Издательский дом ООО "Гейм Лэнд"ЖУРНАЛ ХАКЕР 124, АПРЕЛЬ 2009 г.

Гром и молнии. Эксперимент по передаче энергии на расстояние

Вадим Даньшин «Doctor V_m_E_n» (yurik_yurok2@mail.ru)




Все вокруг считают, что такую вещь, как плазма, без дорогостоящего коллайдера получить нереально. На самом деле, это не так. Сейчас ты поймешь, как с помощью хакерского моддинга можно легко и просто повысить рабочие характеристики своего автомобиля.

Началось все со слуха, что какой-то там Apple умеет заряжаться в пределах комнаты беспроводным путем. Меня это весьма удивило, а потому я захотел узнать, насколько реально самому сделать такой уникальный девайс. Интерес понятен – я более чем уверен, что и твой мозг уже взволнован тысячами возможностей применения данного устройства в хакерском быту. Только представь - зарядка «жуков», сотовых телефонов, да и вообще, создание специальных площадей в доме, где техника сама бы централизованно подзаряжалась. После того, как первые впечатления от услышанной новости малость утихли, я полез гуглить. И первым делом наткнулся на небезынтересную работу под названием «Ручная плазма» – на сайте журнала ][ по ссылке http://www.xakep.ru/post/22867/default.asp.

В этой статье было представлено относительно простое и изящное решение проблемы. Я мигом побежал в магазин за деталями, купил резисторы, транзистор, гигантский радиатор с еще тремя подходящими транзисторами в придачу – все по списку. А вот рабочий строчник я зачем-то дернул из горелой платы советского телика и, как выяснилось позже, сделал это зря.

Тем не менее, схема работала даже в моем отвратительно-пофигистическом исполнении и что-то даже пыталась выдавать. Оказывается, для системы отлично подходят старинные строчники ТВС-110ЛА. Также во время походов по магазинам я наткнулся на катушку дважды лакированной тонкой медной проволочки толщиной 0.1 мм. Цена вопроса сложилась из:

  • катушка проволоки (1-1.5 км) – 700 руб.
  • 6 транзисторов + радиатор - 800 руб.
  • кусок канализационной пластиковой трубы – 0 руб. (нашелся в подвале)
  • конденсаторы, диоды и резисторы – 200 руб.
  • Строчник ТВС-110ЛА в истинно советской упаковке – 90 руб.

Итого, имеем на руках почти полный боекомплект, необходимый, чтобы начать опыты по передаче энергии на расстояние. Но прежде, уважаемый читатель, советую погуглить в инете на эту тему, а также про трансформатор Тесла и законы Кирхгофа. Погуглил? Тогда читай дальше: еще в 1890-х годах Никола Тесла произвел интересную демонстрацию на озере http://www.mirf.ru/Articles/art716.htm, в ходе которой люди наблюдали дистанционное управление плавающим средством – кораблик подчинялся хитрым манипуляциям Теслы. А ведь тогда не то что приемников не было - даже транзисторов не существовало! Собственно, потому и уважают Теслу, что он методом камня и топора делал неописуемые для тех времен вещи.

А ты играл в HL2?

Если играл, то помнишь голубенькие барьеры, которые питались током? Давай сейчас, на примере простого опыта, поймем, как можно растянуть электрическое поле по довольно большой площади. Для этого построим следующую конструкцию. Возьмем обычную (желательно, не грязную:)) автомобильную свечку. Спилим боковой электрод, и затем подключим к ней трансформатор высокочастотного высоковольтного напряжения. Подключил? Если все сделал правильно, то сможешь наблюдать множественные искорки от центрального контакта к боковым стенкам.

Теперь делаем неожиданный финт – крепим по бокам свечки обыкновенные ниодимовые магниты (подробнее о них я писал в февральской статье). Прилепил? Ты увидишь не единичные разряды, а «размазанный диск» - по сути, это и есть плазма. При высокой частоте, порядка 15 кГц, единичные удары размазываются в однородное поле, которое можно использовать, например, как среду для поджигания горючего. Фишка в том, что, если снизить частоту примерно до 300 Гц, то станешь свидетелем вращения электрической дуги в магнитном поле. Пока что у тебя в руках очень слабый трансформатор, но ничто не помешает тебе собрать трансформатор Тесла мощнее. Тем более, он относительно прост в изготовлении.

Прокачаем плазму

Вдоволь наигравшись, проведем следующий опыт: узнаем, насколько можно увеличить площадь получаемого плазменного поля. Для этого тебе понадобятся две ровные металлические пластины, порядка 15х15см, несколько колец из диэлектрика (например, на ура пройдут резиновые прокладки от раковины). Если с пластинами напряг, можешь использовать две металлические крышки для банок с бабушкиным вареньем. Теперь бери и собирай из этого барахла «пирамидку»: клади вниз под пластину оголенный провод, сверху пластину, затем диэлектрик, крышку и сверху – еще один электрод с магнитом. Результатом станет плазменное колечко, площадь которого значительно больше плазменного диска в предыдущем опыте – красота, да и только! Кстати, забыл сказать, что для своих опытов ты также можешь использовать искровой трансформатор из отечественных автомобилей старше 10-15 лет. На выходе этого трансформатора мы будем иметь 10 кВ с частотой порядка 5 кГц. Для наших опытов вполне достаточно.

