Pencarian sumber elektrik alternatif menjadi besar dalam beberapa dekad kebelakangan ini. Ancaman penipisan sumber tenaga fosil telah mendorong penyelidikan mengenai penggunaan sumber daya yang boleh diperbaharui: tenaga udara, air, panas bumi. Tentera penemu telah bergabung dengan para saintis yang bekerja di bidang tenaga alternatif, dan hari ini mereka telah "membanjiri" ruang maklumat dengan projek-projek untuk mendapatkan tenaga "bebas".
Salah satu bidang yang paling popular dalam pembangunan mereka adalah penggunaan elektrik atmosfera. Menyaksikan kerusuhan unsur-unsur semasa ribut petir, ada godaan besar untuk menjinakkan kekuatan elektrik Bumi, menggunakannya untuk kepentingan manusia.
Mari cuba menilai betapa realistiknya untuk mendekati kekuatan ini dan menggunakannya dalam latihan. Sebagai permulaan, mari kita jawab persoalan sama ada simpanan elektrik Bumi sangat besar? Hampir semua orang pernah mendengar atau mengetahui mengenai kapasitor. Ada yang bekerja dengan mereka, yang lain ingat dari kursus fizik sekolah.
Menurut konsep moden, Bumi adalah analog perincian rangkaian kejuruteraan radio. Kapasitor sfera besar ini dicas dan menghasilkan medan elektrik di sekitar kita.
Mulai sekarang, anda perlu beroperasi dengan nilai angka banyak projek untuk penggunaan medan elektrik Bumi bergantung pada mekanisme mitos sepenuhnya untuk mengambil tenaga dari kapasitor sedemikian.
Pertama, mengenai kapasiti Bumi. Sudah pada tahap ini, terdapat perbezaan. Semasa mengira kapasiti Bumi, sebagai konduktor sfera sfera di angkasa, nilai sekitar 700 μF diperoleh. Dan mengira kapasiti kapasitor yang terbentuk oleh permukaan Bumi dan ionosfera yang terletak pada ketinggian 60-80 km memberikan nilai yang hampir dengan 1F. Perbezaan antara hasilnya melebihi 1000 kali! Dan ini hanyalah permulaan ketidakpastian yang berkaitan dengan elektrik atmosfera.
Kapasitor bumi dibebankan pada voltan sekitar 300 kV, dengan permukaan bumi dicas negatif dan ionosfera dicas positif. Kekuatan medan antara "plat" kapasitor sedemikian adalah 120-150 V / m di permukaan dan turun dengan mendadak dengan ketinggian.
Video promosi:
Seperti kapasitor sebenar, ia mempunyai arus kebocoran. Ahli geofizik berjaya mengukur nilainya dengan tepat. Arus ini sangat kecil: dalam cuaca cerah, ketumpatan arus kebocoran hanya 10 hingga minus 12 kuasa Am2. Tetapi pengiraan semula untuk seluruh permukaan Bumi memberikan arus kebocoran total sekitar 1800 A. Muatan elektrik Bumi (dan, oleh itu, ionosfera) dianggarkan pada 5.7x10 hingga kekuatan ke-5 dari coulomb. Kemudian kapasitor bumi harus dibuang dalam … 8-10 minit, dan medan elektrik akan hilang.
Dalam praktiknya, kita tidak melihat gambaran sedemikian. Ini bermaksud bahawa ada penjana semula jadi dengan kapasiti lebih dari 700 MW, yang mengimbangi kehilangan cas sistem ionosfera Bumi.
Sains moden telah terbukti tidak mampu menjelaskan mekanisme pengisian kapasitor. Hari ini terdapat lebih daripada 10 teori dan hipotesis yang menerangkan mekanisme dan proses untuk mengekalkan cas tetap di Bumi. Tetapi pengesahan eksperimen dan pengiraan yang diperlihatkan menunjukkan bahawa jumlah cas yang dihasilkan tidak mencukupi untuk mengekalkan nilai stabil dari medan Bumi.
