сравнением карты с местностью, поэтому на пользование обычным компасом уходит лишнее время. В 1987 г. я решил спроектировать компас, позволяющий определять стороны света, используя при этом не зрение, а слух.
Я представлял себе, что это должен быть генератор звуковой частоты, который изменяет тон в соответствии с его расположением относительно магнитного поля Земли. В качестве генератора звуковой частоты был использован блокинг генератор, собранный по классической схеме, но с цепью обратной связи, где в качестве сердечника индуктивности использовалось аморфное железо, которое изменяет свою магнитную проницаемость при величинах напряженности магнитного поля, соизмеримых с магнитным полем Земли.
Звуковой компас работал при изменении ориентации, как и было задумано. Частота следования импульсов менялась в пять раз при изменении ориентации.
Анализ свойств полученной схемы выявил много несоответствий в ее работе общепринятым понятиям. Оказалось, что сигналы на электродах транзистора, измеренные на осциллографе относительно как положительного, так и отрицательного полюсов источника питания, имели одинаковую полярность (транзисторы npn имели положительную полярность сигнала на коллекторе, pnp отрицательную). Индуктивность, находящаяся в коллекторной цепи имела сопротивление близкое к нулю. Генератор продолжал работать при приближении к сердечнику сильного постоянного магнита, который насыщает сердечник, и блокинг процесс должен был бы прекратиться из-за отсутствия трансформации в цепи обратной связи. В сердечнике никаким образом не выделялся гистерезис, мне не удалось выявить его по фигурам Лиссажу. Амплитуда сигнала на коллекторе, оказывалась в пять и более раз выше напряжения источника питания.
Рис 1. Конструкция и схема компаса
При изменении смещения в базе непрерывный процесс генерации преобразовывался в прерывистый, в виде пачек импульсов. В 1988 г. мной было обнаружено, что сигналы, которые я принимал за блокинг процесс, являются короткими иглообразными импульсами в десятки наносекунд. Я сомневался в наличии взаимоиндукции между базовой и коллекторной индуктивностями, и такую схему я уже не мог называть блокинг генератором.
Продолжая изучать свойства полученной схемы и близких к ней, в 1990 г. я обнаружил, что она работает и без сердечника. Оказалось, что такой генератор можно сделать как на известных, так и на "невероятных" схемах с одной или более индуктивностями, соединенными с любыми электродами транзистора, причем взаимоиндукцией обратная связь обеспечивается как положительной, так и отрицательной. Генератор работает и без обратной связи. Коллектор с эмиттером можно менять местами, генерация при этом не прекращается, изменяются лишь формы сигналов. Частоты генератора могут быть от долей герц до сотен килогерц. Этих результатов можно добиться, подбирая число витков в индуктивностях.
В 1991 г. стало ясно, что генератор можно собрать на любых транзисторах и любой мощности - биполярных, полевых с изолированным и проводящим затвором, и на радиолампе. В 1996 г этот генератор я назвал Качер (качатель реактивностей).
В 1992 г. я обнаружил, что у катушки, включенной на вход осциллографа, и наблюдении в ней сигнала от качера, при изменении ее положения относительно качера в пределах рабочего стола, мало меняется амплитуда сигнала. Катушка может иметь произвольную форму и размеры. Чем меньше в катушке витков, тем меньше в ней происходит колебательных процессов при взаимодействии с входной емкостью осциллографа.
Далее в тексте я называю индуктором - индуктивность подключенную к источнику питания и включенную в состав качера, приемником - катушку индуктивности с детектором и сглаживающей емкостью, несвязанную гальванически с качером.
Если при работающем индукторе к приемнику подключить вольтметр, то наблюдается значительное напряжение, в десятки вольт, на расстояниях от миллиметров до сантиметров от индуктора, линейно падающее от расстояния.
Это дало мне основание использовать качер как датчик, преобразующий неэлектрическую величину (метры, градусы) в вольты без промежуточных преобразований. Это устройство я запатентовал в 1993 г. в России как "Датчик Бровина" для измерения угловых и линейных перемещений. Благодаря его непохожести на известные в мире устройства с подобными функциями, изобретению присвоено имя автора.
