Главная Участок

Вечный двигатель 1 города. Вечный двигатель: размышления и факты. Водяной винт Роберта Фладда

Называйте их машинами свободной энергии, перпетуум мобиле или вечным двигателем. Тигр остаётся тигром, в какой бы цвет вы не покрасили его полосы. С тех пор как человечество нуждается в электричестве или другом источнике энергии, изобретательные умы находятся в напрасном поиске гениального решения: свободная энергия на все времена без всякого топлива. Наброски и чертежи, «как сделать вечный двигатель», историки находят с тех пор как существуют технические эскизы. Проекты вечного двигателя появляются и ныне, даже чаще, чем ранее. Сегодня мы собираемся рассмотреть самый известный пример вечного двигателя и донести общественному пониманию, что такое чудо всё-таки существует.

Смысл того, что вечный двигатель не может работать, и не будет работать, не требует доказательства. Но так как заявления такой возможности не утихают, обсуждение заслуживает внимания. Строго говоря, было бы ненаучно автору утверждать, что такая возможность есть. Вечный двигатель нарушил бы закон термодинамики. Но фундаментальные законы вселенной настолько нерушимы, что автор собирается выйти из-под их влияния. Первый закон термодинамики утверждает, что энергия замкнутой системы остаётся постоянной. Если требуется вывести часть энергии, например, через вращение вала, необходимо вернуть в систему, как минимум, такое же количество энергии. Второй закон термодинамики говорит, что энтропия изолированной системы может только повышаться и не может снижаться. В основном системы стремятся к тепловому равновесию. Проще говоря, второй закон запрещает процессы, в результате которых тепло перетекает из области с меньшей температуры в область большей температуры или где тепло конвертируется полностью в работу. Любой вечный двигатель невозможен, так как нарушает один или оба закона термодинамики.

Наиболее распространенные конструкции вечного двигателя основаны на магнитном моторе. Магниты расположены непрерывно по кругу и должны вращать ротор, толкать шарики по кругу или поддерживать движение другой конструкции вечно. Ныне подобные конструкции являются гибридом электромотора. Изобретатели заявляют, что кинетическая энергия такого мотора превышает затраты электроэнергии, запущенный однажды он может вращаться вечно. Интернет поиск кричит о тысячах подобных проектах. Многие демонстрируют видео работающей машины. Как же можно понимать всё это? Автор заявляет, что все эти парни лгут?

Нет, но автор говорит, что любой заявивший вечный двигатель ошибается. В большинстве случаев изобретатель не имеет физического образования, и не изучал принципы работы электромеханических систем. Большинство изобретателей вечного двигателя любители и вполне честно (хотя и глубоко) заблуждаются. Чаще всего они представляют диаграммы, заметки и расчёты, выполненные самостоятельно. Некоторые признают, что не понимают полностью происходящее в их варианте вечного двигателя. Но, чаще всего, они заявляют, что опровергли законы природы применением уникальных знаний.

Ранние версии вечного двигателя описаны в 12 столетии. Наиболее известная из них это колесо Бхаскра (Bhaskara wheel), спицы которого заполнены до половины ртутью и изогнуты так, что тяжёлая жидкость стремится от оси при движении вниз, и стремится к оси вращения при движении вверх, обеспечивая рычаг поддерживающий вращение. Подобная конструкция, называемая колесо с неравным балансом, повторялось многие столетия во многих вариантах. Колесо Вилларда 13го столетия использует вместо тяжелой жидкости молоточки. Колесо Таккола 15го столетия использует подвешенные рычаги. Леонардо да Винчи начертил целую серию колёс с неравным балансом, хотя знал что вечное вращение невозможно.
В 1870, автор Генри Дрикс (Henry Dircks) цитировал Леонардо:

«…Оборудование подобного колеса со многими балансирующими деталями и придание ему вращения приведут к остановке потому, что такой конструкцией вы обманываете себя… Хотя более тяжелые детали колеса находятся дальше от оси вращения, и их вращающий момент увеличивается, движущая сила всего колеса остаётся неизменной.»

Особое место в истории о вечных двигателях занимает германский часовщик Иоганн Бесслер (Johann Bessler). Он сконструировал огромное количество колёс, которые демонстрировал в начале 1700х. Его огромные колёса, приводимые в движение маятником, имели закрытый механизм. Бесслер получил поддержку и широкое признание, хотя многие считали его иллюзионистом в дополнение к славе опытного производителя часовых механизмов. Самая известная демонстрация непрерывно вращающегося колеса продолжалась 53 дня в опечатанном, закрытом помещении, охраняемом патроном Бесслера Ландграфом Гессен Кассельским (Landgrave of Hesse-Cassel). Но так как помещение было без окон, а Бесслер всегда входил первым и выходил последним, скептики не были уверенны в непрерывном вращении колеса.

Физика остаётся физикой, говорим ли о простом или сложном механизме с забавной терминологией и подключённым к батарее. В 2006 компания Стеорн (Steorn) анонсировала девайс под названием Орбо (Orbo), который как всем известно, был классическим магнитным мотором. Все публичные демонстрации провалились (за исключением случаев, когда подключалась батарея), но они все равно заявляли о прогрессе. Десятки лет парень по имени Джон Серл (John Searl) заявлял, что построил магнитный мотор под названием Генератор Серла (the Searl Effect Generator) и рассказывал, что летает по окрестностям в летающей тарелке со своим мотором.

В последние годы многие заявляют, что мотки проволоки вырабатывают электроэнергию. Наиболее известны «мотки Родина», по имени автора Марко Родин (Marko Rodin). По его утверждению, в основе принцип вихревой математики, новая наука, изобретенная и признанная им самим. Вечный двигатель Канадского изобретателя Тейн Хейнс (Thane Heins), имеет экзотическое название Перпеттия би-торидал трансформер (Perepiteia bi-toroidal transformer). Наблюдатели пришли к выводу, что это обычный электромотор и только сам Хейнс заверяет, что вырабатывается больше электроэнергии, чем потребляется.

Как можно предположить, многие сторонники вечного двигателя смотрят на Николо Тесла и его статью 1900г., опубликованную в журнале «Иллюстратор столетия» (Century Illustrated Magazine). Некоторые интерпретировали статью Тесла как подтверждение возможности вечного двигателя. Беглый просмотр статьи скажет вам, что Тесла вообще не касался вопроса вечного двигателя. Статья о возможностях теплопровода и передаче тепла из тёплого региона в холодный регион. Тесла не обсуждал возможность нарушить закон термодинамики, он обсуждал возможность использовать его.

Распространенное заблуждение, связанное с моделями вечного двигателя, основывается на том, что многие из них запатентованы. Патент подтверждает лишь оригинальность конструкции и не может служить признанием работоспособности того или иного устройства. На самом деле, успешно запатентовано большое количество невероятных механизмов, которые провалились на испытаниях. Вечные двигатели не патентуются в большинстве стран. В США это называется «требование применимости». Для того, чтобы получить патент, устройство должно обладать минимальной применимостью. Закон исключает возможность патентования вечных двигателей, основываясь на их невозможности. Проще говоря, вы не получите патент на «межгалактический трансформер» пока не представите действующий образец.

Наиболее частый случай отказа в выдаче патента описан на официальном сайте как (the Manual of Patent Examining Procedure) и введён в действие с 1977. Йозеф Ньюман (Joseph Newman) был чудак, который развил собственную теорию гироскопов и электромагнетизма. В патенте мотора было отказано, так как принцип нарушает законы природы. Ньюман подавал апелляции, которые также получали отказ. Его настроение было очень серьёзно, и в 1989 было подано исковое заявление против Комиссии по патентам и торговым маркам (the Commissioner of Patents and Trademarks). Судья назначил специалиста для рассмотрения прототипа Ньюмана. Специалист внимательно изучил конструкцию и работоспособность этого варианта вечного двигателя. И, хотя понимал, что Ньюман ошибается, признал превышение исходящей энергии над затраченной.

Но суд не признал, и отослал изобретение в Национальное Бюро Стандартизации (National Bureau of Standards) на испытания. Вывод Бюро не совпал с выводами специалиста. Устройство представляет собой обычный преобразователь постоянного тока в переменный и, лишь немного, уступающий в эффективности известным устройствам такого типа. Решение суда было не в пользу Ньюмана, но он аппелировал снова. Заявлял, что испытания Бюро неправильные. В конце концов, федеральный суд оставил решение местного суда в силе.

