Электричество из магнитного поля земли: Американские ученые добыли электричество из магнитного поля электропроводки

Планета Земля: природный электрический мотор – генератор и альтернативная чистая энергетика на его основе — Энергетика и промышленность России — № 1 (53) январь 2005 года — WWW.EPRUSSIA.RU

http://www.eprussia.ru/epr/53/3408.htm

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 1 (53) январь 2005 года

Для того, чтобы научиться получать чистую электроэнергию, надо вначале понять, как это делает наша планета. Разгадка тайн природного геоэлектричества – это ключ к прогрессу новой энергетики. В статье приведены результаты теоретического и экспериментального исследований на физических моделях процессов электромеханического преобразования энергии Солнца нашей планетой и путей его практического использования для выработки чистой электроэнергии.

Почему вращается Земля и как извлечь из этого вращения энергию?

На эти вечные вопросы правильные ответы ученые нашли сравнительно недавно.

Давно известно, что Земля — природный электромагнит в виде магнитного диполя с магнитными полюсами, почти противоположными географическим полюсам. Земля обладает и собственным электрическим зарядом и электрическим полем. В различных сферах планеты и в недрах и в Океане и в атмосфере давно зафиксированы электрические круговые токи. Однако вывод о том, что наша планета является, как ни парадоксально, – именно природной электрической машиной, которая и вращает планету, сделан сравнительно недавно.

Согласно теории Земля является природной индуктивноемкостной электрической машиной, причем одновременно и мотором и генератором.

Виды природных электрических машин нашей планеты их взаимосвязи

Перечислим их ниже в порядке нисходящей иерархии:

1. Околоземный магнитогазодинамический генератор (далее – МГД-генератор), преобразующий энергию потока солнечной плазмы и магнитного поля Земли (МПЗ) в природное электричество;

2. Околоземный МГД-двигатель, вращающий ионизированные слои атмосферы;

3. Планетарный электростатический природный высоковольтный мотор-генератор, работающий на принципе электродинамической индукции и взаимодействии электрического потенциала ионосферы с электропроводящими сферами и круговыми электрическими токами планеты;

4. Планетарный униполярный электромагнитный моторгенератор Фарадея;

5. Океанический и подземный магнитогидродинамические генераторы — двигатели, создающие смещение движущихся зарядов и перемещающих массы природного водного электролита в виде океанических течений и расплавленные электропроводящие породы внутри Земли;

6. Геомагнитная машина холода планеты – на ее магнитных полюсах.

Для всех этих совмещенных в разных геосферах электрических машин Земли характерны взаимосвязанность и саморегуляции их работы.

Иерархия уровней этой энергосистемы и взаимосвязь работы ее отдельных звеньев электромеханического преобразования солнечной энергии в кинетическую энергию вращения планеты пояснена кратко ниже.

Откуда, почему и как возникает природное электричество?

Как известно из электрофизики, возникновение электродвижущей силы (эдс) обусловлено такими физическими эффектами как электромагнитная, электродинамическая индукция, эффект Холла и некоторыми иными. Основным поставщиком природного электричества планеты является солнечный ветер.

Его исходно превращает в электрическое и магнитное поле планеты околоземный природный МГД-генератор.

Конкретно, он преобразует в рамках магнитосферы планеты весь поток солнечной плазмы посредством эффекта Холла и МПЗ в разность потенциалов и в природное околоземное геоэлектричество, путем сортировки и противоположного отклонения разноименных зарядов солнечной плазмы Определенный вклад в процесс вносит и ионосферная плазма.

В результате, возникает электрический заряд и электрическое поле планеты.

а) униполярной электромагнитный мотор–генератор планеты

Явление униполярной электромагнитной индукции открыто М. Фарадеем еще в 1831 г. Им же предложены раздельно с большим интервалом во времени первые униполярные мотор и генератор. Но Фарадей не исследовал их совместную работу, тем более в сочетании с электростатическим мотор-генератором. Известно, что работа униполярного электрического генератора основана на явлении униполярной электромагнитной индукции Для ее возникновения необходимо относительное перемещение силовых магнитных линий относительное ее электропроводящих сред. Есть ли такое их взаимное перемещение на нашей красивой планете? Накопленная естествознанием и всей наукой информация свидетельствует о том, что ось геомагнитного диполя неподвижна в пространстве за суточный оборот планеты вокруг своей оси. Значит, индуцированные токи от униполярной индукции Земли должны наводиться.

