2019 szeptember 17 - kedd

2.4.12.6. További elgondolások

Az induktivitás parametrikus változtatásának további lehetséges módozatait Fred B. Epps írja le a következő sorokban. Több elgondolása is van ezzel kapcsolatban, melyeket sorban megtalálhatsz ezen az oldalon.

Első elgondolás:

Ingyenenergiát termelő parametrikus transzformátor

Itt van az én elképzelésem egy olyan parametrikus transzformátorról, melynek Ingyenenergiát termelő tulajdonságai vannak.

param_transzf1 2.4.12.6. További elgondolások

1. ábra. Fred elképzelése a parametrikus transzformátorról

Ez a megoldás Naudin egyik korábbi projektjén alapul. Annak ellenére, hogy ez egy egyszerű kapcsolás, valójában sok kutatás van mögötte.

Az én kapcsolásom teljesen megszűnteti a Naudin féle megoldásnál jelentkező visszahatásokat. Pusztán csak az alkalmazott alapelveket kell nagyon jól megérteni. Azok számára, akiknek még új a parametrikus rezgőkör fogalma, röviden elmagyarázom, s csak utána kezdem részletesen tárgyalni, hogyan termelhetünk ezzel Ingyenenergiát. Az elv bemutatásához idézni fogok "Az elektromos rezgőkörök parametrikus gerjesztése" című írásból, mely nagy hatással volt az én készülékem kifejlesztésére.

"…Mint már korábban bemutattuk, az energiával kapcsolatos gondolatokat a legegyszerűbb a rezgések keltésének fizikai aspektusaival kezdeni, ahol periodikusan (lépésekben) változtatjuk egy olyan rezgőkör kapacitását, mely nem tartalmaz semmilyen külső mágneses vagy elektromos energiaforrást. Ugyanez igaz az önindukció változtatására is. Tegyük fel, hogy i áram folyik egy olyan rezgőkörben, ami tartalmaz egy C kondenzátort, egy R ellenállást és egy L önindukciós tekercset. Egy adott időpillanatban vizsgáljuk a kapcsolást, s ezt az időpontot vesszük kezdő időpillanatnak. Ebben az időpillanatban feltöltjük az L-et dL-lel, mely a következő egyenlettel megadott energianövekedést hozza létre:

DE = 0,5 * dL * i2

Ekkor a rendszert magára hagyjuk. Egy idő után, mely a rendszer természetes frekvenciája által meghatározott periódus 1/4-e, a teljes energia átalakul mágneses energiából elektrosztatikus energiává. Ebben a pillanatban, mikor az áram leesik nullára, visszaállítjuk az önindukciós tekercset az eredeti értékére, mely bizonyítottan nem igényel munkabefektetést. Ezt követően ismét magára hagyjuk a rendszert. A következő 1/4 periódusnyi idő elteltével az elektrosztatikus energia teljesen visszaalakul mágneses energiává, mi pedig egy újabb ciklust kezdhetünk az L változtatásával. Ha a ciklus elején bevezetett energia meghaladja az energiaátalakítás veszteségeit, azaz, ha:

0,5 * dL * i2 > 0,5 * R * i2 (T/2)

vagy

dL/L > e

ahol e a rendszer természetes rezgésének logaritmikus csökkenését jelenti, akkor az áram nagyobb lesz a ciklus végén, mint az elején. Így, ha ezt a ciklust ismételgetve, azaz az L induktivitást a rezgőkör természetes frekvenciájának a kétszeresével változtatjuk úgy, hogy

dL/L > e,

akkor rezgéseket tudunk generálni a rendszerben bárminemű EME ráhatása nélkül is, függetlenül attól, hogy milyen kicsi a kezdő töltés. Még a gyakorlatilag mindig jelenlévő – az energiaátvivő rendszerek, a Föld mágneses mezeje és az atmoszférikus töltések okozta – indukció hiányában is mindig találunk "véletlenszerű töltéseket" az áramkörben a statikus fluktuálás következtében."

A kérdés az, hogy az induktivitást vagy kapacitást meg tudjuk-e változtatni kevesebb energiabefektetéssel, mint amennyi a rezgőkörben keletkezik? Én úgy hiszem, hogy ez igaz mind a kapacitás, mind pedig az induktivitás esetében. A kondenzátorok előállítási lehetőségei korlátozottak, ezért az induktivitás változtatásával nagyobb teljesítményeket érhetünk el a kimeneten. Egy parametrikus transzformátort szabadalmaztatott Leslie Wanlass 1971-ben.