Дискуссия о вечных двигателях была бы не полной без упоминания о теории заговора, на которую ссылаются сторонники экзотических изобретений. Главный аргумент в отказе регистрации вечных двигателей правительством это поддержка нефтяных магнатов. Сайты посвященные теории заговора, такие как InfoWars, Rense.com и Natural News поддерживают существование вечного двигателя. И фильмы, подобные «Thrive», тоже.

На поверхности теория кажется приемлемой, но при близком рассмотрении распадается на части. Во-первых, упомянутое подавление, похоже не существует вообще. Различные вечные двигатели рекламируются постоянно, Ютюб разрывает ежедневное пополнение сюжетов о вечных двигателях, которые предположительно работают. В какой бы форме не выражалось подавление, оно совершенно неэффективно. Множество людей идут крестовым походом в защиту своего варианта вечного двигателя десятилетиями. Ни агенты в чёрном от правительства, ни агенты нефтяных магнатов не препятствуют этой борьбе за светлое будущее свободной энергии. Книги остаются на полках, видео остаётся в Ютюбе, патенты остаются в файлах и публично доступны. Подавление идеи вечного двигателя трудно подтвердить.

Почему порядочные изобретатели преследуют цель создания вечного двигателя, когда основы теории говорят о невозможности? Патентный поверенный Джин Куин (Gene Quinn) предложил объяснение:

«Преследование невозможного, по крайней мере невозможного на основе известных законов физики и природы, является серьёзной мотивацией для многих. Молодые любителей научной фантастики становятся учёными, которые ставят под сомнение привычный ход мысли и пытаются создать устройства своей мечты.»

Присутствует также старинное желание магически быстрого решения трудной проблемы. Не много у человека столь же неотвязных стремлений. Неважно, что рассматривается: сверхздоровье, психологическая суперсила или вечный двигатель. Достаточное количество людей одержимы идеей достичь этого. Неизбежно, включая позитивно настроенных любителей, они обманывают себя и других неспециалистов предполагаемыми открытиями. Мечта о вечном двигателе неиссякаема.

Перевод Владимир Максименко 2013

Тема:

Навигация по статьям

Комментарии на “”

Андрей
Есть люди, которые знают как сделать вечный двигатель?

Отвечая на вопрос вынесенный в заголовок статьи, я говорю твердое «Да» .
И один из них, недавно почивший, Ричард Фейнман, который утверждал,что в
вакууме заключенном в баллоне электрической лампочки содержится столько
энергии, что её хватит чтобы вскипятить все океаны. Разумеется, «энергия вакуума»
тут не причем.Всё гораздо проще.Речь идет о возможности перевода реактивной
энергии навходе в активную на резистивной нагрузке путем включения в цепь
звена чистого запаздывания(ЗЧЗ) обеспечивающего отставание тока от напряжения на
90 градусов.Такое устройство полностью имитирует идеальную индуктивность.
Таким образом схема ВД очень проста и может быть описана как цепочка U-ЗЧЗ-R
(обозначения стандартные).По всей видимости Нобелевский лауреат подразумевал
под ЗЧЗ два встречно -параллельно включенных вакуумных диода.
По оценке автора этого коммента из-за малой инерционной массы электрона частота
приложенного напряжения должна находится в районе 30 терагерц.
При использовании более инерционных носителей энергии электромагнитного
поля (например доменов магнетиков) , достижение требуемого сдвига фаз доступно
на звуковых частотах.
К вопросу о конспиралогии: что заставило Фейнмана так «шифроваться»?
Будет ли опубликован этот комментарий?
Андрей
Вечные двигатели 2го рода
(Электроводородные генераторы)
Источник энергии – окружающая среда. Формы энергии – тепловая энергия+любые виды
ионизирующих излучений. Рабочее тело подвергающееся преобразованию в цикле работы-вода.
Цикл: ВОДА- ВОДОРОД+КИСЛОРОД –ВОДА.
Здесь рассматриваеся полуцикл ВОДА- ВОДОРОД+КИСЛОРОД

Принципы работы устройств основаны на утилизации энергии ионизации путем разделения
зарядов и последующей их нейтрализации на электродах. В результате имеем электрический
ток и газ. Отличается от электролиза воды, тем, что не подводится
и не расходуется электрическая энергия от внешнего источника.
Автору известно 2 принципа реализации таких устройств.
Это “Демон Максвелла” и статическое электрическое поле контактной разности
потенциалов.

“Демоном Максвелла” служит гравитационное поле. Опыты показывают, что отрицательный электрический потенциал
приобретает электрод имеющий бОльший гравитационный потенциал.
Отсюда следует, что отрицательные ионы имеют меньшую массу, чем положительные. Механизм генерации заключается в том,что заряды
имея разную массу, но одинаковую кинетическую
энергию (в статистическом смысле) поднимаются на разную высоту в
гравитационном поле (см. также ЭВГ Студенникова)
Эти устройства являются монотермическими, и более того, антиэнтропийными,
поскольку при работе тепло перерабатывается в более упорядоченные формы носителей энергии (газ и электричество)

Опытные данные: опыт№1
пластмассовый шланг диам.
10мм,длиной 2м заполненный 0.1% (по объёму) раствором серной кислоты, с графитовыми электродами
в торцах шланга, был вертикально подвешен на стене
квартиры. К электродам подключён вольтметр с внутренним сопротивлением 1мом.Наблюдения велись в течении года.
Результаты:через сутки установился режим генерации
напряжения 60-70 милливольт.(-) на верхнем электроде и(+) на нижнем. Колебания напряжения обусловлены
непостоянством температуры и радиационного фона.
опыт№2

пластиковый поливочный шланг длиной 5м, D 15 мм, графитовые электроды D 10 мм
свесил с балкона. Температура 35.
Чистая вода из по крана 50мв (+) на верхнем электроде (-) на нижнем.
добавление пов.соли дало прибавку 5 мв
Чистая вода из по крана с практически нерастворимой борной кислотой
от 4 до 12 мв (-) на верхнем электроде (+) на нижнем.
А вот разгадка переполюсовки
справочник > химическая энциклопедия:
Гидроксоний-ион (гидроний-катион) Н?О? , гидратированная форма протона. существует в водных растворах кислот, входит в состав некоторых псевдогидратов.
В первых опытах, наверное из-за низкой температуры и короткого шланга генерации ЭДС в
чистой воде не наблюдалось. В этот раз под рукой не было серной кислоты. Но я думаю, что
и так все ясно.

В отличии от электрогравитационных устройств, устройства работающие на
контактной разности потенциалов, не требуют подвода тепла для создания
разности потенциалов. Важно только наличие ионов в воде.
Одним из перспективных ионизаторов воды являются слабо радиактивные элементы, например пепел от сигарет
Неразрушающимся катодом (-) служит N-легированный кремний (подложка 2000а тиристора, анодом (+)графитовый стержень. Источником ионов-вода. При замыкании электродов микроамперметром (R=10ом)регистрируется ток 0.4ма. Вода разлагается.

Нерастворимость катода обусловлена зонным механизмом электропроводности п/п.
Пояснения:в электропроводности N-п/п задействованы только электроны зоны проводимости.
Т.о. электроны связанные с кристаллической решёткой,не дают электролиту вырвать из решётки положительные ионы.Это справедливо,по крайней мере, для рассматриваемого здесь энергетического диапазона.
Контактная разность потенциалов создает в воде электростатическое поле,которое является причиной направленного движения ионов. В таком случае даже простейший ХИТ из алюминия, графита и воды является сверхъединичным генератором,если учесть дополнительную энергию генерируемую за счёт контактной разности потенциалов.
И хотя сверхъединичность, на фоне электрохимической реакции растворения катода будет составлять малую долю, но это факт.