Рассмотрим физику этого процесса подробнее. Вследствие орбитального вращения планеты силовые магнитные линии пересекают ее поверхность и все ее электропроводящие среды. В результате в электропроводящих средах планеты (в ионизированной высотной атмосфере, в морях, в ее недрах) возникают электродвижущие силы от униполярной электромагнитной индукции. Поэтому в этих электропроводящих средах планеты, включая ее расплавленное ядро планеты генерируется эдс униполярной индукции и протекают индуцированные от этой эдс – круговые электрические токи.

Они также усиливает и самоподдерживает магнитное поле Земли – т.е. Земля по сути представляет собою оригинальный природный электрический самовозбуждающийся униполярный генератор Фарадея.

Отметим, что униполярный электромагнитный генератор Земли наводит дополнительную разность природных электрических потенциалов по ее меридианам между магнитными полюсами и магнитным экватором планеты с общим напряжением порядка 250-400 кВ.

Режим работы этого природного планетарного униполярного генераторов различен даже в течение суток, потому что околоземное магнитное поле планеты в освещенной и теневой части орбиты несколько различны. Как известно, магнитосфера Земли сплюснута давлением солнечной плазмы в освещенной части и вытянута солнечным ветром в теневой ее части орбиты осевого вращения, т.е. оно весьма неоднородно даже на одной широте Земли, особенно с удалением от планеты, возрастает, что существенно влияет на работу природных электрогенераторов. Порожденные явлениями электромагнитной индукций, электрические токи протекают повсюду на планете и приводят к возникновению электромагнитных силы и момента вращения планеты,

б) магнитогидродинамический мотор-генератор планеты

Взаимодействие индуцированных круговых околопланетных токов в природном электролите — водах Мирового океана, с силовыми линиями ГМПЗ порождают силы Лоренца в них и как следствие возникает эффект магнитогидродинамического двигателя. Именно этот природный планетарный МГД-двигатель порождает мощные глобальные теченияциркуляции природного электролита в Океане, и глобальную циркуляцию высотных слоев ионизированной атмосферы и ядро планеты. Образованный этой униполярной индукцией суммарный индуцированный электрический ток всех сред планеты путем его электромагнитного взаимодействия с ГМПЗ электромеханический момент вращения планеты и ее отдельных электропроводящих сред совпадает с направлением вращения планеты и океанических течений.

в) природный электростатический мотор-генератора планеты

Явление электродинамической индукции открыто в России в 2000 г. Суть явления состоит в возникновении эдс в проводнике от изменения потока электрической индукции вследствие взаимного
перемещения проводника и источника внешнего электрического поля. Обнаруженное явление проявляется и на планете Земля, поскольку имеется и внешнее электрическое поле в виде суммарного заряда ионосферы и естественные проводники электропроводящих сфер планеты. В результате эффекта электродинамической индукции осуществляется генерация и трансформация
природного электричества во все электропроводящие сферы планеты, и, в частности, зарядка подземных конденсаторов планеты. Далее электрическое поле путем эффекта электродинамической индукции образует в ионосфере и иных электропроводящих слоях мощный круговой ток. Этот ток создает суммарное магнитное поле планеты. Путем электродинамической индукции электрический заряд ионосферы и энергия полей планеты трансформируются в виде наведенной эдс и электроэнергии емкостных токов внутрь Земли.

В результате, происходит электрическая зарядка всех подземные и наземных природных электрических конденсаторов.

Электростатический планетарный генератор своими эдс порождают индуцированные круговые электрические токи во всех электропроводящих сферах планеты. Взаимодействие этих круговых токов с электрическим полем планеты порождает ее электромеханический момент вращения электростатического планетарного двигателя, который частично обеспечивает двигательный режим планеты.