Ez a transzformátor változtatható mágneses mezőt használ a primer tekercsben a szekunder tekercs L induktivitásának megváltoztatásához, mely szekunder tekercs része egy rezgőkörnek. A szokásos EM indukció szükségtelenné válik a megfelelő szögű tekercselés révén. Ha a primer tekercset F frekvenciájú váltakozó árammal gerjesztjük, akkor az induktancia 2F frekvenciával változik, mivel két mágneses mező csúcs van minden egyes ciklusban, egyik a pozitív, másik pedig a negatív feszültség csúcsnál. Mivel a kimeneti áram frekvenciája a parametrikus változás frekvenciájának a fele, így a kimeneti áram frekvenciája 2F-nek a fele, azaz megegyezik az eredeti F frekvenciával. Ez fontos dolog, ezért ezt röviden elmagyarázom.

Ez a fajta parametrikus transzformátor nem ingyenenergia gép, mivel ez reciprokális: A SZEKUNDER tekercs F frekvenciájú áramának mágneses mezeje 2F frekvenciájú változást indukál a PRIMER tekercsben, így az ellentétes F frekvenciájú parametrikus hatást fejt ki a bemeneti árammal szemben. Ilyen transzformátor kimenete és bemenete megcserélhető, s közben nem változik a működése, HA a primer tekercs egy F frekvencián rezgő kör része.

Megértem, hogy ez kicsit komplikált és látszólag nem vezet sehová, de remélem, hogy legalább páran közületek elviselnek engem még egy darabig.

Vizsgáljuk meg a Naudin weblapján bemutatott kapcsolást. Az a különleges változtatható induktivitás, melyet a CMOS IC-ből kialakított négyszögjel generátor vezérel, természetesen DC kimenetet ad. Jean-Louis elmondta nekem, hogy ennél az áramkörnél a szekunder tekercs terhelése nem terheli a primer oldalt. Ez elgondolkoztatott, mert itt VALAMILYEN terhelésnek jelentkeznie kellett a primer oldal felé is, még akkor is, ha különböző vasmag anyagok lettek felhasználva az ilyen jellegű visszahatás csökkentésére.

A magyarázat egyszerű és ez két részből áll:

  1. A bemeneti áramkör nem rezonáns. Annak ellenére, hogy a kimeneti áram mágneses mezeje megváltoztatja a primer tekercs induktanciáját, ez nem tud a bemeneti árammal ellentétes parametrikus áramot létrehozni, mivel nincs a primer tekercsel sorba kötve kondenzátor, aminek a segítségével az ellentétes hatású áram felépülhetne. Ez az áram "elfogy" minden egyes ciklusban. Ugyanakkor ez nem szűnteti meg, pusztán csak minimalizálja a parametrikus EME visszahatását.
  2. Sokkal fontosabb, hogy Jean-Louis egyenáramú (DC) jelet használt bemenetként. Emlékezzünk vissza, hogy a parametrikus áram frekvenciája a parametrikus változás frekvenciájának a fele. Wanlass transzformátoránál két induktivitás csúcs van minden egyes primer ciklusban, melynek frekvenciája F, s ez a parametrikus visszahatás szintén F frekvenciával terheli a bemenetet. De Jean-Louis áramkörében a bemenet DC, így ott csak egy induktivitás csúcs lesz egy-egy ciklusban. Ennek következtében a kimeneti frekvencia 1/2 F és a visszahatás is 1/2 F. Jean-Louis áramkörében ez lecsökkenti a visszahatást az érzékelési szint alá, de nem szűnteti azt meg teljesen! Ennek a két ténynek a kombinációja "láthatatlanná" teszi a primer tekercsre történő visszahatást a szekunder tekercs terhelésének a határai között.

Megterveztem egy áramkört, mely ezeket az elveket használja az ingyenenergia kinyerésére (lásd az 1. ábrát).

A feltűntetett induktivitások két speciálisan tekercselt hagyományos lemezelt lágyvasmagos transzformátorok. A két primer tekercs – akárcsak a két szekunder tekercs – sorba van kötve, de a szekunder tekercsek ellentétes irányúak. Már be lett bizonyítva (2), hogy a parametrikus transzformátoroknál ez a legeffektívebb módja az EM indukció kiküszöbölésének, mivel a szekunder tekercsek elektromágneses mezői kioltják egymást, így ez nem okoz EME visszahatást a primer tekercsekre.

A meghajtó egy alacsony áramú CMOS IC-ből álló F frekvenciájú négyszöggenerátor, olyan, mint amit Jean-Louis is használt.