Выделяющийся водород и кислород можно использовать в топливном
элементе.
Парфирыч
Сам не верил в вечный двигатель. Частенько задумывался над инерциоидом и однажды на ременной передаче нарисовал грузики с равномерным шагом. Не поверил. Рассчитал и написал статью «О существовании инерциоида, вечного двигателя и асимметрии».
Ухарь
Я например предложил новую концепцию ветреных двигателей. Все шарахаются от неё как чёрт от ладана. Это вечный двигатель, а этого не может быть! Всё что я слышу. А почему четыре(минимум) ветрогенератора не могут дать энергии на один электромотор?
Михаил
Изготовил узел самовращателя, где 2 рычага 0.5кг + 0.5 кг = 1.0 кг, опускаясь на угол 60 градусов поднимают рычаг 1.6 кг 95 градусов с помощью зубчатых шестерней. Продолжаю исследование механизма дальше. Смотри информацию Яндекс САМОВРАЩАТЕЛЬ
Сергей
Посмотрите тут:
http://si-is.ucoz.ru
Интересно тем, что присутствует обоснование конструкций в рамках общепризнанной теории взаимодействий, за исключением, собственно, закона сохранения энергии.
Валерий
Инерциоид и вечный двигатель, для чего это нужно
В начале 90-х годов на выставке технического творчества молодежи висел плакат с надписью «Гравитационный двигатель», я остановился, разглядывая рисунок. Подошел организатор выставки, поговорили с ним о вечном двигателе, после чего он попросил меня убедить автора снять плакат. «А не то будешь разрабатывать документацию» пошутил он и пошел за автором. Было понятно, ссылкой на закон сохранения энергии не отделаться, шла информация о строительстве метафизических лабораторий, крякушек для разгона облаков и других новациях. Карандаша не было, пришлось доказывать «на пальцах», автор понял и снял плакат.
А я подумал, интересная вещь получается: окружающий нас мир находится в вечном движении, а мы не допускаем мысли о моделировании вечного движения. Наверное, поэтому не теряют актуальности слова Гёте: «Теория мой друг суха, но вечно зелено древо жизни».
Расчет устройств, показанных на рисунках 1 и 2 статьи «О существовании инерциоида, вечного двигателя и асимметрии», выполнен через 0,1 шага установки грузиков. При расчете через 0,05 шага полученные показатели снижаются примерно в два раза. То есть, показав способ расчета простых схем, я предложил осуществить поиск более эффективных вариантов. Например: ленту на больших шкивах провести по хорде, что даст снижение количества грузиков.
Расчет ротора рисунок 3 выполнен с достаточной точностью, чтобы принять решение. Для изготовления ротора потребуется около 3000 пузырьковых колб высокой чувствительности. И если расчетным путем удастся увеличить выделение момента силы в десять раз, без колб не обойтись. О чувствительности природы можно судить по следующему факту: В раковинах установленных противоположно в нескольких метрах от экватора, воронки при сливе воды вращаются в разные стороны.
О возможности использования ротора для получения энергии: При вращении ротора, в точках 0 и 180 градусов вертикальная скорость отсутствует. В точках 90 и 270 градусов вертикальная скорость равна линейной скорости, то есть по вертикали будет иметься ускорение, которое наложится на ускорение силы тяжести в результате чего будет изменяться давление пузырька на колбу, кроме того при вращении будет возникать центробежная сила и пузырек будет смещаться. Все это не позволит ротору набирать обороты, и он будет очень медленно вращаться, точнее самонеуравновешиваться или обладать асимметрией.
Поэтому рассчитывать на практическое применение ротора как «вечного двигателя» не приходится, а признание существования самонеуравновешенности — вопрос любознательности и времени. Чего нельзя сказать об инерциоиде которому пока не найдено альтернативы.
Для признания существования инерциоида необходимо экспериментирование. Схемы устройств, описанные в заметке «О выделении центробежной силы для получения тяги» указанной статьи имеют расчетную тягу до 3-х процентов от суммарной центробежной силы на полуокружности, но сложны в изготовлении. Не менее сложными могут оказаться и конструкции более эффективных устройств, что ставит под вопрос изготовление устройства кустарным способом, а разработка документации, изготовление экспериментальных образцов и лабораторного оборудования любителям не под силу.
Инженер на пенсии Пронота В.П.
Владик-ShokoVladik
Научные стереотипы, принятые в науке в качестве её «нерушимых» научных постулатов, останавливали мышление многих учёных людей, и вообще людей, как прошлого, так и настоящего времени, являясь в нём, определённым мысленным лукавым тормозом, препятствующим лёгкому пониманию ими абсолютно простого, и являющимся определённым подспорьем, двигателем-движителем, для создания в уме многих из них, полнейшей высоко-сложной безобразной глупости!!!
Zum
Вечного ничего нет, ЗАКОН жизни. Но посмотрим на ядерную реакцию затраты энергии чтобы она началась
горазда ниже чем получаем. Солнце вечный двигатель или нет. Вот с этой позиции предполагаю надо смотреть.
С позиции двигатель у которого кпд более единицы но не о вечности, это в природе не может быть теоритически.
Виталий
Ну, почему рассматривается ВД только применительно законов сохранения энергии и термодинамики, а закон Тяготения- гравитация, она же и есть энергия. Найдите в поисковиках ГУГЛ статьи на тему: «Вечный двигатель» Путева- М.Д.Г. или реферат на тему: «Гравитация, управляемая механизмами»
Владёха
Всё же просто!!! Порядочные изобретатели, не конструируют вечные двигатели ради выдачи им патента, а конструируют его, ради пользы за счёт него, человеческому обществу, и экологии планеты Земля!!!
Владёха
Сверхъединичная рекуперация энергии замкнутой системой — аккумулятор-двигатель-генератор: (((((((((А/100%*В%+А)/100%*В%+А)/100%*В%+А)/100%*В%+А)/100%*В%+А)/100%*В%+А)/100%*В%+А)/100%*В%+А)/100%*В%+А)=…, где: А — энергия первоисточника (допустим она электроток аккумулятора), постоянно подающаяся для питания ею двигателя; 100% — это 100% от энергии, а делание на эти 100% в расчётах, это нахождение 1% энергии, как один раз, от самой первоначальной энергии первоисточника, так и постоянно, от значения цифры всякий новый раз рекуперируемой энергии системой — аккумулятор-двигатель-генератор; В% — это цифра в %, КПД одиночного цикла рекуперации энергии, системой — аккумулятор-двигатель-генератор, генерируемой её генератором. И если КПД — В%, равняется у этой системы — аккумулятор-двигатель-генератор 50%,то система вырабатывает её генератором 1 (100%) энергии, равную той 1(100%) , которой постоянно питается она от её аккумулятора. Но если же она, эта система — аккумулятор-двигатель-генератор, имеет её КПД — В%,равный больше 50%, то она вырабатывает больше 1 (100%) — той энергии которой постоянно питает её аккумулятор, вырабатывая её своим генератором! И при этом, эта система не нарушает можно даже так сказать, закон сохранения энергии,потому что входе рекуперации всякий раз, её энергии — А, она на себя эту рекуперируемую её же энергию и тратит,с целью совершения ею своей новой работы, многократно,а значит она не производит полезную её работу каждый раз большую, чем затрачивает на её производство своей же собственной энергии, хотя и способна этим, её нарастить в себе,во много раз больше той, всей энергии,которой в самом начале был заряжен её аккумулятор!
28.04.2017
Из теории электрических цепей известно явление резонанса токов.
При параллельном соединении ёмкости С и индуктивности L и при выполнении
условия (2πf)²=1/ С L-ток через подводящую напряжение цепь не идет.
Формально это описывается так: Ic=jU/Xc , IL=-jU/XL.
при равенстве Хс и XL. сумма токов в подводящей цепи равна 0
Ток IL отстаёт по фазе от тока Ic на угол π. Если индуктивность заменить
на активное сопротивление R= XL. с последовательно подключенным
звеном чистого запаздывания(ЗЧЗ) обеспечивающего отставание тока от
напряжения на угол π/2, то в работе резонансной схемы ничего
не измениться, за исключением
того, что на сопротивление R будет выделяться тепло Q=RI²
Это содержательное описание задачи, оно просто и
понятно.
Если в качестве ЗЧЗ использовать два встречно – параллельно
включенных вакуумных диода, то казалось бы идея легко
реализуется. С легкой руки Р. Фейнмана,
эта мысль циркулирует в интернете, под названием «энергия вакуума»
Часто цитируются слова Фейнмана о том, что в вакууме заключенном в баллоне
эл.лампочки содержится столько энергии, что ею можно вскипятить
все океаны,. По имеющимся оценкам, для реализации
нужного сдвига фаз требуется частота в районе 3 терагерц (3*10¹5 гц), в виду
малой инерционной массы электрона. Для более массивных носителей заряда (ионов ртути) 2*10¹² гц, что практически приведет к излучению энергии через стенки сосуда, которая не
дойдет до потребителя
Далее рассматривается один из возможных вариантов
реализации ЗЧЗ основанного на инерционности поворота магнитных
доменов, где нужный сдвиг фаз может быть достигнут даже на звуковых частотах.
Суть заключается в том, что вторичная обмотка охватывает
два сердечника. Первый сердечник обычный трансформатор в
котором магнитный поток остается постоянным при постоянном
входном напряжении u₁= jω Ф ₁ w₁
во втором сердечнике нет размагничивающей обмотки
и поэтому Ф₂ зависит только от тока нагрузки. С увеличением тока нагрузки, амплитуда
Ф₂ увеличивается «При некотором увеличении амплитуды перемагничивающего поля появляется сдвиг по фазе φ между перио¬дическими функциями H=Hm sinωt и В=В т sin(ωt- φ).»
Цитата из книги Мишина Д.Д. Магнитные материалы.М. 1981г стр 29.
На этом эффекте работает подавляющее большинство
резонансных бестопливных генераторов отличающихся друг от друга только
конструкцией ЗЧЗ. Это упоминавшаяся уже «энергия вакуума», трубка Шоулдерса,
генератор Капанадзе и т.д.
Для количественной оценки ожидаемых эффектов необходимо формализовать
приведенные выше качественные соображения.
к изложению которых и переходим.

