Efekt Biefelda-Browna

Biefelda -Browna to zjawisko elektryczne, które wytwarza wiatr jonowy , który przenosi swój pęd na otaczające neutralne cząstki. Opisuje siłę obserwowaną na asymetrycznym kondensatorze , gdy wysokie napięcie jest przykładane do elektrod kondensatora. Po odpowiednim naładowaniu do wysokiego prądu stałego , generowany jest ciąg na zacisku ujemnym, odpychający go od zacisku dodatniego. Efekt został nazwany przez wynalazcę Thomasa Townsenda Browna , który twierdził, że przeprowadził serię eksperymentów z profesorem astronomii Paulem Alfredem Biefeldem , byłym nauczycielem Browna, o którym Brown twierdził, że był jego mentorem i współeksperymentatorem na Denison University w Ohio.

Zastosowanie kondensatora asymetrycznego, w którym elektroda ujemna jest większa niż elektroda dodatnia, pozwoliło na wytworzenie większego ciągu w kierunku od obszaru o niskim strumieniu do obszaru o wysokim strumieniu w porównaniu z konwencjonalnym kondensatorem. Te asymetryczne kondensatory stały się znane jako asymetryczne kondensatory sterujące (ACT). Efekt Biefelda-Browna można zaobserwować w statkach jonowych i podnośnikach , które wykorzystują ten efekt do wytwarzania ciągu w powietrzu bez konieczności spalania lub ruchomych części.

W swoim patencie z 1960 r. Zatytułowanym „Aparat elektrokinetyczny” Brown odnosi się do elektrokinezy , aby opisać efekt Biefelda-Browna, łącząc to zjawisko z dziedziną elektrohydrodynamiki (EHD). Brown uważał również, że efekt Biefelda-Browna może wytworzyć siłę antygrawitacyjną, zwaną „ elektrograwitacją ”, ponieważ jest to zjawisko elektryczności / grawitacji. Jednak niewiele jest dowodów potwierdzających twierdzenie Browna o właściwościach antygrawitacyjnych efektu.

Historia

Dalsze informacje: Thomas Townsend Brown

„Efekt Biefelda-Browna” to nazwa nadana zjawisku zaobserwowanemu przez Thomasa Townsenda Browna podczas eksperymentów z lampami rentgenowskimi w latach dwudziestych XX wieku, kiedy był jeszcze w szkole średniej. Kiedy przyłożył ładunek elektryczny wysokiego napięcia do rury Coolidge'a , którą umieścił na wadze, Brown zauważył różnicę w masie rur w zależności od orientacji, co sugeruje pewien rodzaj siły wypadkowej . To odkrycie skłoniło go do przypuszczenia, że ​​w jakiś sposób wpłynął elektronicznie na grawitację i doprowadziło go do zaprojektowania układu napędowego opartego na tym zjawisku. W dniu 15 kwietnia 1927 r. Złożył wniosek o patent zatytułowany „Metoda wytwarzania siły lub ruchu”, w którym opisał swój wynalazek jako metodę elektryczną, która może kontrolować grawitację w celu wytworzenia siły liniowej lub ruchu. W 1929 roku Brown opublikował artykuł dla popularnego amerykańskiego magazynu Science and Invention , w którym szczegółowo opisał swoją pracę. W artykule wspomniano również o „grawitatorze”, wynalazku Browna, który wytwarzał ruch bez użycia elektromagnetyzmu, kół zębatych, śmigieł lub kół, ale zamiast tego wykorzystywał zasady tego, co nazwał „elektrograwitacją”. przyciąganiem grawitacyjnym Ziemi i przewidywały przyszłość, w której grawitatory napędzałyby liniowce oceaniczne, a nawet samochody kosmiczne.

W pewnym momencie efekt ten zyskał również przydomek „efekt Biefelda-Browna”, prawdopodobnie ukuty przez Browna, aby uznać profesora fizyki i astronomii Uniwersytetu Denison, Paula Alfreda Biefelda , za swojego mentora i współeksperymentatora. Brown uczęszczał do Denison przez rok, zanim rzucił szkołę, a zapiski o jego związkach z Biefeldem są w najlepszym razie pobieżne.

Brown złożył kolejny patent w 1960 roku, który szczegółowo opisał fizykę efektu Biefelda-Browna, wysuwając następujące twierdzenia:

  1. Istnieje ujemna korelacja między odległością między okładkami kondensatora a siłą efektu, gdzie im mniejsza odległość, tym większy efekt.
  2. Istnieje dodatnia korelacja między wytrzymałością dielektryczną materiału między elektrodami a siłą efektu, gdzie im wyższa siła, tym większy efekt.
  3. Istnieje dodatnia korelacja między powierzchnią przewodników a siłą efektu, gdzie im większy obszar, tym większy efekt.
  4. Istnieje dodatnia korelacja między różnicą napięć między okładkami kondensatora a siłą efektu, gdzie im większe napięcie, tym większy efekt.
  5. Istnieje dodatnia korelacja między masą materiału dielektrycznego a siłą efektu, gdzie im większa masa, tym większy efekt.