A kimeneti áramkör egy terhelésből és egy olyan kondenzátorból áll, melynél a rezonancia frekvencia 1/2 F. Ez a kimenet egy AC szinusz hullám, annak ellenére, hogy DC négyszögjeleket vezetünk a bemenetre. Ez jól látható, ha megfigyeljük Naudin mérési eredményeit (lásd az 5a ábrát). A fentebb ismertetett elveknek megfelelően 1/2 F frekvenciájú parametrikusan visszaható hullám alakul ki a primer tekercsben, mivel ott két induktancia csúcs jut minden egyes kimeneti ciklusra.

Mivel a primer frekvencia és a visszahatás frekvenciája különbözik, ezért lehetséges a primer tekercsre történő visszahatás teljes megszűntetése és a visszahatás energiájának a visszavezetése egy egyszerű soros rezonancia megcsapolással, mint ahogy azt az 1. ábrán láthatjuk. A primer tekercseken átfolyó energia – mely normális esetben gyakorlatilag teljesen kioltja a bemeneti feszültséget – ebben a kialakításban a szekunder oldali terhelés meghajtására fordítódik.

Összegezve elmondhatjuk, hogy ez a megoldás talán nem szűnteti meg az EME visszahatását a közönséges indukciós motorokban vagy transzformátorban, de biztosan megszűnteti bizonyos parametrikus beállításoknál, mivel a bemeneti és kimeneti frekvenciák különböznek. Ez valami olyasmi, ami soha nem jön létre egy közönséges transzformátornál, ahol a bemeneti és kimeneti frekvenciák mindig megegyeznek.

Mivel az általam bemutatott kapcsolásban nagyon kis mértékben terheljük a bemenetet, ezért sok hasonló eszközt párhuzamosan kapcsolhatunk úgy, hogy közös a meghajtásuk, miközben odafigyelünk arra, hogy lecsökkentsük a soros rezisztenciát annyira, amennyire csak lehet.

Referenciák:

1) "On The Parametric Excitation Of Electric Oscillations"
by L. I. Mandelshtam and N.D. Papaleksi
Zhurnal Teknicheskvoy Fiziki, 4, n.1, p. 5-29, translated for Lawrence
Livermore Laboratories, Feb 1968

2) "Comparison Of Orthogonal- And Parallel- Flux Variable Inductors"
by Z. H. Meiksin
IEEE Transactions On Industry Applications, V. IA-10, n.3, May/June 1974

Az eredeti anyagot angol nyelven itt találod.

Megjegyzés: Fred utalt az írásában egy 1971-es szabadalomra, de sem Ő, sem Naudin nem adta meg a szabadalom lajstromszámát. Egy kis keresgélés után ráakadtam egy szabadalomra, szerintem Fred erről beszélt. Ez ugyan 1970-ben lett elfogadva, nem ’71-ben, de a téma alapján erről lehet szó.

Második elgondolás:

Kapcsolóüzemű bifiláris parametrikus áramkör

Általános tévhit, hogy az induktancia megváltoztatásához szükséges energia pontosan megegyezik a tekercsben folyó áram energiájával. Én azonban már jó ideje megkérdőjelezem, hogy van-e valamilyen öröklött kapcsolat eközött a két érték között.

Nézzük meg a következő ábrát.

Fred2_1 2.4.12.6. További elgondolások

2. ábra.

Ez egy egyszerű parametrikus kapcsolás. Jól ismert tény (vagy talán nem is annyira JÓL ismert), hogy ha a kapcsolásban az induktivitást F frekvenciával periodikusan változtatjuk, akkor a rezgőkör áramának a frekvenciája F/2 lesz.

Most nézzük meg a 3. ábrát.

Fred2_2 2.4.12.6. További elgondolások

3. ábra.

Egy ferrit magra bifilárisan vagy ellentétes irányban feltekert tekercsek helyettesítik a 2. ábrán látható változtatható induktivitást. Egy négyszögjel generátorral meghajtott analóg kapcsoló található a két tekercs között, aminek eredményeként az egyik félhullámban az egyik tekercsen, a másik félhullámban pedig mind a két tekercsen folyik áram. Ennek következtében a teljes induktancia egy magas értékről lecsökken egy nagyon alacsony értékre. Ez a változó induktancia ugyanaz, mint a 2. ábrán látható kapcsolásban, és ez is felépíti az áramot, melynek értéke az induktancia változásának mélységétől és a terhelő ellenállás értékétől függ. Mivel az induktancia változása jelentős, ezért az áramerősség is jelentős lesz, miközben az áramkör kapcsolgatásához szükséges áramerősség kicsi lehet.