Двухконтурный трансформатор

(ЗЧЗ)
РАСЧЕТНАЯ СХЕМА

i₁
ф₂
w₁

математическая модель учитывающая запаздывание на
перемагничивание

магнитный поток Ф₁ создаётся двумя намагничивающими силами w₁ i₁ и w₂i₂
Ф₁=ff₁(w₁ i₁- w₂i₂) Ф₁=L₁ i₁/ w₁-Mi₂/ w₂
M коэффициент взаимоиндукции
магнитный поток Ф₂ создаётся одной намагничивающей силой
Ф₂= ff₂ w₂i₂ Ф₂= L₂ i₂/w₂
где ff –формфактор сердечника
ff=µS/P –здесь µ абсолютная магнитная проницаемость материала сердечника,
S площадь поперечного сечения, P периметр
замечу, что индуктивность L=ffw²
Ф=iL/w i –ток в обмотке, w – количество витков обмотки
ЭДС самоиндукции U= jωLi , j=√-1 , ω=2∏f где f частота в гц, ∏=3,14
В выбранном здесь частотном описании модели на основе преобразования
Фурье, звено чистого запаздывания вводится как множитель e-j ωT
T время запаздывания или ωT=φ угол запаздывания
Ф₂e-jωT= ff₂ w₂i₂ или Ф₂= L₂ i₂ еjωT/w₂

Магнитный поток во вторичной обмотке

Сумма магнитных потоков Ф₀= Ф₂ + Ф₁= L₂ i₂ еjωT/w₂ + L₁ i₁/ w₁-Mi₂/ w₂

Ф₀=L₂ i₂ еjωT/w₂ + L₁ i₁/ w₁-Mi₂/ w₂
генерирует напряжение U₂=jωw₂ Ф₀
U₂= jωw₂ (L₂ i₂ еjωT/w₂ + L₁ i₁/ w₁-Mi₂/ w₂)

Или
U₂= jω L₂ i₂ еjωT + jω L₂ i₁ — jω Mi₂

Магнитный поток в первичной обмотке

Ф₁=L₁ i₁/ w₁ — M i₂/w₂

U₁= jωL₁ i₁ — jω L₁ i₂
Т.к. M w₁/w₂ = L₁

имеем 3 уравнения
U₁= jωL₁ i₁ — jω L₁ i₂ 1.

jω L₁ i₁ w₂/ w₁= jω L₂ i₁
U₂= jω L₂ i₂ еjωT + jω L₂ i₁ — jω Mi₂ 2.
i₂z = U₂ 3.
с 3 неизвестыми i₁, i₂ и U₂
где z =jx+r комплексная нагрузка
совместно решаем 3 и 2
i₂z = jω L₂ i₂ еjωT + jω L₂ i₁ — jω Mi₂

i₂ = jω L₂ i₁ /(z + jω M- jω L₂ еjωT)

или
подставим i₂ в 1.
U₁= jωL₁ i₁ — jω L₁(jω L₂ i₁) /(z + jω M- jω L₂ еjωT)
U₁= jωL₁ i₁ + L₁ ω² L₂ i₁) /(z + jω M- jω L₂ еjωT)

U₁= jωL₁ i₁ +(M² ω² i₁) /(r+jx + jω M- jω L₂ еjωT)

чтобы U₁ и i₁ были ортогональны необходимо

чтобы выражение

не содержало действительной части
ej φ =cos φ +jsin φ
(M² ω² i₁) /(r+jx + jω M- jω L₂ еj φ)
(M² ω² i₁) /(r+jx + jω M- jω L₂ (cos φ +jsin φ))
т.е. r=- ω L₂sin φ
т.к. функция sin φ нечетная, то r= ω L₂sin(- φ)
это и есть условие ортогональности

реактивная составляющая

Технология вечного двигателя привлекала людей во все времена. Сегодня она считается скорее псевдонаучной и невозможной, нежели наоборот, но это не останавливает людей от создания все более диковинных штуковин и вещиц в надежде нарушить законы физики и произвести мировую революцию. Перед вами десять исторических и крайне занимательных попыток создать что-то, похожее на вечный двигатель.

Батарейка Карпена

В 1950-х годах румынский инженер Николае Василеску-Карпен изобрел батарею. Ныне расположенная (хотя и не на стендах) в Национальном техническом музее Румынии, эта батарея по-прежнему работает, хотя ученые до сих пор не сошлись во мнении, как и почему она вообще продолжает работать.

Батарея в устройстве остается той же одновольтной батарейкой, которую Карпен установил в 50-х годах. Долгое время машина была забытой, пока музей не был в состоянии качественно выставлять ее и обеспечивать безопасность такой странной штуковине. Недавно обнаружили, что батарея работает и по-прежнему выдает стабильное напряжение - спустя уже 60 лет.

Успешно защитив докторскую степень на тему магнитных эффектов в движущихся телах в 1904 году, Карпен наверняка мог создать что-то из ряда вон выходящее. К 1909 году он занялся исследованием высокочастотных токов и передачи телефонных сигналов на большие расстояния. Строил телеграфные станции, исследовал тепло окружающей среды и продвинутые технологии топливных элементов. Однако современные ученые до сих пор не пришли к единым выводам о принципах работы его странной батареи.

Было выдвинуто множество догадок, от преобразования тепловой энергии в механическую в процессе цикла, термодинамический принцип которого мы пока не обнаружили. Математический аппарат его изобретения кажется невероятно сложным, потенциально включая понятия вроде термосифонного эффекта и температурных уравнений скалярного поля. Хотя мы не смогли создать вечный двигатель, способный вырабатывать бесконечную и бесплатную энергию в огромных количествах, ничто не мешает нам радоваться батарейке, непрерывно работающей в течение 60 лет.

Энергетическая машина Джо Ньюмана

В 1911 году Бюро патентов США выпустило огромный указ. Они больше не будут выдавать патенты на устройства вечных двигателей, поскольку кажется научно невозможным создать такое устройство. Для некоторых изобретателей это означало, что сражаться за признание своей работы законной наукой теперь будет немного сложнее.

В 1984 году Джо Ньюман попал на вечерний выпуск новостей CMS с Дэном Разером и показал нечто невероятное. Живущие во время нефтяного кризиса люди были в восторге от идеи изобретателя: он представил вечный двигатель, который работал и производил больше энергии, чем потреблял.

Ученые, впрочем, не поверили ни единому слову Ньюмана.

Национальное бюро стандартов испытало устройство ученого, состоящее по большей части из аккумуляторов, заряжаемых магнитом, вращающимся внутри катушки из провода. Во время испытаний все заявления Ньюмана оказались пустыми, хотя некоторые люди продолжали верить ученому. Поэтому он решил взять свою энергетическую машину и отправиться в тур, по дороге демонстрируя ее работу. Ньюман утверждал, что его машина выдает в 10 раз больше энергии, чем поглощает, то есть работает с КПД свыше 100%. Когда его патентные заявки были отвергнуты, а научное сообщество буквально выбросило его изобретение в лужу, горю его не было предела.