Изменение солнечной активности и режимы работы планетного мотор-генератора

При изменении солнечной активности изменяются его напряжение, следовательно, изменяется и электромеханический момент вращения электростатического двигателя. Режимы этой совмещенной природной электрической машины изменчивы как в краткосрочном суточном цикле ее вращения так и в годовом и более длительных циклах. Это вызвано тем, что параметры магнитного и электрического полей планеты различны также в зависимости от положения планеты на ее эллипсной орбите относительно Солнца и от самой активности светила.

От этих параметров изменяется поток солнечной плазмы, пронизывающей магнитосферу планеты, что приводит к различным динамическим процессам и изменению момента вращения, напряжения и мощности этого природного униполярного мотор-генератора Земля. Циклические изменения магнитного поля планеты, ее орбитальной скорости вращения в периоды солнечной активности и разные геологические эпохи уже давно зарегистрированы учеными. В рамках предлагаемой теории электромеханического преобразования энергии планетой эта зависимость скорости вращения природного униполярного мотор-генератора от величин эдс и момента является логичной и вполне понятна. В полном соответствии с теорией униполярных электрических машин, можно смело утверждать, что в процессе инверсии геомагнитного поля, который уже начался, геомагнитное поле и далее будет снижаться, что приведет к замедлению суточного вращения планеты и в последующем к реверсу направления вращения планеты.

Поскольку многократная инверсия МПЗ уже доказана геофизиками, то за всю историю существования планеты, она уже многократно меняла свое направление осевого вращения в связи с реверсом МПЗ.

Таким образом, планета Земля – уникальная природная электрическая машина, которая и обеспечивает планете ее непрерывное ее вращение и протекание всех природных явлений. По конструкции и режиму работы она представляет собою совмещенный природный электрический индуктивноемкостной мотор-генератор.

Солнечный ветер является ее первичным источником энергии, а динамика солнечной активности существенно влияет на ее работу. Осевое вращение планеты обусловлено сразу двумя электромеханическими моментами (электромагнитным и электростатическим, действующими на нее тангенциально и согласно.

Благодаря возникновению силы Лоренца и эффекта МГД-двигателя существует целая совокупность взаимосвязанных электромеханических явлений переноса и глобального круговорота атмосферы и океанических вод и т.д.).

Метод преобразования энергии Земли в полезную электроэнергию

Как полезно использовать эту огромную возобновляемую энергию планеты и естественные природные процессы генерации природного электричества на планете для выработки дешевой электроэнергии? По мере более полного понимания геомагнитных электромеханических эффектов на планете и процессов генерации ею природного электричества и в связи с энергетическими и экологическими проблемами цивилизации эта научно- практическая задача использования этой чистой энергии в целях энергетики становится все более актуальной.

Использование природного электричества в целях энергетики

Предложен способ использования природного электричества, образующего вокруг планеты естественный околоземный постоянно подзаряжаемый электрический конденсатор «ионосфераЗемля» путем подключения одного конца электрической нагрузки к ионосфере планеты, заряженной положительно относительно поверхности планеты, через ионизирующий луч, направленный с поверхности Земли в ионосферу, причем другой конец электрической нагрузки надежно заземляют — Земля). В состав установки входит рентгеновский лазер с изолятором, кольцевой электрод, разрядник.

Благодаря огромному запасу электроэнергии природного электричества электрогенераторов планеты и наличию механизма его постоянного естественного возобновления данный способ может обеспечить электроэнергией либо отдельный электропотребитель ограниченной мощности либо вообще всю цивилизацию при условии безопасного размещения таких установок в пустынных безлюдных местах без ущерба для окружающей среды. В качестве источника ионизирующего излучения целесообразно использовать рентгеновский лазер. После надежного электрического пробоя ионосферы на нагрузку ионизирующий источник может быть отключен. Способ проверен в лабораторных условиях. Настоящий способ получения электроэнергии из природного электричества является экологически чистым и может служить альтернативой существующим энергозатратным способам традиционного получения электроэнергии.