В 1994 г. один из наиболее технологичных вариантов качера я сам изготавливал и продавал в Москве на Митинском рынке, о чем известило телевидение в передаче "Белая ворона" 04.10.94. Эта схема качера появилась в литературе без моего ведома.Странных свойств у качера предостаточно, и все же самое странное - это перенос энергии, противоречащий законам Ампера и Био-Савара, выражающийся в том, что напряжение в приемнике, возникающее от работы индуктора, убывает линейно в зависимости от расстояния между индукторм и приемником, а не обратно пропорционально, как должно быть по закону Ампера.
Я предположил, что энергия переносится через магнитные моменты атомов окружающего индуктор вещества. Сделать такой вывод позволили наблюдения.
Наблюдение различных явлений показывают, что в некоторых частотных диапазонах переменного тока взаимодействие между индуктивностями происходит вопреки фундаментальным законам физики.
Так установлено, что на средних частотах синусоидальных токов в сотни килогерц взаимодействие между индуктивностями, не содержащими ферромагнитные материалы, слабое, что соответствует фундаментальным законам.
Взаимодействие усиливается (это выражается увеличением выходного напряжения на принимающей индуктивности), если синусоидальный сигнал преобразуется в сигнал прямоугольной формы. В этом случае спектр сигнала приобретает более высокочастотную составляющую на передних и задних фронтах, и если на этот сигнал нагружена индуктивность, то на фронтах сигнала образуются всплески напряжения, вызываемые экстратоками самоиндукции.
Это свидетельствует о том, что усиление взаимодействия индуктивностей происходит от передачи части энергии через магнитные моменты окружающего индуктивность вещества, поскольку физическое объяснение экстратока самоиндукции основано на механическом воздействии магнитного поля на магнитные моменты атомов окружающего источник магнитного поля вещества.
В микроволновых печах снаружи, через экран, проявляется слабое излучение с помощью катушки с детектором,. несмотря на киловаттные мощности излучения индуктора - магнетрона. В этом случае частота переменного тока выше, чем резонансная частота ядерных магнитных моментов окружающего вещества и энергия через магнитные моменты вещества не передается, а энергия излучения примерно та же, как в качере (милливаттной мощности) с приемником, завернутым в металлический экран (эксперимент 3).
В ЯМР (ядерный магнитный резонанс) томографах, используемых в медицине, наблюдается и измеряется поглощение энергии электромагнитного поля веществом, находящимся в площади рамки индуктора, в диапазоне частот 106 - 107 , 109 - 1010 Гц и по значениям поглощаемых частот судят о составе вещества. В этом случае происходит явление переноса энергии аналогичное тому, что происходит с качером.
В паре качер - индуктор и приемник (Рис 2), светодиод, подключенный к приемнику, светится на расстоянии 3 - 5 см от индуктора. На приемнике возникает постоянный ток до 0.2 А, причем ток убывает линейно с увеличением расстояния между индуктором и приемником.
В паре состоящей из синусоидального генератора и приемника при резонансе на частотах около 90 мГц, тоже можно получить свечение светодиода с параллельного контура - двухвитковой катушки из толстого из за скин эффекта провода и емкости, на расстоянии в сантиметры от источника токов высокой частоты. Свечение светодиода происходит только на резонансной частоте. Я предполагаю, что и здесь имеет место взаимодействие индукторной и приемной индуктивностей не через электромагнитное поле, а через магнитные моменты окружающего индуктивность вещества.
Свечение светодиода и от качера можно получить с двухвитковой катушки из провода диаметром 0.05 мм, и никаких признаков резонанса не наблюдается.
Известно, что неоновая лампа светится в поле высокой частоты, считается, что ее разряженный газ ионизируется от соударений. Это означает, что молекулы вещества могут не только поглощать энергию из электромагнитного источника бесконтактно, но и выделять энергию в виде фотонов в окружающее пространство, что-то в этом роде происходит и в случае с качером окружающим веществом и приемником.
Известно, что в демонстрационных опытах железные опилки, сосредотачивающиеся вокруг полюсов магнита, и выглядят в виде волос, изображающих концентрические магнитно-силовые линии. Плотность этих линий у полюсов магнита выше, чем на периферии. Неоднородность получаемого изображения может означать, что напряженность магнитного поля вдоль магнитно-силовой линии выше, чем в сторону от нее. Это наблюдение может пригодиться для дальнейших рассуждений.