Будучи ученым-любителем, который даже не закончил среднюю школу, Ньюман не сдавался, даже когда никто не поддерживал его план. Убежденный, что Бог ниспослал ему машину, которая должна изменить человечество к лучшему, Ньюман всегда считал, что истинная ценность его машины всегда была сокрыта от властей предержащих.

Водяной винт Роберта Фладда

Роберт Фладд был своего рода символом, который мог появиться лишь в определенное время в истории. Наполовину ученый, наполовину алхимик, Фладд описывал и изобретал разные вещи на рубеже 17 века. У него были довольно странные идеи: он считал, что молнии были земным воплощением гнева Божьего, который поражает их, если те не бегут. При этом Фладд верил в ряд принципов, принятых нами сегодня, даже если большинство людей в те времена их не принимало.

Его версией вечного двигателя было водяное колесо, которое может молоть зерно, постоянно вращаясь под действием рециркулирующей воды. Фладд назвал его «водяным винтом». В 1660 году появились первые гравюры по дереву с изображением такой идеи (появление которой приписывают 1618 году).

Стоит ли говорить, что устройство не работало. Тем не менее Фладд не только пытался сломать законы физики своей машины. Он также искал способ помочь фермерам. В то время обработка огромных объемов зерна зависела от потоков. Те, кто жил далеко от подходящего источника текущей воды, были вынуждены загружать свои посевы, тащить их на мельницу, а затем обратно на ферму. Если бы эта машина с вечным двигателем заработала, она существенно упростила жизнь бы бесчисленным фермерам.

Колесо Бхаскары

Одно из самых ранних упоминаний вечных двигателей приходит от математика и астронома Бхаскары, из его трудов 1150 года. Его концепция заключалась в несбалансированном колесе с серией изогнутых спиц внутри, заполненных ртутью. По мере вращения колеса, ртуть начинала двигаться, обеспечивая толчок, необходимый для поддержания вращения колеса.

За многие века вариаций этой идеи было придумано огромное количество. Совершенно понятно, почему она должна работать: колесо, пребывающее в состоянии дисбаланса, пытается привести себя в покой и, в теории, будет продолжать движение. Некоторые дизайнеры так сильно верили в возможность создания такого колеса, что даже спроектировали тормоза на случай, если процесс выйдет из-под контроля.

С нашим современным пониманием силы, трения и работы, мы знаем, что несбалансированное колесо не достигнет желаемого эффекта, поскольку мы не сможем получить всю энергию обратно, не сможем извлекать ее ни много, ни вечно. Однако сама идея была и остается интригующей людей, незнакомых с современной физикой, особенно в индуистской религиозном контексте реинкарнации и круга жизни. Идея стала настолько популярна, что колесообразные вечные двигатели позднее вошли в исламские и европейские писания.

Часы Кокса

Когда знаменитый лондонский часовщик Джеймс Кокс построил свои часы вечного движения в 1774 году, они работали в точности так, как описывала сопроводительная документация, объясняющая, почему эти часы не нуждаются в дозаводке. Документ на шесть страниц пояснял, как часы были созданы на основе «механических и философских принципов».

Согласно Коксу, работающий от алмаза вечный двигатель часов и пониженное внутреннее трение почти до полного его отсутствие гарантировали, что металлы, из которых сконструированы часы, будут распадаться гораздо медленнее, чем кто-либо когда-либо видел. Помимо этого грандиозного заявления, тогда множество презентаций новой технологии включали мистические элементы.

Помимо того что часы Кокса были вечным двигателем, они были гениальными часами. Заключенные в стекле, которое защищало внутренние рабочие компоненты от пыли, позволяя на них также смотреть, часы работали от перемен в атмосферном давлении. Если ртутный столбик рос или падал внутри часового барометра, движение ртути поворачивало внутренние колесики в том же направлении, частично заводя часы. Если часы заводились постоянно, шестерни выходили из пазов, пока цепь не ослаблялась до определенной точки, после чего все вставало на свои места и часы снова начинали заводить себя.

Первый широко принятый экземпляр часов с вечным двигателем был показан самим Коксом в Весеннем саду. Позже он был замечен на недельных выставках Механического музея, а после в Институте Клеркенвилл. На то время показ этих часов был таким чудом, что их запечатлели в бесчисленных художественных произведениях, а к Коксу регулярно приходили толпы желающих поглазеть на его чудесное творение.

Часовщик Пауль Бауманн основал духовное общество Meternitha в 1950-х годах. В дополнение к воздержанию от алкоголя, наркотиков и табака, члены этой религиозной секты живут в самодостаточной, экологически сознательной атмосфере. Чтобы достичь этого, они полагаются на чудесный вечный двигатель, созданный их основателем.

Машина под названием «Тестатика» (Testatika) может использовать якобы неиспользуемую электрическую энергию и превращать ее в энергию для сообщества. По причине закрытости, «Тестатику» не удалось целиком и полностью исследовать ученым, хотя машина и стала объектом короткого документального фильма в 1999 году. Было показано немного, но достаточно, чтобы понять, что секта почти боготворит эту сакральную машину.

Планы и особенности «Тестатики» были ниспосланы Бауманну напрямую Богом, пока он отбывал тюремное наказание за совращение молоденькой девушки. Согласно официальной легенде, он был опечален темнотой своей камеры и нехваткой света для чтения. Затем его посетило загадочное мистичное видение, которое открыло ему секрет вечного движения и бесконечной энергии, которую можно черпать прямо из воздуха. Члены секты подтверждают, что «Тестатика» была послана им Богом, отмечая также, что несколько попыток сфотографировать машину выявили разноцветный ореол вокруг нее.

В 1990-х годах болгарский физик проник в секту, чтобы выведать проект машины, надеясь открыть секрет этого волшебного энергетического устройства миру. Но ему не удалось убедить сектантов. Покончив с собой в 1997 году, выпрыгнув из окна, он оставил предсмертную записку: «Я сделал то, что мог, пусть те, кто смогут, сделают лучше».

Колесо Бесслера

Иоганн Бесслер начал свои исследования в сфере вечного движения с простой концепцией, как у колеса Бхаскары: применим вес к колесу с одной стороны, и оно будет постоянно несбалансированным и постоянно двигаться. 12 ноября 1717 года Бесслер запечатал свое изобретение в комнате. Дверь была закрыта, комната охранялась. Когда ее открыли две недели спустя, 3,7-метровое колесо по-прежнему двигалось. Комнату снова запечатали, схему повторили. Открыв дверь в начале января 1718 года, люди обнаружили, что колесо все еще вертится.

Хотя и став знаменитостью после всего этого, Бесслер не распространялся о принципах работы колеса, отмечая только, что оно полагается на грузы, которые поддерживают его несбалансированным. Более того, Бесслер был настолько скрытным, что когда один инженер прокрался поближе взглянуть на творение инженера, Бесслер психанул и уничтожил колесо. Позже инженер сказал, что не заметил ничего подозрительного. Впрочем, он увидел только внешнюю часть колеса, поэтому не мог понять, как оно работает. Даже в те времена идея вечного двигателя встречалась с некоторым цинизмом. Столетиями раньше сам Леонардо да Винчи насмехался над идеей такой машины.

И все же понятие бесслерова колеса никогда не уходило полностью из поля зрения. В 2014 году уорикширский инженер Джон Коллинз сообщил, что изучал дизайн колеса Бесслера в течение многих лет и был близок к раскрытию его тайны. Однажды Бесслер написал, что уничтожил все доказательства, чертежи и рисунки о принципах работы его колеса, но добавил, что любой, кто будет достаточно умен и сообразителен, сможет понять все наверняка.

НЛО-двигатель Отиса Т. Карра

Включенные в Реестр объектов авторских прав (третья серия, 1958: июль-декабрь) объекты кажутся немного странными. Несмотря на то, что Патентное ведомство США давно постановила, что не будет выдавать никакие патенты на устройства вечного движения, потому что их не может существовать, OTC Enterprises Inc. и ее основатель Отис Карр числятся владельцами «системы бесплатной энергии», «энергии мирного атома» и «гравитационного двигателя».