Альтернативная контурная геомагнитная электроэнергетика

Поскольку магнитное и электрическое поле планеты неподвижны в пространстве, а поверхность планеты вращается относительно геомагнитных и геоэлектрических силовых линий, то униполярная и электродинамическая эдс наводится во всех токопроводящих контурах планеты, пересекающих геомагнитные силовые линии.

Вполне понятно, что в любом искусственном электропроводном проводнике и контуре также будет наводиться униполярная эдс. Ее величина зависит от протяжности проводника, параметров геомагнитного поля в месте его размещения и от ориентации проводника относительно геомагнитных силовых линий.

Оценочные расчет показывает, что в проводнике длиной 1 км., сооринтированном в направлении восток-запад, униполярная эдс от ГМПЗ составит десятки вольт в зависимости от широты планеты. В таком замкнутом контуре из дух проводников длиною 100 км и минимальным внутренним сопротивлением, размещенным перпендикулярно силовым геомагнитным линиям, с магнитным экранирование второго параллельного проводника, генерируемая мощность составит уже десятки Мвт. Принцип функционирования такой альтернативной энергетики уже вполне ясен и состоит в наведении униполярной индукции от ГМПЗ в любом искусственном электропроводящем контуре, который пересекают силовые геомагнитные линии. Проблема практической реализации такой нетрадиционной наземной контурной энергетики состоит в решении двух условий:
1. В необходимости правильной ориентации этих генераторных контуров средних широтах перпендикулярно геомагнитным силовым линиям и соответствующих устройств;
2. В магнитном экранировании обратного проводника этого замкнутого контура для исключения наведения в нем эдс от ГМПЗ.

В случае выполнения этих двух условий вполне реально получать электроэнергию в них путем электромеханического преобразования огромной кинетической энергии вращения планеты посредством униполярной электромагнитной индукции.

Для этого их необходимо размещать этот частично экранированный двойной токовый контур, перпендикулярно силовым геомагнитным линиям, т.е. с ориентацией плоскости этого контура в направлении восток-запад, поскольку силовые геомагнитные линии в средних широтах идут практически параллельно поверхности планеты.

Варианты выполнения и размещения геомагнитных контуров на планете

Эти искусственные генераторные электропроводные контура могут быть самых разных размеров и конструкций. Например, их можно выполнить в виде полых металлических труб, заливаемый водою, то одновременно от электротермического нагрева этих треб наведенными индукционными токами можно получить и тепловую энергию и горячую воду и пар. Регулирование электрической мощности осуществляем изменением сопротивления нагрузок, включенной в эти контура, или углом поворота контура.

Вполне пригодятся в качестве устройств контурной гэеомагнитоэлектроэнергетики, особенно в начальной период их внедрения и реализации, правильно спроектированные линии электропередач и даже магистральные трубопроводы.

Конструирование, проектирование и изготовление таких необычных и простых контурных геомагнитных электростанций не вызовет больших трудностей , потому что все основные параметры геомагнитного поля и самой планеты давно известны, и накоплен опыт проектирования униполярных
электромашин.

Перспективы и предельные мощности контурной геомагнитной энергетики

Поскольку кинетическая энергия вращения планеты во многие миллиарды раз больше всей вырабатываемой электроэнергии цивилизацией, то суммарная мощность такой контурной геомагнитной энергетики может в принципе быть огромной.

Поэтому в перспективе такая контурная геоэлектроэнергетика может покрыть практически все текущие потребности цивилизации в электроэнергии без угрозы ощутимого торможения осевого вращения планеты. Усиление эффекта естественной генерации электроэнергии в искусственных контурах возможно путем размещения их в зонах магнитных аномалий планеты.

По материалам сайта Membrana —

Также читайте в номере № 1 (53) январь 2005 года:

• Гармония светового образа в подарок

  В канун старого Нового года, 13 января 2005 года, в Санкт-Петербурге была включена художественная подсветка Казанского кафедрального собора. Торжественное мероприятие состоялось при участии губернатора северной столицы Валентины Матвиенко …

• Правительство России приняло правила недискриминационного доступа к электроэнергетической инфраструктуре

  Соответствующее постановление подписал председатель Правительства РФ Михаил Фрадков, сообщает пресс-служба Федеральной антимонопольной службы (ФАС)….