Физику работы качера я очень долго не мог понять, и только изучал его свойства. Я обнаружил, что светодиод, подключенный к приемнику, светится на значительном расстоянии: 3 - 5 см и более от индуктора. Это противоречит законам Ампера и Био-Савара, поскольку значение взаимоиндукции между индуктором и приемником в отсутствии между ними ферроматериалов, измеряемое в вольтах и амперах на приемнике, убывает не обратно пропорционально квадрату расстояния, как это имеет место для точечного источника. Измеряемые в приемнике ток или напряжение, изменяются прямо пропорционально расстоянию между индуктором и приемником, причем коэффициент пропорциональности бывает и меньше единицы.
Магнитные проницаемости воздуха и вакуума отличаются на единицы процентов. У меня возник вопрос, чем может переноситься энергия? Качер работал как трансформатор постоянного тока с относительно высоким КПД, импульсы на выходе сглаживались емкостью до постоянного тока.
Новый взгляд на явление появился, когда я понял, что следует учесть экстратоки самоиндукции. Экстраток - это такое же поглощение энергии, которое наблюдается при ядерном магнитном резонансе. При включении постоянного тока экстраток наблюдается только в переходном процессе.
Свойства полупроводника аналогичны свойствам индуктивности. В момент приложения напряжения, тока еще нет, но происходит генерация носителей, задержка, - проблемы переднего фронта. Напряжение снято, происходит рассасывание носителей, полупроводник работает как источник ЭДС, - проблемы заднего фронта. Процессы малозаметные, но, тем не менее, имеют место в наносекундных пределах. При последовательном включении в цепь индуктивности полупроводника и малой индуктивности они суммируются.
Анализ этих явлений при помощи стробоскопического осциллографа не дал новых результатов. Качер, собранный на мощном транзисторе, с большой индуктивностью, с множеством витков не давал пропорционального увеличения мощности трансформации на приемнике. Все оставалось в тех же пределах, что и на транзисторах малой мощности и малой индуктивности. Казалось, что импульс в десяток наносекунд дробится на еще более мелкие части, чем те, что видны обычным осциллографом С1 69. Оказалось, что это не так, но в каких-то режимах это имело место.
Разобравшись в 1998 г. в физике работы качера, я установил, что ток короткого замыкания (основной), продолжающийся единицы наносекунд, сопровождается медленным током в микросекунды (период накопления заряда). И, соответственно, наблюдается медленный (микросекунды в скважности) прямой и два быстрых (наносекундных в импульсе), прямой и обратный экстратоки самоиндукции. Т.е. схема с заданной периодичностью медленно в микросекунды накапливает объемный заряд в области базы, и затем разряжает его за наносекунды в малоомную цепь индуктора.
Качер вызывает в течение единиц наносекунд "кивок" (так кратко я называю механическое перемещение магнитных моментов атомов вещества, совершающееся под действием магнитных полей в парамагнетиках, и прецессию, вызываемую в диамагнетиках) магнитных моментов атомов, составляющих окружающее индуктор пространство вдоль магнитных силовых линий, образуемых индуктором. Магнитные моменты кивают не одномоментно, а в течение некоторого промежутка времени, подобно падающим костяшкам домино, от более плотной упаковки в объеме вблизи индуктора, к более рыхлой вдали от него.
ЭДС, наводимая в приемнике потокосцеплением кивка магнитных моментов атомов окружающего вещества, зависит от множителя \ производной магнитного потока по времени, который стремится к бесконечности, поскольку речь идет о функции, близкой к единичной. Наносекундные импульсы создают излучение СВЧ диапазона, и поэтому эффект прямо пропорциональной расстоянию передачи энергии на более низких частотах и больших длительностях импульса не просматривается.
Я предполагаю, что вблизи индуктора должна быть максимальная концентрация кивков, возбуждаемых индуктором. Кивки передаются на периферию связанными магнитным полем цепочками, и поглощают энергию от индуктора в течение наносекунд, вызывая этим экстраток самоиндукции. Вдоль оси цепи, составленной из магнитных моментов атомов, удаляющихся от индуктора в периферию, напряженность магнитного поля больше, чем в других направлениях (в моем представлении магнитный момент атома - это логическая сумма составляющих атом магнетонов - квантовых констант). Плоскость рамки приемника, пересекающая некоторое количество цепочек, (магнитный поток) при приближении к индуктору захватывает большее количество цепочек, при удалении - меньшее. Этим и определяется прямо пропорциональная зависимость передачи энергии от индуктора к приемнику, что и подтверждается экспериментом.
