Левітація і ефект Біфельда-Брауна, іонний вітер – як це працює

Алюмінієва харчова фольга і найтонша мідна зволікання, а між ними – лише 3 сантиметри повітря. Фольга і зволікання закріплені на квадратному діелектричному каркасі з легких пластикових паличок. Конструкція спочиває на столі, і як на будь-який предмет, на неї діє сила тяжіння з боку Землі. Але варто створити між фольгою і дротиком різниця потенціалів в декілька тисяч вольт, подавши на неї висока постійна напруга порядку 30000 вольт від малопотужного джерела живлення, як конструкція, немов за помахом чарівної палички, злітає.

Мова тут не йде про злітає конденсаторі, адже обкладання, якщо їх взагалі можна так назвати, майже не перекривають один одного по скільки-небудь значимої долю своїх площ, а значить практично ніякого накопичення енергії в діелектрику між «обкладками» не відбувається.

Якби конструкція не утримували на столі найтонші міцні ниточки, вона продовжила б своє поступальний рух в напрямку електрода з тонкого дроту, але оскільки ниточки міцно тримають виріб, воно просто зависає в повітрі над столом і як-би левитирует над ним.

Цей експеримент – наочна демонстрація так званого ефекту Біфельда-Брауна, відомого багатьом експериментаторам, любителям «ліфтерів» (від англ. Lifter), чиї вироби в величезній різноманітності можна спостерігати на ютубі.

Ефект Біфельда-Брауна – це один з тих небагатьох фізичних ефектів, які не так то просто однозначно пояснити і виразно описати навіть сьогодні. Фактично біля електрода-зволікання малої площі напруженість електричного поля в десятки разів перевищує напруженість біля електрода-фольги великої площі.

Це означає, що на навколишній простір дані «обкладання» впливають по-різному. У просторі між електродами і біля них має місце сильно несиметрична картина постійної в часі напруженості електричного поля.

Тут є, звичайно, в якості однієї зі складових, так званий «іонний вітер», вклад якого, проте, в рух конструкції дуже і дуже малий, на «іонний вітер» припадає менше сотої частки всієї тяги – менше 1% підйомної сили.

Іонного вітру вистачає хіба що на те, щоб трохи відхилити язичок полум’я, як в шкільному експерименті з високою напругою на кінчику голки, піднесеної до запаленій свічці. Це зовсім мізерна сила, вона не зможе навіть підняти фольгу від столу, не кажучи вже про те, щоб утримувати в підвішеному стані на натягнутих нитках виріб вагою в десятки і сотні грам. З 100 грам тяги «іонний вітер» створює максимум 1 грам.

Крім того, 40% тяги при роботі над вакуумі створює рух потоку повітря, що виникає внаслідок ефекту коронного розряду на різкої межі в електричному полі. На цьому принципі вже сьогодні працюють електростатичні безлопатеві вентилятори.

Біля тонкого електрода атоми повітря іонізуються, і починають рухатися в напрямку широкого електрода, по дорозі вони стикаються з іншими молекулами повітря, віддають їм частку власної кінетичної енергії, або знову ж іонізують, і ті тому прискорюються.

Так створюється потік повітря від тонкого електрода – до широкого. Цього потоку повітря досить щоб підняти дуже легкі моделі за принципом реактивного руху з покидьком маси (маса молекул повітря). Але в контексті того про що буде сказано нижче, навіть ця велика складова ефекту Біфельда-Брауна є всього лише паразитного компонентою, що залежить від величини струму (насправді – струму витоку).

Вся сіль ефекту в тому, що близько 49% тяги, як кажуть вчені, мають тут невідому природу, тобто практично половина загальної підйомної сили якось пов’язана з дією несиметричного електричного поля на навколишній простір, і взагалі не пов’язана з величиною струму, створюваного потоком іонів повітря.

Цілком ймовірно мова йде про вплив цієї зарядженої конструкції на гравітаційне поле над електродом малої площі. Якщо прибрати ниточки, які утримують виріб на столі, воно буде весь час прагнути вгору – в бік електрода малої площі.

На цьому принципі, як припускають російські вчені Еміль Бікташев і Михайло Лавриненко, можна спробувати побудувати дуже ефективний двигун для космічного апарату. Експеримент в вакуумі підтвердив принципову можливість цієї затії.

Андрій повну

Ссылка на основную публикацию