A nyilvánvaló eredmény sokkal nagyobb kimeneti teljesítmény, mint amennyit befektettünk.

Az eredeti anyagot angol nyelven itt találod.

Harmadik elgondolás:

Nagytekercses bifiláris transzformátor

Ez egy parametrikus transzformátor, ami nagy tekercseket használ a ferrit vagy fémüveg magban történő nagy induktivitás változás létrehozására, s egy parametrikus kimeneti áramkör csapolja meg a teljesítményt.

Fred3_1 2.4.12.6. További elgondolások

4. ábra.

A Stefan Hartmann értelmezése szerinti Newman motorhoz hasonlóan ezt Newman transzformátornak lehetne nevezni, figyelembe véve természetesen azt, hogy Mr. Newman magyarázata a motorjával kapcsolatban teljesen eltérő.

A 4. ábrán három teljesen egyforma tekercspár látható. (A párok száma tetszőleges.) A primer áramkör hat párhuzamos tekercset tartalmaz, melyek egy kisteljesítményű rezgőkör részét képezik. Ezek a tekercsek sok menetből állnak és egyenként nagy az induktivitásuk, bár a párhuzamos kapcsolás révén a bemeneti rezgőkör eredő induktivitása viszonylag kicsi lesz.

A szekunder tekercsek, melyek sorba vannak kötve egy rezonáló áramkörrel és egy terheléssel, jóval kevesebb menetet tartalmaznak. Minden második szekunder tekercs ellentétes irányban van felcsévélve, így az indukció révén generált EME nulla lesz. Nem jelentkezik EME visszahatás, mivel nincs ezt okozó EME – az energiaátvitel teljesen az induktancia változás hatására jön létre.

A vasmag mangán-cink ferrit lehet vagy más mágneses anyag, melynek a relatív permeabilitása széles határok között változik. A teljes vasmag együttest kiegyenlíthetjük egy ortogonális állandómágneses mezővel úgy, hogy a vasmagokat a B/H görbéjük hajlatába helyezzük, ezáltal maximalizálhatjuk az induktivitás változást a primer tekercs mezőjének változtatásával.

A működési elv a következő:

Ismert tény, hogy nagy tekercs nagy mágneses mezét generál, így a primer tekercsek mezeje nagy lesz az adott kis áramok mellett is. Mivel a vasmagok úgy vannak beállítva, hogy még a mező kis változása esetén is jelentősen megváltozik az induktivitás, ezért a primer körben jelenlévő nagyon kicsi oszcillációs áram is hatalmas indukciós változásokat hoz létre a vasmagban.

A parametrikus áramkörben az energia nagysága szigorúan az áramkörben létrejövő induktivitás változástól függ. Ez is ismeretes, bár nem olyan széles körben. Ezért tehát a rezonáló kimeneti áramkörben az áram nagy lesz.

Kis áram be, nagy áram ki… Ez ilyen egyszerű.

Vagyis mégsem ennyire egyszerű, mint ahogy az lenni szokott. A kimeneti áramkörben folyó nagy áram leterheli a bementet egy bizonyos mértékig azáltal, hogy megváltoztatja a vasmagok induktivitását a primer kör hatásával ellentétes irányban. Ez az effektus viszont minimalizálva van a primer és szekunder tekercsek hatalmas méretbeli különbsége révén. Ezen kívül a primer áram olyan kicsi, hogy ha ezt még meg is kellene duplázni a terhelés miatt, még akkor is kicsi maradna a kimeneti áramhoz képest.

Ne feledjük, hogy a transzformátoroknál használatos feszültség/menetszám egyenlet itt nem alkalmazható, mivel itt nincs indukció!

Kíváncsian várom a véleményeiteket, különösen a kritikusakat!

Az eredeti anyagot angol nyelven itt találod.

Én is csak azt tudom javasolni, amit Fred, vagyis hogy küldjétek el a véleményeteket vagy a kísérleteitek eredményeit, hogy a többi Olvasó is megismerkedhessen vele.

Hozzászólok!

A weblap további használatával Ön beleegyezik a sütik használatába. További információ

A süti beállítások ennél a honlapnál engedélyezett a legjobb felhasználói élmény érdekében. Amennyiben a beállítás változtatása nélkül kerül sor a honlap használatára, vagy az "Elfogadás" gombra történik kattintás, azzal a felhasználó elfogadja a sütik használatát.

Bezárás