Di antara calon penjana cas dianggap ribut petir, peredaran arus di mantel lebur Bumi, aliran zarah dari Matahari (angin suria). Bahkan hipotesis eksotik telah dikemukakan mengenai kewujudan penjana MHD semula jadi yang beroperasi di atmosfera atas. Hasilnya mengecewakan - hari ini sains tidak mengetahui dengan tepat dari mana cas kapasitor semula jadi diisi. Ada kemungkinan bahawa setiap mekanisme ini menyumbang kepada pengisian cas simpanan bumi.
Dan sekarang mengenai kemungkinan menggunakan tenaga kapasitor semula jadi. Seperti yang dinyatakan di atas, kekuatan medan (atau kecerunan berpotensi di permukaan) rata-rata 130V / m. Tetapi ini tidak bermaksud bahawa seseorang yang tinggi mempunyai potensi 260V antara tumit dan mahkota kepala. Udara adalah penebat yang sangat baik, dan tubuh manusia adalah konduktor yang baik. Oleh itu, kita, tanpa mengira pertumbuhan, selalu mempunyai potensi Bumi.
Percubaan untuk menggunakan kekuatan medan bumi untuk tujuan utiliti telah dilakukan selama lebih dari dua abad dan berterusan hingga hari ini. Pencapaian struktur yang terbaik untuk mengumpul elektrik atmosfera menggunakan belon memungkinkan untuk memperoleh kuasa sekitar 1 kW, dan litar moden yang benar-benar berfungsi membolehkan menyalakan LED kuasa rendah atau mengisi semula telefon bimbit.
Faktanya ialah kekonduksian udara atmosfera hanya 10 hingga minus 14 darjah S / m (Siemens / meter). Sangat mustahil untuk mengambil kuasa yang ketara dari sumber rintangan tinggi seperti itu. Untuk ini, bahagian "penjana" mesti mempunyai penebat yang lebih dipercayai. Tetapi kekonduksian di permukaan penebat melebihi kekonduksian udara, sehingga penjana dengan cepat "litar pintas".
Maklumat terkini dari saintis Brazil mengenai kemungkinan mendapatkan elektrik dari atmosfer tropika yang lembap adalah nilai teori. Kecekapan penjana sedemikian 100 juta kali lebih rendah daripada sel suria.
Sekiranya tidak mungkin menggunakan tenaga dari lapisan permukaan atmosfera, bolehkah anda mencuba "melepaskan" kapasitor global? Malangnya, peluang di sini tidak begitu besar. Kekonduksian atmosfera disebutkan di atas. Kekonduksian ionosfera adalah 10 orde magnitud lebih tinggi, tetapi secara numeriknya hanya 5x10 hingga minus 4 darjah S / m
Apabila jurang antara permukaan Bumi dan ionosfer "litar pintas" oleh kumpulan plasma yang diperoleh, misalnya, dari laser, arus yang tidak signifikan beratus-ratus milimeter akan mengalir di litar. Ia ditentukan oleh rintangan dalaman "plat" ionosfera kapasitor, iaitu 5-10 kΩ / m. Untuk mendapatkan "lampu" lampu gas sepanjang 60-80 km adalah had kemungkinan kaedah ini. Dan ini adalah untuk rizab tenaga sedikit lebih daripada 2500 kWh - ini adalah tepat tenaga kapasitor global yang dicas.
Terdapat satu pertimbangan lagi terhadap gangguan manusia dalam proses elektrik Bumi. Mereka terbentuk selama berbilion tahun dan memainkan peranan penting dalam asal usul kehidupan di planet kita. Gabungan proses ini merupakan rangkaian penjanaan global dan pampasan cas elektrik, sejenis analog sistem saraf manusia.
Kami masih belum tahu mengenai banyak mekanisme rantai ini. Kita hanya perlu menyebut penemuan kilat baru-baru ini ke ionosfera. Oleh itu, untuk campur tangan dalam rantai sedemikian tanpa memahami undang-undang fungsinya dan kemungkinan akibat campur tangan itu paling tidak bodoh. Oleh itu, walaupun anda menjumpai kunci dapur kecil elektrik, ia harus segera ditinggalkan.