• Состоялась государственная регистрация ОАО «ГидроОГК»

  Состоялась государственная регистрация ОАО «Федеральная гидрогенерирующая компания» (ОАО «ГидроОГК») в инспекции МНС России по Железнодорожному району г. Красноярска Красноярского края, сообщили РИА ТЭК в пресс-службе РАО «ЕЭС России»….

• ОАО «Дагэнерго» ввело в промышленную эксплуатацию

  Дочерняя компания РАО «ЕЭС России» ОАО «Дагэнерго» 18 декабря ввела в промышленную эксплуатацию Гунибскую ГЭС им. Расула Гамзатова на реке Кара-Койсу (Республика Дагестан), сообщили РИА ТЭК в пресс-службе РАО «ЕЭС России». Общая установленн…

• Германия: Канцлер ФРГ Герхард Шредер обеспокоен ценами на нефть

  Канцлер ФРГ Герхард Шредер планирует поднять на следующей встрече «восьмерки» вопросы о цене на нефть и слабом долларе. «По оценкам экспертов, скачки цен на нефть в прошедшие месяцы объясняются не только растущим спросом, но и массированны…



Смотрите и читайте нас в

Только физика, только хардкор!

Перед вами — фрагмент очередной книги из лонг-листа премии научно-популярной литературы «Просветитель» 2017 года. Это «Только физика, только хардкор!» Дмитрия Побединского, выпущенная издательством АСТ в 2016 году. Мы выбрали вторую главу из третьего раздела, который называется «Тайны электричества». Из нее вы узнаете, что произойдет, если электричество исчезнет… нет, не из розеток, а вообще из нашей жизни.

Согласитесь, самое нужное в нашей жизни работает на электричестве: холодильник, плазма, приставки, кулер в офисе, электроблинницы, в конце концов… Серьезно, без электричества мы бы умерли! Ведь по нашим нервным клеткам протекают электрические импульсы. Сердце бьется благодаря им. Так что, если электричества не будет, наша жизнь станет просто невозможна.
Но все же давайте представим, что будет происходить во вселенной, если электричество вдруг исчезнет.
Тут нужно уточнить. Большинство наших приборов — ноутбук, чайник, блинница — работают на электрическом токе. Это направленное движение электрических зарядов. Но они также могут быть и неподвижны. Тогда мы имеем дело со статическим электричеством. Давайте представим, что исчезнет не ток, а именно электрические заряды.
Тогда, конечно же, все электроприборы перестанут работать. Перестанут идти грозы, прекратится фотосинтез, да более того, остановится любая жизнь! Ведь многие процессы в клетках регулируются электричеством: синтез АТФ, проницаемость мембран, движение органелл. А в многоклеточных организмах вся нервная система устроена на электрических импульсах. Без этого мы не будем такими нервными, однако в живых мы тоже не останемся.

Магнитное поле

Но если углубиться в вопрос, все еще интереснее. Дело в том, что магнитное поле тоже возникает благодаря электрическим зарядам! Точнее, благодаря их движению. Вокруг проводов с током всегда есть магнитное поле, так устроены электромагниты. Да даже в обычном магните поле создается электричеством, ведь электроны в атомах движутся, и вокруг них возникают маленькие магнитные поля, которые складываются в большое магнитное поле. Можно даже говорить о едином электромагнитном поле, а электричество и магнетизм — это разные его проявления.
Вы только представьте, как только исчезнет электричество, все магнитики с холодильников отвалятся. Замочки на сумочках станут бесполезны. Да и вообще исчезнет магнитное поле Земли. Из-за этого часть атмосферы снесет солнечным ветром, усилится доза радиации от солнца, получаемая людьми, перелетные птицы будут сбиваться с пути. В целом произойдет много мелких, но не самых приятных изменений.

Атомы

Но это еще не самое страшное. При исчезновении электрических зарядов мы все просто распадемся на атомы! Действительно, любое химическое соединение основывается на том, что «+» одних атомов притягиваются к «—» других атомов, и наоборот. Именно благодаря этим силам образуется кристаллическая решетка и твердые тела сохраняют свою форму. Если эти силы исчезнут, то молекулы распадутся и все мы моментально превратимся в пыль!
К тому же сами атомы тоже распадутся, ведь исчезнет притяжение между отрицательными электронами и положительным ядром. Это будет настоящий апокалипсис!

