Презентация Исследование эффекта Бифельда-Брауна

Выполнил: ученик 11 «А»классаМБОУ «СОШ №3» Ширяков Алексей Руководитель: учитель физики Шырыханова С.Ю. Физиком Таунсендом Брауном в 1921 году было сделано открытие, что система из тонкого или острого и широкого плоского электродов под действием высокого напряжения на воздухе пытается сдвинуться в направлении тонкого электрода. Эффект Бифельда-Брауна заключается в том, что электрический конденсатор будет перемещаться в сторону положительного полюса, и будет сохранять это движение, пока не разрядится. Используя эту технологию, Браун построил дисковидный аппарат 24 футов диаметром, который предположительно достигал скорости 17 футов/с в его лаборатории. Диски были вариацией простого конденсатора из двух пластин, заряженных постоянным напряжением 50кВ. Когда диски заряжались, они начинали двигаться по круговому пути. Для поддержания их полета требовалась энергия всего 50Вт, что соответствует потреблению маленькой лампочки. Браун сконструировал прибор, который он назвал «гравитор» (прибор, в основе которого используется высокое напряжение, он был способен поднимать вес, значительно превышающий его собственный). Учителем Брауна был доктор Пауль Альфред Бифельд, профессор физики и астрономии и один из восьми бывших одноклассников А.Эйнштейна, и Бифельд проявил большой интерес к открытию Брауна. Профессор и студент — проводили эксперименты с заряженными электрическими конденсаторами и разработали физический принцип, ставший известным как эффект Бифельда-Брауна. Суть эффекта Бифельда-Брауна: тенденция заряженного электрического конденсатора к движению в направлении своего положительного полюса. Для наблюдения эффекта Бифельда–Брауна необходим источник постоянного тока с напряжением порядка 40 кВ и с возможностью плавной регулировки, ток источника должен быть 2-4 мА. Башня умножителя напряжения состоит из двух последовательно включенных умножителей напряжения УН9/27-1,3 от старых цветных телевизоров. На вход умножителей напряжения поступает высокая частота переменного тока порядка 30 кГц, с трансформатора. Трансформатор использован от блока строчной развертки лампового телевизора, с переделкой, удалена вся первичная обмотка и намотана новая 2х12 витков. Вторичная высоковольтная обмотка оставлена без переделки. Для защиты от перенапряжения на выходе башни установлен разрядник на 40000 вольт Башня изготовлена из оргстекла и установлена на платформе. Сзади башни располагается преобразователь напряжения со схемой широтно-импульсного управления для регулирования высокого напряжения. Преобразователь выполнен на современной элементной базе и состоит из микросхемы контролера К1211ЕУ1, микросхемы таймера 555, силовых полевых транзисторов. Преобразователь питается от постоянного напряжения 12 Вольт, ток до 10А Для регулирования и управления источником служит пульт дистанционного управления. Пульт позволяет включать, отключать и регулировать высокое напряжение. Летающая платформа для минимального веса выполнена в виде треугольника из реек сечением 2х3 мм древесины дерева бальзы, как прочная и лёгкая. От верхней части проволоки сделан отвод для подачи положительного потенциала источника. Алюминиевая фольга так же имеет отводы и заземлена на платформе. Для проверки и измерения высокого напряжения был изготовлен щуп – пробник 200 МОм, 0,2 мА из 40 резисторов по 5 МОм 2 Вт, пластиковая трубка от трубы водоснабжения на. Ток измерялся миллиамперметром 5мА. полёт При плавном увеличении напряжения аппарат начал двигаться при 17 киловольтах, при увеличении напряжения до 20 киловольт стал отрываться от платформы, при 24 киловольт взлетел, но колебался, при 27 киловольтах полет стабильный, с натяжкой нитей заземления. При большем потенциале начинается коронный разряд и уменьшение подъёмной силы (срабатывает защита генератора). Подъёмная сила платформы F рассчитывается из следующих соображений: Тонкий провод анода аппарата заряжается до высокого потенциала 25000 Вольт, вблизи тонкой проволоки напряженность электрического поля резко возрастает, у молекул начинается процесс ионизации, в результате которого они теряют валентные электроны и становятся положительно заряженными ионами. Положительно заряженные ионы устремляются к отрицательно заряженному катоду, за время секунды) ионы ускоряются в электрическом поле, приобретают вектор скорости направленный вдоль поля. При столкновении, ионы