W 1965 roku Brown złożył patent, w którym twierdził, że wypadkowa siła działająca na kondensator asymetryczny może istnieć nawet w próżni . Jednak istnieje niewiele dowodów eksperymentalnych, które służą do potwierdzenia jego twierdzeń.

Analiza efektów

Asymm-capacitor.svg

Ogólnie uważa się, że efekt polega na wyładowaniu koronowym , które umożliwia jonizację cząsteczek powietrza w pobliżu ostrych punktów i krawędzi. Zwykle stosuje się dwie elektrody z wysokim napięciem między nimi, od kilku kilowoltów do megawoltów, przy czym jedna elektroda jest mała lub ostra, a druga większa i gładsza. Najbardziej efektywna odległość między elektrodami występuje przy gradiencie potencjału elektrycznego około 10 kV/cm, czyli tuż poniżej nominalnego napięcia przebicia powietrza między dwoma ostrymi punktami, przy poziomie gęstości prądu zwykle określanym jako stan nasyconego prądu koronowego. Tworzy to duży gradient pola wokół mniejszej, dodatnio naładowanej elektrody. Wokół tej elektrody zachodzi jonizacja, to znaczy elektrony są usuwane z atomów w otaczającym ośrodku; są dosłownie odciągane przez ładunek elektrody. [ potrzebne źródło ]

Pozostawia to chmurę dodatnio naładowanych jonów w ośrodku, które są przyciągane przez prawo Coulomba do ujemnej gładkiej elektrody , gdzie są ponownie neutralizowane. Powoduje to wytwarzanie równej siły przeciwnej w dolnej elektrodzie. Efekt ten można wykorzystać do napędu (patrz ster strumieniowy EHD ), pomp płynów , a ostatnio także w układach chłodzenia EHD. Prędkość osiągalna przy takich konfiguracjach jest ograniczona przez pęd osiągalny przez zjonizowane powietrze, który jest zmniejszany przez zderzenie jonów z neutralnym powietrzem. Zaproponowano teoretyczne wyprowadzenie tej siły (patrz linki zewnętrzne poniżej).

Jednak efekt ten działa przy każdej polaryzacji elektrod: mała lub cienka elektroda może być dodatnia lub ujemna, a większa elektroda musi mieć przeciwną biegunowość. W wielu ośrodkach doświadczalnych doniesiono, że efekt pchnięcia podnośnika jest w rzeczywistości nieco silniejszy, gdy mała elektroda jest elektrodą dodatnią. Jest to prawdopodobnie efektem różnic między energią jonizacji a energią powinowactwa elektronowego części składowych powietrza; stąd łatwość tworzenia jonów na „ostrej” elektrodzie.

Gdy ciśnienie powietrza jest usuwane z systemu, kilka efektów łączy się, aby zmniejszyć siłę i pęd dostępny dla systemu. Liczba cząsteczek powietrza wokół elektrody jonizującej jest zmniejszona, zmniejszając ilość zjonizowanych cząstek. Jednocześnie zmniejsza się liczba zderzeń między zjonizowanymi i neutralnymi cząstkami. To, czy zwiększa to, czy zmniejsza maksymalny pęd zjonizowanego powietrza, zwykle nie jest mierzone, chociaż siła działająca na elektrody zmniejsza się, aż do wejścia w obszar wyładowania jarzeniowego. Zmniejszenie siły jest również wynikiem zmniejszenia napięcia przebicia powietrza, ponieważ między elektrodami należy przyłożyć niższy potencjał, zmniejszając w ten sposób siłę wynikającą z prawa Coulomba.

Podczas obszaru wyładowania jarzeniowego powietrze staje się przewodnikiem. Chociaż przyłożone napięcie i prąd rozchodzą się z prędkością bliską prędkości światła, ruch samych przewodników jest prawie niezauważalny. Prowadzi to do siły Coulomba i zmiany pędu tak małej, że wynosi zero.

Poniżej obszaru wyładowania jarzeniowego napięcie przebicia ponownie wzrasta, podczas gdy liczba potencjalnych jonów maleje, a prawdopodobieństwo uderzenia maleje. Przeprowadzono eksperymenty i stwierdzono, że zarówno potwierdzają, jak i obalają siłę przy bardzo niskim ciśnieniu. Jest prawdopodobne, że powodem tego jest to, że przy bardzo niskich ciśnieniach tylko eksperymenty, w których zastosowano bardzo duże napięcia, dawały pozytywne wyniki, jako iloczyn większej szansy na jonizację niezwykle ograniczonej liczby dostępnych cząsteczek powietrza i większej siły z każdy jon z prawa Coulomba; eksperymenty, w których stosowano niższe napięcia, mają mniejszą szansę na jonizację i mniejszą siłę na jon. Wspólne dla pozytywnych wyników jest to, że obserwowana siła jest niewielka w porównaniu z eksperymentami przeprowadzonymi przy standardowym ciśnieniu.