Нейтронная материя

Но и это еще далеко не все! На все тела во вселенной всегда действует гравитация. Отдельные составляющие притягиваются друг к другу, поэтому гравитация старается сжать тела. Этому обычно противостоит отталкивание электронов в атомах, так как они имеют одинаковый заряд. Но если эта сдерживающая сила исчезнет, гравитация может сжать любое тело до неимоверно микроскопических размеров. В результате мы получим настолько плотную материю, что одна чайная ложка ее будет весить как 25000 останкинских телебашен.
Такая материя называется нейтронной. Дальнейшему сжатию препятствует отталкивание нейтронов атомов, но это силы уже другой природы, не электрической. Астрономы обнаружили в далеком космосе много объектов из такой материи и назвали их нейтронными звездами. Так что если исчезнет электричество, то мы все станем маленькими звездочками… в каком-то смысле.

Фотоны

Но все-таки увидеть красоту всей этой катастрофы мы не сможем. И не только потому, что все наши атомы
развалятся. Дело в том, что все фотоны, частицы света, исчезнут!
Согласно современным представлениям, поля, электромагнитные и прочие, представляют собой концентрации виртуальных частиц. Электроны, протоны, нейтроны перекидываются виртуальными частицами и таким образом отталкиваются или притягиваются. И каждому виду поля соответствуют свои виртуальные частицы. У электромагнитного поля это фотоны, частицы света. То есть раз электромагнитное поле исчезнет, то исчезнут и фотоны, исчезнет свет. Только представьте себе это: тьма поглотит всю вселенную от края до края…

Темная материя

К счастью, электромагнитные взаимодействия вряд ли исчезнут. Экспериментально еще не удалось доказать, что они могут куда-то деться.
Но стоит отметить, что существует материя, которая не восприимчива к электромагнетизму. Фотоны спокойно проходят сквозь нее, она для них абсолютно прозрачна. Поэтому ее называют темной материей. Вполне может быть, что мы полностью окружены темной материей. Но ее частицы не отталкиваются и не притягиваются к нашим атомам, поэтому пролетают сквозь нас абсолютно незаметно. Ведь причина, по которой один человек не может пройти сквозь другого, — это электрическое отталкивание электронных оболочек. Более того, благодаря электричеству ни один человек не может прикоснуться к другому: поднесите ладонь к другому человеку — ваши электроны будут отталкиваться от его электронов. А вот если бы мы состояли из темной материи, электричество для нас не играло бы никакой роли. И если бы оно исчезло, мы бы взяли попкорн и с удовольствием наблюдали за этим зрелищем.

Подробнее см.:

Побединский, Дмитрий. Только физика, только хардкор! — М.: Издательство АСТ, 2016. — 320 с.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

электромагнетизм — Можно ли использовать магнитное поле Земли для выработки электричества?

спросил
9 лет, 5 месяцев назад

Изменено
5 лет, 8 месяцев назад

Просмотрено
66 тысяч раз

$\begingroup$

Поскольку у Земли есть магнитное поле, может ли оно теоретически проходить через проводящую металлическую катушку для создания электричества?

• электромагнетизм
• электричество
• земля
• геофизика
• геомагнетизм

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Не совсем так. Само по себе магнитное поле не создает электричество. Меняющееся магнитное поле делает. Магнитное поле Земли немного меняется, но не настолько, чтобы действительно сильно генерировать.

Другой вариант — переместить индуктор в магнитном поле. Магнитное поле Земли довольно однородно на коротких расстояниях, поэтому катушка должна двигаться быстро и очень далеко, чтобы генерировать много. Это потребует больше энергии, чем создаст (по крайней мере, на поверхности Земли).

Несколько лет назад был проведен эксперимент (эксперимент с космическим тросом) по протаскиванию проводника через магнитное поле Земли с помощью космического корабля «Шаттл». Я не знаю, насколько это жизнеспособно, потому что я думаю, что это истощает орбитальную энергию.

