Добрый день. Меня зовут Дмитрий. Живу я в небольшом городке В Свердловской области под названием Лесной.
Еще будучи студентом технического Вуза, у меня появилось хобби, высокое напряжение. По началу это были небольшие катушки по, типу трансформаторов Тесла.
Но со временем появилась нужда в увеличении мощности питания, пришлось разобрать старенькую микроволновку. Трансформатор, который я достал,
выдавал почти 2,2 кВ при 500-600мА. При такой мощности в искровике, использующимся в катушке Тесла, возникали не искры, а мощная электрическая дуга,
которая буквально за секунды плавила большие куски металла. Вот тут то и возникла идея, что будет происходить, если вместо воздуха в промежутке между
электродами использовать воду. В Интернете довольно много информации, о том, что в за водой будущее энергетики, и что вообще мы мало что знаем, об этом самом важном веществе.
Собрав небольшую установку (рис 1), я начал смотреть, что происходит с водой, при различном напряжении.
В установке использовал обычный автотрансформатор, с помощью которого можно регулировать напряжение из «розетки» от 0 до 220 вольт, дальше поставил амперметр,
для измерения тока, чтобы потом можно было посчитать затраченную мощность. Затем повышающий трансформатор, потом диодный мост, для выпрямления.
Дальше два тугоплавких электрода. Интересный момент, если оба электрода опустить полностью, получиться довольно большая площадь соприкосновения с водой,
и ничего особенного не будет происходить. А если один из электродов заизолировать и оставить небольшую площадь (увеличить плотность тока),
как показано на рисунке, то с повышением напряжения начинают происходить интересные вещи.
Сначала, когда напряжение еще не большое, около 300 Вольт, около катода появляется большое количество пузырьков, шипение и легкая вибрация,
затем по мере увеличения напряжения вокруг катода начинает появляться корона, свечение желтого цвета, которое потом переходит в синеватый.
При этом количество пузырьков снижается, а вибрация и шум становиться уже довольно ощутимыми, банка с водой начинает ездить по столу,
при условии что электроды вставленные в нее просто висят на проводах, и никак не держат банку. На последнем этапе, когда на вход повышающего трансформатора
подается 110 вольт и 3,5 ампера (больше подавать не позволил диодный мост, который рассчитан на 1500 вольт), уже раскаляется сам катод, до этого он был холодный,
свечение и вибрация усиливаются. Конечно, весь процесс сопровождается выделением большого количества тепла. И именно тепло, единственное, что я смог физически измерить в домашних условиях.
Коэффициент полезного действия (кпд), характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии;
определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, полученному системой. То есть, чтобы определить КПД системы, надо было определить затраченную энергию электричества и, полученную, тепловую.
Удельная теплоемкость вещества показывает количество энергии, которую необходимо сообщить/отобрать,
для того, чтобы увеличить/уменьшить температуру одного килограмма вещества на один градус Кельвина.
То есть в других словах, если например удельная теплоемкость воды равняется 4,2 кДж/(кг*К) - это значит, что для того, чтобы нагреть один кг воды на один градус,
необходимо передать этому кг воды 4,2 кДж энергии.
Удельная теплоемкость для любого вещества есть величина переменная, то есть она зависит от температуры и агрегатного состояния вещества. Если продолжать пример с водой,
то ее удельная теплоемкость для 0°С равняется 4,218, а при 40°С 4,178 кДж/(кг*К).
В ходе экспериментов на данной установке мне удалось установить максимальный КПД порядка 90%. Расчет производил по следующим формалам:
1) Затраченная энергия – Q1=U*I*t(время), кДж
2) Полученная энергия – Q2 = C x (Тк – Тн)* m, кДж
3) КПД- n=Q2/Q1
где, U - напряжение на входе повышающего трансформатора (В)
I - ток на входе повыщающего трансформатора (А)
t - время работы (с)
С – удельная теплоемкость воды (~ 4190 Дж на промежутке температур от 0 до 100)
Тн - начальная температура воды (С)
Тк – конечная температура воды (С)
m – масса воды. (кг)
Но при данной, так сказать, модификации установки, было очень трудно определить точную затраченную и полученную энергию. Во – первых, очень быстро и сильно нагревался повышающий трансформатор, во-вторых, невозможно было в домашних условиях измерить энергию свечения, сильной вибрации, и шума исходящих во время эксперимента. А полученный КПД 90%, только по тепловой энергии, наводил на определенные мысли. Осталось только избавиться от повышающего трансформатора и сократить до минимума потери на неизмеряемые виды энергии. Тогда я решил сделать новую установку (Рис.2)
Уже после первого эксперимента я был удивлен полученными результатами, хотя ошибиться здесь впринципе негде,
я несколько раз перепроверил цифры и приборы. Однако все говорило о том, что КПД системы больше 100%,(а точнее 145%-152%) опять только по тепловой энергии,
потому что вибрация и свет не исчезли, разве стали менее интенсивными, также без учета осталась энергия водорода, которую можно получить при его сжигании.
В таблице приведены результаты опытов с различными объемами и напряжениями, значения КПД практически всегда одинаковы. Разница не больше 10-15%, но всегда больше 100%.