В 1959 году OTC Enterprises планировала осуществить первый рейс своего «космического транспорта четвертого измерения», работающего на вечном двигателе. И хотя по крайней мере один человек коротко ознакомился с беспорядочными частями хорошо охраняемого проекта, само устройство никогда не раскрывалось и не «отрывалось от земли». Сам Карр был госпитализирован с неопределенными симптомами в день, когда устройство должно было отправиться в свое первое путешествие.

Возможно, его болезнь была умным способом уйти от демонстрации, но ее было недостаточно, чтобы упрятать Карра за решетку. Продав опционы на технологию, которая не существовала, Карр заинтересовал инвесторов проектом, а также людей, которые верили, что его аппарат доставит их на другие планеты.

Чтобы обойти патентные ограничения своих безумных проектов, Карр запатентовал все как «развлекательное устройство», имитирующее поездки во внешний космос. Это был американский патент # 2 912 244 (10 ноября 1959 года). Карр утверждал, что его космический аппарат работает, потому что один уже улетел. Двигательной установкой была «круговая фольга свободной энергии», которая обеспечивала бесконечную поставку энергии, необходимой для доставки аппарата в космос.

Разумеется, странность происходящего открыла дорогу теориям заговора. Некоторые люди предположили, что Карр действительно собрал свой вечный двигатель и летающий аппарат. Но, конечно, его быстро прижало американское правительство. Теоретики не могли договориться, не то правительство не хочет раскрывать технологию, не то хочет использовать ее самостоятельно.

«Перпетуум-мобиле» Корнелиуса Дреббеля

Самое странное в вечном двигателем Корнелиуса Дреббеля то, что хотя мы и не знаем, как и почему он работал, вы точно видели его чаще, чем думаете.

Впервые Дреббель продемонстрировал свою машину в 1604 году и поразил всех, включая английскую королевскую семью. Машина была чем-то вроде хронометра; она никогда не нуждалась в заводке и показывала дату и фазу Луны. Движимая изменениями в температуре или в погоде, машина Дреббеля также использовала термоскоп или барометр, подобно часам Кокса.

Никто не знает, что обеспечивало движение и энергию дреббелевскому устройству, поскольку он говорил об обуздании «огненного духа воздуха», как заправский алхимик. В то время мир по-прежнему мыслил терминологией четырех элементов, и сам Дреббель экспериментировал с серой и селитрой.

Как указано в письме от 1604 года, самое раннее известное представление устройства показало центральный шар, окруженный стеклянной трубкой, заполненной жидкостью. Золотые стрелочки и отметины отслеживали фазы Луны. Другие изображения были более сложными, показывая машину, украшенную мифологическими существами и украшениями в золоте. Perpetuum mobile Дреббеля также появился в некоторых картинах, в частности кистей Альбрехта и Рубенса. На этих картинах странная тороидальная форма машины вообще ничем не напоминает сферу.

Работа Дреббеля привлекла внимание королевских судов по всей Европе, и он гастролировал по континенту в течение некоторого времени. И, как это часто бывает, умер в нищете. Будучи необразованным сыном фермера, он получил покровительство Букингемского дворца, изобрел одну из первых подводных лодок, ближе к старости стал завсегдатаем пабов и в конце концов завязался с несколькими проектами, подпортившими его репутацию.

Антигравитационная машина Дэвида Хамела

В своей самопровозглашенной «невероятно истинной истории жизни», Дэвид Хамел утверждает, что является обычным плотником без формального образования, который был избран стать хранителем машины вечной энергии и космического аппарата, который с ее помощью должен работать. После встречи с инопланетянами с планеты Кладен, Хамел заявил, что получил информацию, которая должна изменить мир - если только люди ему поверят.

Хотя все это немного обескураживает, Хамел говорил, что его вечный двигатель использует те же энергии, что и пауки, прыгающие с одной паутинки на другую. Эти скалярные силы сводят на нет притяжение гравитации и позволяют создать аппарат, который позволит нам воссоединиться с нашими кладенскими родственниками, которые и снабдили Хамела нужной информацией.

Если верить Хамелу, он уже построил такое устройство. К сожалению, оно улетело.

Проработав 20 лет, чтобы построить свое межзвездное устройство и двигатель, используя серию магнитов, он наконец включил его, и произошло вот что. Исполнившись свечения красочных ионов, его антигравитационная машина поднялась в воздух и полетела над Тихим океаном. Чтобы избежать повторения этого трагического события, Хамел строит свою следующую машину из материалов потяжелее, вроде гранита.

Чтобы понять принципы, лежащие в основе этой технологии, Хамел говорит, что вам нужно смотреть на пирамиды, изучать некоторые запрещенные книги, принять присутствие невидимой энергии и представлять скаляры и ионосферу почти как молоко и сыр.

Современная классификация вечных двигателей

И первое, и второе начала термодинамики были введены как постулаты после многократного экспериментального подтверждения невозможности создания вечных двигателей. Из этих начал выросли многие физические теории, проверенные множеством экспериментов и наблюдений, и у учёных не остаётся никаких сомнений в том, что данные постулаты верны, и создание вечного двигателя невозможно. В частности, второе начало термодинамики может быть сформулировано как один из следующих (эквивалентных) постулатов:

Постулат Кельвина - невозможно создать периодически действующую машину, совершающую механическую работу только за счёт охлаждения теплового резервуара.
Постулат Клаузиуса - самопроизвольный переход теплоты от более холодных тел к более горячим невозможен.

История

Попытки исследования места, времени и причины возникновения идеи вечного двигателя - задача весьма сложная. Не менее затруднительно назвать и первого автора подобного замысла. К самым ранним сведениям о Perpetuum mobile относится, по-видимому, упоминание, которое мы находим у индийского поэта, математика и астронома Бхаскары , а также отдельные заметки в арабских рукописях XVI в., хранящихся в Лейдене, Готе и Оксфорде . В настоящее время прародиной первых вечных двигателей по праву считается Индия. Так, Бхаскара в своём стихотворении, датируемом примерно 1150 г., описывает некое колесо с прикреплёнными наискось по ободу длинными, узкими сосудами, наполовину заполненными ртутью. Принцип действия этого первого механического перпетуум мобиле был основан на различии моментов сил тяжести, создаваемых жидкостью, перемещавшейся в сосудах, помещённых на окружности колеса. Бхаскара обосновывает вращение колеса весьма просто: «Наполненное таким образом жидкостью колесо, будучи насажено на ось, лежащую на двух неподвижных опорах, непрерывно вращается само по себе» . Первые проекты вечного двигателя в Европе относятся к эпохе развития механики , приблизительно к XIII веку. К XVI-XVII векам идея вечного двигателя получила особенно широкое распространение. В это время быстро росло количество проектов вечных двигателей, подаваемых на рассмотрение в патентные ведомства европейских стран.

Неудачные конструкции вечных двигателей из истории

На рис. 1 показана одна из древнейших конструкций вечного двигателя. Она представляет зубчатое колесо , в углублениях которого прикреплены откидывающиеся на шарнирах грузы. Геометрия зубьев такова, что грузы в левой части колеса всегда оказываются ближе к оси, чем в правой. По замыслу автора, это, в согласии с законом рычага , должно было бы приводить колесо в постоянное вращение. При вращении грузы откидывались бы справа и сохраняли движущее усилие.

Однако, если такое колесо изготовить, оно останется неподвижным. Причина этого факта заключается в том, что хотя справа грузы имеют более длинный рычаг, слева их больше по количеству. В результате моменты сил справа и слева оказываются равны.

На рис. 2 показано устройство ещё одного двигателя. Автор решил использовать для выработки энергии закон Архимеда . Закон состоит в том, что тела, плотность которых меньше плотности воды, стремятся всплыть на поверхность. Поэтому автор расположил на цепи полые баки и правую половину поместил под воду. Он полагал, что вода будет их выталкивать на поверхность, а цепь с колёсами, таким образом, бесконечно вращаться.

Здесь не учтено следующее: выталкивающая сила - это разница между давлениями воды, действующими на нижнюю и верхнюю части погруженного в воду предмета. В конструкции, приведённой на рисунке, эта разница будет стремиться вытолкнуть те баки, которые находятся под водой в правой части рисунка. Но на самый нижний бак, который затыкает собой отверстие, будет действовать лишь сила давления на его правую поверхность. И она будет уравновешивать или превосходить силу, действующую на остальные баки.