$\endgroup$

6

$\begingroup$

На самом деле можно использовать магнитное поле Земли для производства электричества. Спутник в виде петли большого диаметра на орбите вокруг Земли будет генерировать ток в этой петле и может использоваться для питания чего-либо, но за счет быстрого ухудшения орбиты. С другой стороны, солнечные панели, создающие ток в той же самой петле, могут вывести спутник на более высокую орбиту.

Передача энергии с орбитальной системы такого типа куда-то еще, и технические проблемы, связанные со сверхпроводниками, велики.

$\endgroup$

$\begingroup$

Другим способом является использование флуктуаций, вызванных ударами корональных масс солнечных вспышек о магнитосферу Земли, которые вызывают магнитные бури. Они могут индуцировать большие токи в длинных проводниках, таких как электрические сети. Однако они гораздо более разрушительны, чем полезны.

С практической точки зрения, если бы вы могли превратить магнитное поле Земли в электричество, вы едва ли получили бы годовой запас от него, прежде чем оно исчезло бы, учитывая глобальное потребление электроэнергии.

$\endgroup$

$\begingroup$

Я думал об этом в последнее время, но я думаю, что вы что-то упустили, вы все говорите, что потребуется много энергии, чтобы заставить катушку вращаться. У меня есть возражения по этому поводу. Это зависит от формы катушки и ее положения. также используемый материал. Я думаю, что если бы катушка была сделана широкой и не длинной и просто летела горизонтально на достаточном расстоянии от поверхности земли на экваторе и продолжала вращаться горизонтально, вам не нужно было бы много энергии, чтобы поддерживать ее вращение, и насколько вы идете дальше, чем расстояние между источниками магнитного потока между линиями магнитного потока будет увеличиваться, поэтому изменение плотности магнитного потока будет легче достигаться, а использование широкой катушки увеличит точки контакта, уменьшит средний вес и уменьшит ее электрическое сопротивление.

$\endgroup$

1

Электроэнергия магнитного поля Земли

3 августа 2016 г. • Физика 9, 91

Лазейка в результате классического электромагнетизма может позволить простому устройству на поверхности Земли генерировать крошечный электрический ток из магнитного поля планеты.

П. Рейд/Унив. of Edinburgh

Подключение к вращению Земли. Хотя магнитное поле Земли не выровнено точно с осью вращения планеты, существует составляющая поля, симметричная относительно этой оси. Предлагаемое устройство, взаимодействующее с этим компонентом, будет извлекать энергию из вращения Земли для производства электроэнергии. Подключение к вращению Земли. Хотя магнитное поле Земли не выровнено точно с осью вращения планеты, существует составляющая поля, симметричная относительно этой оси. Предлагаемое устройство, взаимодействующее с этим компонентом, может… Показать еще

П. Рейд/Унив. Эдинбурга

Использование вращения Земли. Хотя магнитное поле Земли не выровнено точно с осью вращения планеты, существует составляющая поля, симметричная относительно этой оси. Предлагаемое устройство, взаимодействующее с этим компонентом, будет извлекать энергию из вращения Земли для производства электроэнергии.

×

Может показаться, что классическая электромагнитная теория преподнесет мало сюрпризов, но два исследователя утверждают, что один аспект общепринятой мудрости неверен. Они теоретически показывают, что устройство, пассивно находящееся на поверхности Земли, может генерировать электрический ток посредством взаимодействия с магнитным полем Земли. Мощность предлагаемого устройства будет измеряться в нановаттах, но, в принципе, ее можно увеличить.

Эксперимент вековой давности показал, что если любой электромагнит с цилиндрической симметрией (симметрия стержневого магнита) вращается вокруг своей длинной оси, его магнитное поле не вращается [1]. Существует составляющая магнитного поля Земли, симметричная относительно оси вращения (которая не совмещена с магнитными полюсами), поэтому согласно этому старому принципу осесимметричная составляющая не вращается. Любой неподвижный объект на поверхности Земли проносится через эту составляющую поля, постоянную на любой заданной широте.