Spory wokół elektrograwitacji i wiatru jonowego

Brown wierzył, że jego duże, wysokonapięciowe kondensatory o dużej pojemności wytwarzają pole elektryczne wystarczająco silne, aby nieznacznie oddziaływać z przyciąganiem grawitacyjnym Ziemi, zjawisko, które nazwał elektrograwitacją . Kilku badaczy twierdzi, że konwencjonalna fizyka nie może odpowiednio wyjaśnić tego zjawiska. Efekt stał się czymś w rodzaju przyczyny célèbre w społeczności UFO , gdzie jest postrzegany jako przykład czegoś znacznie bardziej egzotycznego niż elektrokinetyka . Charles Berlitz poświęcił cały rozdział swojej książki The Philadelphia Experiment na powtórzenie wczesnych prac Browna z efektem, sugerując, że odkrył nowy efekt elektrograwitacji i że był on używany przez UFO. Dziś Internet jest pełen stron poświęconych takiej interpretacji efektu.

Pojawiły się kontynuacje twierdzeń, że siła ta może być wytwarzana w pełnej próżni, co oznacza, że ​​jest to nieznana siła antygrawitacyjna, a nie tylko bardziej znany wiatr jonowy . W ramach badań przeprowadzonych w 1990 roku, Sił Powietrznych USA RL Talley przeprowadził test na kondensatorze typu Biefelda-Browna, aby odtworzyć efekt w próżni. Pomimo prób, które zwiększyły napędzające napięcie prądu stałego do około 19 kV w komorach próżniowych do 10-6 torów , Talley nie zaobserwował ciągu pod względem statycznego potencjału prądu stałego przyłożonego do elektrod. W 2003 roku z NASA , Jonathan Campbell, przetestował podnośnik w próżni przy 10-7 torach przy napięciu do 50 kV, tylko po to, by zaobserwować brak ruchu podnośnika. Campbell zwrócił uwagę magazynu Wired , że stworzenie prawdziwej próżni podobnej do przestrzeni kosmicznej do testu wymaga sprzętu wartego dziesiątki tysięcy dolarów.

Mniej więcej w tym samym czasie w 2003 roku naukowcy z Army Research Laboratory (ARL) przetestowali efekt Biefelda-Browna, budując cztery różnej wielkości asymetryczne kondensatory w oparciu o proste projekty znalezione w Internecie, a następnie przykładając do nich wysokie napięcie około 30 kV . Według ich raportu naukowcy napisali, że wpływ wiatru jonowego był co najmniej o trzy rzędy wielkości za mały, aby uwzględnić obserwowaną siłę działającą na asymetryczny kondensator w powietrzu. Zaproponowawszy, że efekt Biefelda-Browna można teoretycznie wyjaśnić za pomocą dryfu jonów zamiast wiatru jonowego, ze względu na to, w jaki sposób ten pierwszy obejmuje zderzenia zamiast trajektorii balistycznych, zauważyli, że były to tylko „szacunki skalowania” i potrzebne były dalsze prace eksperymentalne i teoretyczne.

Około dziesięć lat później naukowcy z Politechniki w Libercu przeprowadzili eksperymenty nad efektem Biefelda-Browna, które potwierdziły jedną z hipotez ARL, zgodnie z którą dryf jonów jest najbardziej prawdopodobnym źródłem generowanej siły.

W 2004 roku Martin Tajmar opublikował artykuł, w którym również nie udało się powtórzyć pracy Browna i zasugerował, że Brown mógł zamiast tego zaobserwować skutki wiatru koronowego wywołanego przez niewystarczające odgazowanie zespołu elektrod w komorze próżniowej i dlatego błędnie zinterpretował efekty wiatru koronowego jako możliwy związek między grawitacją a elektromagnetyzmem.

Patenty

Patent USA 3 120 363 — Urządzenie latające — GE Hagen

TT Brown otrzymał szereg patentów na swoje odkrycie:

W przeszłości udzielono wielu patentów na różne zastosowania efektu, od elektrostatycznego wytrącania pyłu, po jonizatory powietrza , a także do lotu. Szczególnie godny uwagi patent — patent USA 3,120,363 — został przyznany firmie GE Hagen w 1964 r. na urządzenie mniej więcej identyczne z późniejszymi tak zwanymi urządzeniami „ podnoszącymi ”.

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Biefeld–Brown_effect&oldid=1139973436 ”