Ионизационный ток

Мы наигрались с плазмой, но есть более простые и не менее важные свойства высоковольтных токов. Возьми пассатижами два высоковольтных провода под напряжением (про технику безопасности напоминать не нужно? – Прим. ред.) и начинай их сближать. Прежде чем между ними начнет пробивать искра, ты сможешь насладиться характерным шипением и фиолетовым свечением на остриях проводников. Спрашивается, что в этом особенного? А вот что: ты наблюдаешь передачу энергии от одного электрода к другому. Напряжение в проводнике столь высоко, что между электродами возникает ионизационный ток.

На самом деле, это очень прикольная штука, которую сейчас в стенах военных лабораторий пытаются использовать для полета самолетов. Подобный ионизационный поток может утягивать за собой небольшие частицы. В роли частиц могут выступать, например, воздух или вода. Ионизационный поток или, как его еще иногда называют, «фитонное свечение», можно усилить, подведя к концу иголки колечко или, скажем, сетку. Это явление уже активно применяется в краскопультах. Есть так называемая электростатическая покраска машин – основана на эффекте распыления жидкости, вытекающей из положительно заряженной трубки малого диаметра при направлении ее на отрицательно заряженную поверхность. В качестве такой трубки, распыляющей воду, можно заюзать шприц без поршня. Просто присоедини к иголке шприца положительный электрод и подай минус на металлическую пластину. Стоит тебе включить высоковольтный источник постоянного тока, – и вода из шприца перестанет капать, а начнет очень мелко распыляться. Именно так в современном автомобилестроении добиваются высококачественной, равномерной покраски деталей. Упомяну и о летающей платформе Гребенникова, но распространяться о ней не буду, так как статья всего лишь обзорная.

Еще я хотел бы сказать о самом процессе протекания электрического тока в воздушных средах. Всей сложностью и нелинейностью законов распространения электрического заряда в воздухе грузить не буду, но пару слов сказать все-таки надо.

Электрическая дуга, как ни крути, это, прежде всего, резистор, который выделяет тепло. У нее есть свое сопротивление, которое надо учитывать. Так, если ты будешь пытаться делать очень короткие искры блоком питания от своего старого монитора, то он может посчитать это замыканием и либо вынести тебя на срабатывание защиты, что на практике счастье небесное, либо сгореть. Дуга подчиняется закону Ома, но только на очень коротком ее участке. Для более детального изучения электрические свойства описывают с помощью вольтамперной характеристики. Одну из таких характеристик ищи на врезке. Но приведенная картинка не учитывает таких разнообразных факторов, как состав, давление испытуемого газа, воздействий на газ, материала и расположения электродов, форм электродов, геометрии возникающего электрического поля в газе. Несмотря на то, что этот вопрос и его феномены изучали не одна тысяча человек в различных НИИ и лабораториях, все равно остались «белые пятна».

Применяем приколы на практике

Из вышеописанного следует, что ты с 100% успехом можешь сделать апгрейд своей машины, доработав свечи зажигания по указанной технологии. Есть спортивные свечи зажигания, уже специально заточенные под эту фишку, но их создатели, видимо, не знали про влияние магнитного поля на дуговой разряд. Как показали замеры расхода топлива у моих знакомых, внедрение технологии позволило экономить топливо порядка 25% и повысить мощность движка примерно на 15%.

А теперь вот такой опыт - для него потребуется постоянное напряжение, но это не составит для тебя никакой проблемы, если ты читал статью за прошлый месяц. Берем канализационную пластиковую трубу 50 мм в диаметре. Нам нужен обрезок длиной примерно 25-30 см. Теперь необходимо изнутри проклеить ее фольгой – и точно по центру, параллельно внутренним стенкам, протянуть кусок неизолированной, толстой медной проволоки. Выведи контакты площадей на внешний корпус этой трубы и постарайся вмонтировать ее в гофрошланг, идущий от воздушного фильтра к мотору. Зачем все это? А вот зачем: если ты разберешь телевизор или CRT-монитор, то высоковольтные элементы в нем будут самыми пыльными. А происходит это потому, что высокое напряжение в физике есть некий аналог электростатического напряжения. Иными словами – наша самоделка будет очищать воздух, поступающий в сердце твоего зверя, от лишней пыли, если к ней правильно подключить автомобильный ионизатор воздуха (видел такой агрегат за 900 рублей в продаже). «Правильно» – это значит: минусом к фольге, а плюсом к центральной проволочке. Как результат, смесь, заряженная таким воздухом, воспламеняется заметно лучше. Тебя также порадует экономия топлива (порядка 15%) и более резвое поведение твоей машины на подъемах.