Другой основной результат электромагнетизма гласит, что внутри проводящего объекта, движущегося через однородное магнитное поле, не возникает электрического тока. На заряды в материале действует боковая сила, которая в принципе может создавать ток. Но смещения электронов и атомных ядер быстро создают статическое электрическое поле, противодействующее магнитной силе. Равновесие между электрическими и магнитными силами устанавливается быстро, поэтому после небольшой начальной перестройки нет результирующего движения заряда.

Этот принцип, кажется, опровергает любую идею о том, что стационарное устройство на поверхности Земли, движущееся с постоянной скоростью через невращающуюся часть земного поля, может генерировать любую электроэнергию. Но Крис Чайба из Принстонского университета и Кевин Хэнд из Лаборатории реактивного движения в Пасадене, Калифорния, увидели путь вперед.

Чтобы произвести ток в проводнике, им нужно было создать магнитную силу на электронах, которая не могла быть полностью нейтрализована электрической силой. В том, что они называют лазейкой в ​​традиционном аргументе о невозможности, теоретики показывают, что существуют конфигурации магнитных полей, которые не могут быть электрически аннулированы; однако эти конфигурации требуют особых условий.

Исследователи показывают, что такая конфигурация магнитного поля возможна в проводящей цилиндрической оболочке из материала с необычными магнитными свойствами. Во-первых, они указывают, что (как показали другие) магнитное поле внутри такой оболочки, расположенной на поверхности Земли — скажем, ориентированной вертикально по экватору — значительно меньше, чем поле снаружи. Проносясь через поле планеты, этот объект постоянно сталкивается с однородным полем Земли и искажает его в некую неоднородную конфигурацию, где поле подавлено во внутреннем пространстве. Если магнитные свойства материала оболочки препятствуют быстрому искажению входящего поля, то поле никогда не достигнет конфигурации, которое оно имело бы в состоянии покоя. Чиба и Хэнд утверждают, что результирующая магнитная сила не может быть нейтрализована возникающим электрическим полем. Команда показывает, что в этой ситуации электрический ток может течь по определенным замкнутым путям внутри цилиндрической оболочки. Электроды могут подключить этот источник энергии, который, как доказывают Чайба и Хэнд, в конечном итоге исходит из энергии вращения Земли.

Для разработки своего нового устройства Чайба и Хэнд нуждались в проводящем материале с таким необычным магнитным откликом — сложное сочетание. В качестве примера такого материала они нашли марганцево-цинковый феррит под названием MN60, обладающий нужными свойствами, но являющийся, по словам Чибы, «паршивым проводником с проводимостью примерно в 10 раз меньшей, чем у морской воды».

Во многом из-за плохой проводимости сила, которую предсказывает команда, невелика. Цилиндр длиной 20 см и диаметром 2 см будет генерировать десятки нановатт при напряжении в десятки микровольт. Чиба считает, что можно было бы увеличить эти цифры, но подчеркивает, что в первую очередь нужно провести экспериментальную проверку, чтобы показать, что механизм действительно работает.

Филип Хьюз, радиоастроном из Мичиганского университета в Анн-Арборе, изучающий магнитогидродинамику астрофизических объектов, говорит, что механизм Чайбы и Хэнда «основан на физике звука», но менее оптимистичен в отношении возможности масштабирования. Чиба говорит, что если механизм окажется правильным — а он непреклонен в том, что только эксперименты могут сказать наверняка — он надеется, что инженеры приступят к работе над улучшением выходных данных. Он предполагает, что одной из возможностей, которую стоит изучить, будет двухслойный цилиндр, в котором медленный магнитный материал индуцирует геометрию поля, генерирующего ток, в соседнем материале с более высокой проводимостью.

Это исследование опубликовано в Physical Review Applied .

– Дэвид Линдли

Дэвид Линдли — независимый научный писатель из Александрии, штат Вирджиния.

Ссылки

1. С. Дж. Барнетт, «Об электромагнитной индукции и относительном движении», Phys. Изд. (Серия I) 35 , 323 (1912).
   
   Электричество из магнитного поля земли: Американские ученые добыли электричество из магнитного поля электропроводки