Патенты и авторские свидетельства на вечный двигатель

Экономическая эффективность

Пример псевдовечного двигателя 2-го рода

Анализ конкретной конструкции вечного двигателя 2-го рода может представлять собой нетривиальную задачу, особенно если речь идёт о конструкции сложной или такой, принцип действия которой на первый взгляд вообще непонятен, либо потоки энергии и их источник неочевидны. Зафиксируем, например, один конец работающей на изгиб биметаллической пластины , а ко второму концу подвесим груз и поместим получившуюся конструкцию на открытый воздух . За счёт колебаний температуры пластина будет изгибаться/распрямляться, а груз подниматься и опускаться, то есть устройство будет совершать работу. Заменив груз на храповой механизм , получим механический привод, способный выполнять полезную работу за счёт извлечения энергии из единственного теплового резервуара - окружающей среды . Но поскольку окружающая среда попеременно выступает в качестве то нагревателя, то охладителя, противоречие со вторым законом термодинамики отсутствует. Таким образом, рассмотренная конструкция представляет собой не вечный, а псевдовечный двигатель 2-го рода .

См. также

Примечания

Перельман Я. И. В поисках вечного двигателя (Въ поискахъ вѣчнаго двигателя). - «Природа и люди», 1915, № 32, с. 508-510. На странице 509.
Большая российская энциклопедия
Большая советская энциклопедия , 3-е изд.
Ю. Румер , М. Рывкин. §9. Круговые процессы. Цикл Карно // Термодинамика, статистическая физика и кинетика. - Рипол Классик, 1977. - ISBN 9785458513012 .
ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Наиболее ранние сведения о вечных двигателях
Стефанова А. Суета сует, или краткая летопись изысканий вечного движения // Мир измерений. 2013. № 6. С. 62-64.
Histoire de l’Académie royale des sciences, 1775, p. 61, 65
«Вечный двигатель» PrimeInfo
Вечный двигатель // Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов . - М. : Большая российская энциклопедия, 2004-2017.
Бродянский В.М. Вечный двигатель: прежде и теперь. - М. , 2001. - С. 225.
, с. 104-105.
, с. 114-116.
Я. И. Перельман Занимательная физика. Книга 2.
Томилин А. К., Аксенова Н. В., Шевчук А. С. Анализ одного "вечного" двигателя // Молодой ученый. - 2015. - № 10. - С. 330-333.
, с. 108.

Литература

Александров Н. Е., Богданов А. И., Костин К. И. и др. Основы теории тепловых процессов и машин. Часть II / Под ред. Н. И. Прокопенко. - 4-е изд. (электронное). - М. : Бином. Лаборатория знаний, 2012. - 572 с. -

К нам в редакцию с завидной регулярностью приходят письма с описанием конструкций вечных двигателей и предложениями помочь с постройкой действующего прототипа во имя вечного счастья для всего человечества. Мы с большим уважением относимся ко всем нашим читателям, в том числе и тем, которые считают первый и второй постулаты термодинамики досадным историческим недоразумением. Мало того, изобретательство мы считаем важнейшим из талантов и почетнейшим из хобби.

В помощь нашим читателям, занимающимся на досуге разработкой Perpetuum Mobile, мы решили описать несколько простых способов протестировать их машины и как можно скорее узнать, идут ли они верным путем или пора отправить готовые чертежи в корзину и сесть за новые.

История болезни

Доктор Дональд Симанек — весьма заслуженный физик: профессор Университета Пенсильвании, автор многочисленных публикаций как по физике электропроводников, так и по педагогике, а также стереофотограф, разработчик лабораторного оборудования и увлеченный популяризатор науки. Выйдя на пенсию в 1999 году, он посвятил себя написанию авторских колонок об изобретательстве в научно-популярных журналах.

Доктор Симанек считает строительство вечных двигателей отличным подспорьем в учебе, но ровно до тех пор, пока автор конструкции не начинает верить в то, что машина и вправду будет работать. К пренебрежению постулатами термодинамики заслуженный физик относится крайне нетерпимо. Видимо, поэтому он решил создать лекарство для больных, страдающих манией Perpetuum Mobile.

Дональд Симанек разработал ряд простых способов протестировать работу потенциального вечного двигателя в домашних условиях при минимальных затратах как на измерительные инструменты, так и на строительство самого прототипа. Болезнь, как правило, развивается по классическому сценарию. Пациент строит очередную конструкцию «вечного колеса» — колеса, одна сторона которого всегда оказывается тяжелее другой благодаря системе рычагов, перекатывающихся шариков, переливающейся жидкости и т.?д.

Обычно «вечное колесо» — довольно сложная механическая конструкция, реализовать которую на достойном техническом уровне весьма непросто. Многочисленные шарниры, подшипники, рычаги сложной формы всегда оставляют желать лучшего в плане качества изготовления. Поэтому на глаз сложно определить, почему машина останавливается: то ли концепция несостоятельна, то ли мешают трение и дисбаланс в неидеально изготовленных частях.

Так зарождаются сомнения. Автор прототипа запускает колесо, и оно вращается довольно долго. Все механизмы работают так, как задумано. Кажется, будто стоит еще совсем немного уменьшить трение — и механизм будет работать вечно. Так автор начинает верить в успех и убеждать окружающих, что если те проинвестируют покупку самых современных подшипников и самых точных 3D-принтеров, то счастье для всего человечества будет достигнуто, а Джоуль и Кельвин останутся в дураках.

Поверенный пинок

Проблема большинства изобретателей Perpetuum Mobile заключается в том, что они мыслят «по гамбургскому счету»: доказательством состоятельности их проекта может служить только движение в течение сколь угодно продолжительного времени. А значит, чтобы машина заработала и «все узнали», необходимо построить действующий прототип с применением всех необходимых технологий.

На самом же деле, чтобы доказать состоятельность концепции, вовсе не обязательно строить полномасштабную модель и заставлять ее вращаться вечно. Достаточно лишь продемонстрировать, что оригинальные элементы конструкции, как бы кустарно они ни были сделаны, генерируют хоть капельку энергии. Для этого достаточно сравнить поведение «вечного» колеса с обычным, создав для них одинаковые условия.

Как правило, чтобы привести в действие прототип «вечного колеса», необходимо придать ему первоначальный импульс — толкнуть рукой. Попробуем вместо стихийного «толчка» дать колесу строго определенное количество энергии. Для этого достаточно намотать на ось двигателя, скажем, десять оборотов шнура, а к другому концу шнура привязать груз, например килограммовую гирю.

Отпустите груз и позвольте ему раскрутить ось машины. Засеките время, через которое машина остановится. А затем проведите второй замер: зафиксируйте все механизмы, которые призваны смещать баланс колеса, так, чтобы колесо было полностью сбалансировано. Закрепив все шарики, рычаги и шарниры, скажем, скотчем, вы превратите «вечное» колесо в самое обыкновенное. Намотайте на ось те же десять оборотов, привяжите тот же один килограмм и засеките, через какое время колесо остановится. Если зачетное время «вечного колеса» превысит время обычного, можете смело звонить в Нобелевский комитет.

Аналогичный способ тестирования — установить прототип на возвышении и засекать время, за которое груз опустится на землю или шнур полностью размотается. Важно проводить эксперименты качественно. Подбирайте такой груз, чтобы скорость вращения колеса была оптимальной для работы всех механизмов «вечного движения». Длина шнура должна обеспечивать более-менее продолжительное время эксперимента, как минимум 20 секунд. Архимедова сила поддерживает на плаву супертанкеры массой в сотни тысяч тонн, при этом их владельцам не приходится расплачиваться с океаном ни топливом, ни водой, ни чем-либо иным. Как не воспользоваться такой щедростью природы? Поплавковому вечному двигателю мешает работать то же самое, что создает архимедову силу, — давление водяного столба. Чтобы «сухой» поплавок вошел в водяной столб снизу, ему необходимо преодолеть давление — то самое, что выталкивает «мокрые» поплавки из воды. Баланс сил вновь оказывается не в пользу Perpetuum Mobile.