О здоровье и здравом смысле

Мы вкратце рассмотрели (а частично – даже применили на практике) такие интересные явления, как ионизация, дуговой разряд и вращение дуги. Машина моего знакомого уже работает с приведенными выше модификациями. Это реально оказывает положительный эффект в работе двигателя внутреннего сгорания. Старайся грамотно оценить и рассчитать требуемую мощность конечной установки, иначе суровая действительность ударит тебя не только по кошельку, но и по здоровью. Во время возникновения дугового разряда, или хотя бы слабого ионизационного свечения, из проводника вырываются не только электроны или ионы. Из проводника вылетает весь спектр частиц, начиная от жесткого ультрафиолета и заканчивая слабым рентген излучением. А это значит, что повторять эти опыты на протяжении длительного времени не стоит, равно, как и изготавливать ночники из трансформатора Тесла. Ну не для того он предназначен. С другой стороны, если рассмотреть те же ионизаторы воздуха, где все рассчитано в пределах допустимых норм, то вполне реально создать такое устройство, которое одновременно решало бы какую-то определенную проблему – и было бы безвредно для человека. Ты же не собираешься строить девайс для уничтожения людей под лозунгом «облучи себя сам»?

Какие виды разрядов изучены?

Как ты уже догадался, электрический разряд – штука весьма неоднозначная и зависящая от целого ряда факторов. Различают множество разрядов, которые классифицируются по механизмам их возникновения. Электрические разряды подразделяются на:

  • Искровой разряд. В предыдущей статье я про него очень много писал и, вообще, увидеть этот разряд своими глазами – не редкость. Как правило, он высокочастотный, возникает при относительно малой силе тока (до 10 mA) и большом напряжении, порядка 10 кВ и выше.
  • Коронный разряд. По сути, это свечение проводника, обладающего меньшей площадью пробоя, при его приближении к другому контакту под напряжением. Фишка этого разряда в том, что при больших частотах он может быть очень плотным. Во время возникновения коронного разряда появляется так называемый «электрический ветер», скорость которого может достигать 10 м/с, в зависимости от конструкционных особенностей. Считают, что в платформе Гребенникова использовался именно этот вид разряда.
  • Скользящий разряд. Особенностью скользящего разряда является его протяженность. При тех же самых условиях, что и у искрового разряда, он может быть в 10 раз длиннее. Вероятно, это связано со своего рода «отражением» искры от теплостойкого отполированного диэлектрика. Но поскольку таких теплостойких непроводящих материалов очень мало в природе, – феномен до сих пор малоизучен. Применяется в фильтрах и осушителях.
  • Газовый разряд. Самым важным применением этих разрядов, пожалуй, является электроискровая обработка металлов и обеззараживание воды. Отмечу и такое явление, как гидроудар – резкое расширение воды, сопровождаемое выделением тепла и частичным испарением. Он настолько силен, что горняки сокрушают им каменные глыбы, просто просверлив в неподатливой породе отверстие, залив воду и вставив спец-трубку с электродами. Как результат, глыба разлетается на относительно небольшие куски. Ударная волна гораздо мощнее, чем у бензина или, скажем, у того же динамита. На эту тему написано достаточно много. Интересно было бы создать такой клапан для двигателя внутреннего сгорания, который позволял бы распределять резко выделяющуюся энергию.
  • Тлеющий разряд. Как правило, это высокочастотный разряд, возникающий при переменном токе высокого напряжения. Подобный эффект наблюдается в разреженной газовой среде. Наиболее наглядный пример – плазменная лампа. В магазине я видел такую игрушку, стоила 400 рублей.
  • Дуговой разряд. Электродуговая сварка – первое, что приходит в голову, когда говорят о дуговом разряде. Возникает он при сравнительно небольших напряжениях, но при относительно большой силе тока (так, на выходе моего домашнего трехфазного сварочного трансформатора написано «300В 20А»). Его можно наблюдать при коротком замыкании в сети 220 вольт. Явление сопровождается сильным тепловыделением и плавлением электродов.
  • Оптический разряд. Пожалуй, самый интересный тип разрядов. Не открою тайну, сказав, что лазер является точечным ионизатором. Точнее, по лазеру можно передавать энергию, как будто у нас в руках обыкновенный провод. Единственный минус – необходима большая мощность лазера. В США сейчас предпринимаются активные попытки снять высокопотенциальное напряжение из ионосферы планеты. Идея заключается в том, чтобы по очень мощному лазерному лучу снимать энергию, которой бы хватило и на работу лазера, и на обеспечение населения почти бесплатным, экологически чистым электричеством.
Содержание
ttfb: 5.5558681488037 ms