передают кинетическую энергию нейтральным молекулам, энергии недостаточно для ударной ионизации, но они создают компоненту скорости дрейфа молекул в сторону катода. Ионы потеряв энергию снова ускоряются в электрическом поле, но при торможении и ускорении происходит отбор энергии у источника. На расстоянии до катода L происходит столкновений, и на катоде происходит образование нейтральных молекул путём отбора заряда с катода, что и создаёт ток потребления от источника. F = (I*µ*L*D)/e*Na*lВес платформы P = M *g Если F>P, то аппарат должен подняться в воздух. Физические константы. № Наименование константы Обозначение Величина и размерность Примечание 1 Число Авогадро Na 6.022ЧE23 /моль 2 Заряд электрона e 1.602ЧE-19 Кл 3 Молярная масса воздуха μ 29ЧE-3 кг. /моль 4 Ускорение силы тяжести g 9.81м/секІ 5 Температура воздуха T Норм.усл. 6 Атмосферное давление P 1ЧE5 Па Норм.усл. 7 Постоянная Больцмана k 1.38ЧE-23 Дж/К 8 Газовая постоянная k 8.31 Дж/(мольЧК) 9 Диаметр молекулы d Е= м) № Наименование величины Обозначение Величина и размерность Примечание 1 Масса аппарата M 1.5ЧE-3 кг 2 Расстояние между электродами аппарата L 25ЧE-3 м 3 Напряжение между электродами аппарата.Проволокой-анодом, фольгой-катодом U От 7000 до 36000 ВольтРегулируется до подъёма аппарата в воздух Конкретноезначение уточняется при испытаниях 4 Ток аппарата анод I От 0.2 до 2,5 мА Конкретноезначение уточняется при испытаниях Определим длину свободного пробега молекулы в воздухе Примем, что молекулы воздуха шарообразные, тогда: σ = , - площадь сечения столкновения n – концентрация молекул в единице объёма; n = = l – средняя длина свободного пробега­ молекул в воздухе σЧlЧn=1 (1), в объёме (σЧl) одно столкновение, отсюда имеем: l = = (2) l = = 10.7 (м)Определим среднею скорость теплового движения молекул в проекции на одну координату ( ) вдоль оси вектора электрического поля E, где m = – масса молекулы воздуха. = ; v = = (3) v = 290 (м/сек) Определим изменение скорости γ под действием напряженности электрического поля для иона молекулы воздуха, напряжение на аппарате примем: U=25 kV E = (4); E = = 1 (В/м) напряженность электрического поля = E l; γ = (5) γ = = 840 (м/сек)Скорость молекулы иона воздуха при свободном пробеге вдоль оси вектора электрического поля составит алгебраическую сумму теплового и электрического эффекта С = v+γ(6); С = 290+840 =1130 (м/сек)Найдем скорость дрейфа молекул воздуха под действием внешней силы Определим время между столкновениями t = (7); t = =0.95 (сек) Введем дополнительный параметр «подвижность» X Χ = (8); x= =0.2 (сек/кг) Скорость дрейфа определится, как D = X где F - любая сила в частности F = E (9) тогда: D = X (10) D= 0.2 м/сек)Вычисляем подъёмную силу аппарата F Ft = = (11) ; Q =I (12) F = (13); F = =0.022 (H) Вес аппарата P = M P= 1.5=0.015 (Н)При таких условиях, F P аппарат должен подняться в воздух. Сделаем в формулу (13) подстановку: D = X Х X ; μ = m ; X= = Тогда подъёмная сила определится как: F = F = или F = (14); w - это мощность электрического тока в Ваттах, равная произведению силы тока на напряжение, ясно, что затрачивается энергия источника тока. F = = 0.022 (Н) Результаты исследовательских измерений Вычисление подъемной силы аппарата:F = (I*µ*L*D) e*Na* l F=1*10-3*29*10-3*25*10-3*320) =0,022 (Н) 1,602*10-19*6,022*1023*10,7*10-8 Вычисление веса аппарата: P=M*gP=1.5*10-3*9,81=0,015 (Н)F>P, аппарат поднялся в воздух. В ходе исследования получили подтверждение: теоретических обоснований эффекта Бифельда-Брауна. существование наглядного стыковочного эффекта между гравитацией и электричеством. В безвоздушным пространстве наблюдаться эффект Бифельда-Брауна не будет. Летательный аппарат на основе эффекта Бифельда-Брауна. http://la.mic34.com/ Карагодин Д.А. Электрогравитация Т.Т. Брауна, НИГ «Челябинск-Космопоиск», 11.06.2007 г., http://antigov.org/content/view/55/36/ Сергеев. С. Измерение эффекта Бифельда-Брауна, 2004, http://physics.nad.ru/newboard/themes/16605.html Эрик Роджерс «Физика для любознательных» в 2 томах изд. «МИР», МОСКВА, 1970г. Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс «Фейнмановские лекции по физике» в 9 томах изд. МИР», МОСКВА, 1977г. Боб Янини «Удивительные электронные устройства» изд. NT Press, МОСКВА, 2008г. Хмельник С.И. Конструирование летательных аппаратов на основе эффекта Бифельда-Брауна.  «Доклады независимых авторов», изд. «DNA», Россия-Израиль, 2009.