Тормоза придумали физики

«Вечное колесо» не теряет популярности со времен Леонардо да Винчи и даже более ранних. Первые концепции вечных двигателей, в которых смещение баланса обеспечивалось перетекающей от оси к ободу ртутью, приписываются индийскому математику по имени Бхаскара II (XII век), однако известны чертежи, датированные ранним Средневековьем.

Конечно же, в XXI веке возможностей для творчества гораздо больше. Последний писк моды — это двигатели на постоянных магнитах и неподвижные электромагнитные генераторы. Некий Том Бирден в 2002 году умудрился даже получить патент США на генератор, черпающий энергию из вакуума. История разрешилась грандиозным скандалом и массовой переаттестацией сотрудников патентного ведомства.

Протестировать двигатель на постоянных магнитах с помощью отвеса с грузом не получится. Современные концепции требуют более продвинутых инструментов. Однако даже их можно без труда соорудить дома из подручных материалов.

Измерить крутящий момент любого двигателя можно с помощью тормоза де Прони. Английский термин Break Horsepower, которым обозначают мощность двигателя в лошадиных силах, произошел именно от этого метода, изобретенного Гаспаром де Прони на рубеже XVIII—XIX вв. еков (break — тормоз). Чтобы соорудить тормоз де Прони, понадобятся шкив, надетый на вал двигателя, ремень и два динамометра. Под динамометром может подразумеваться любая пружина, степень растяжения которой хорошо заметна на глаз. Ремень надеваем на шкив и подвешиваем к неподвижной раме на двух динамометрах.

Натяжение ремня подбирается таким образом, чтобы двигатель мог работать на оптимальных оборотах. Если натяжение в вашем случае окажется хоть немного значительным (что вряд ли), вы увидите, что показания динамометров разойдутся: тот, что располагается после шкива по ходу вращения, покажет меньшее усилие. Разница в показаниях динамометра — это и есть крутящий момент двигателя, то есть та польза, которую он принесет миру. Если посчитать обороты двигателя во время замера и умножить их на крутящий момент, вы получите мощность мотора.

Описанные выше тесты применимы практически ко всем моделям вечных двигателей. Доктор Симанек напоминает, что даже в самой сложной конструкции, состоящей из множества взаимодействующих частей, можно выделить относительно простой элемент, на котором зиждется вся концепция вечного движения. Вот его-то, а не дорогой полнофункциональный прототип, и нужно проверять.

Доверяй, но проверяй

Желание изменить мир и осчастливить человечество бесплатной энергией очень похвально. Мало того, строительство вечных двигателей — это увлекательное и поучительное хобби, которое широко распространено даже среди тех людей, которые ни на секунду не сомневаются в невозможности постройки реальной машины.

Если же вы верите в чудо — дерзайте, но прежде чем рассылать письма в журналы и закладывать дом, не поленитесь проделать два простейших теста. Кстати, мы описали только самые простые из существующих измерительных технологий. О множестве более продвинутых можно узнать, познакомившись непосредственно с работами Дональда Симанека. Если даже после этого вы останетесь верны своей мечте — мы искренне пожелаем вам удачи. Но предупреждаем, что постулаты термодинамики, проверенные столетиями, не сдадут позиции без боя.
Удивительный капиллярный эффект действительно заставляет воду подниматься по тонкой трубочке, превозмогая действие силы тяжести. Казалось бы, грех не использовать это свойство для «бесплатного» подъема воды на высоту. К сожалению, вода, заполнив весь капилляр, так и не выльется из него. Капле помешает упасть эффект, родственный капиллярному, — поверхностное натяжение. В некоторых случаях похожие конструкции могут работать, поражая воображения зрителей. Секрет прост: вода вытечет из трубки при изменении атмосферного давления, то есть используя энергию воздушных масс. Такой «вечный двигатель» называется мнимым.
* Все Perpetuum Mobile делятся на вечные двигатели первого и второго рода. Первые стремятся добыть энергию из ничего, тем самым нарушая первый постулат термодинамики: в любой изолированной системе запас энергии остается постоянным (формулировка Джоуля). Пример такого двигателя — «вечное колесо». * Вечные двигатели второго рода стремятся использовать однажды полученную энергию многократно, нарушая второе начало термодинамики: энтропия изолированной системы не может уменьшаться, то есть нельзя совершать работу за счет передачи тепла от более холодного тела к более горячему. Пример — тепловой двигатель, отбирающий тепло у океана.

Вечный двигатель первого рода - двигатель (воображаемая машина), способный бесконечно совершать работу без затрат топлива или других энергетических ресурсов. Их существование противоречит первому закону термодинамики. Согласно закону сохранения энергии
Вечный двигатель второго рода - воображаемая машина, которая будучи пущена в ход, превращала бы в работу всё тепло, извлекаемое из окружающих тел (см. Демон Максвелла). Они противоречат второму закону термодинамики. Согласно Второму началу термодинамики , все попытки создать такой двигатель обречены на провал.

История

Индийский или арабский перпетуум мобиле с небольшими косо закрепленными сосудами, частично наполненными ртутью.

Попытки исследования места, времени и причины возникновения идеи вечного двигателя - задача весьма сложная. Не менее затруднительно назвать и первого автора подобного замысла. К самым ранним сведениям о Perpetuum mobile относится, по-видимому, упоминание, которое мы находим у индийского поэта, математика и астронома Бхаскары, а также отдельные заметки в арабских рукописях XVI в., хранящихся в Лейдене, Готе и Оксфорде . В настоящее время прародиной первых вечных двигателей по праву считается Индия. Так, Бхаскара в своем стихотворении, датируемом примерно 1150 г., описывает некое колесо с прикрепленными наискось по ободу длинными, узкими сосудами, наполовину заполненными ртутью. Принцип действия этого первого механического перпетуум мобиле был основан на различии моментов сил тяжести, создаваемых жидкостью, перемещавшейся в сосудах, помещенных на окружности колеса. Бхаскара обосновывает вращение колеса весьма просто: «Наполненное таким образом жидкостью колесо, будучи насажено на ось, лежащую на двух неподвижных опорах, непрерывно вращается само по себе» . Первые проекты вечного двигателя в Европе относятся к эпохе развития механики , приблизительно к XIII веку. К XVI - XVII векам идея вечного двигателя получила особенно широкое распространение. В это время быстро росло количество проектов вечных двигателей, подаваемых на рассмотрение в патентные ведомства европейских стран. Среди рисунков Леонардо Да Винчи была найдена гравюра с чертежом вечного двигателя.

Неудачные конструкции вечных двигателей из истории

Рис. 1. Одна из древнейших конструкций вечного двигателя

Однако, если такое колесо изготовить, оно останется неподвижным. Дифференциальная причина этого факта заключается в том, что хотя справа грузы имеют более длинный рычаг, слева их больше по количеству. В результате моменты сил справа и слева оказываются равны.

Рис. 2. Конструкция вечного двигателя, основанного на законе Архимеда

Здесь не учтено следующее: выталкивающая сила - это разница между давлениями воды, действующими на нижнюю и верхнюю части погруженного в воду предмета. В конструкции, приведённой на рисунке, эта разница будет стремиться вытолкнуть те баки, которые находятся под водой в правой части рисунка. Но на самый нижний бак, который затыкает собой отверстие, будет действовать лишь сила давления на его правую поверхность. И она будет превышать суммарную силу, действующую на остальные баки. Поэтому вся система просто прокрутится по часовой стрелке, пока не выльется вода.

Патенты и авторские свидетельства на вечный двигатель

Литература

Вознесенский Н. Н. О машинах вечного движения . М., 1926.
Ихак-Рубинер Ф. Вечный двигатель . М., 1922.
Кирпичёв В. Л. Беседы по механике . М.: ГИТЛ, 1951.
Мах Э. Принцип сохранения работы: История и корень его . СПб., 1909.
Михал С. Вечный двигатель вчера и сегодня . М.: Мир, 1984.
Орд-Хьюм А. Вечное движение. История одной навязчивой идеи . М.: Знание, 1980.
Перельман Я. И. Занимательная физика . Кн. 1 и 2. М.: Наука, 1979.
Петрунин Ю. Почему идея вечного двигателя не существовала в античности? // Петрунин Ю.Ю. Призрак Царьграда: неразрешимые задачи в русской и европейской культуре. - М.: КДУ, 2006, с. 75-82

Примечания

Wikimedia Foundation . 2010 .