Copyright materijal
Knjiga: Osnovni principi over juniti elektromagnetnih mašina © 2012 Jovan Marjanović
Poglavlje 1
OSNOVNE DEFINICIJE I OPŠTI PROBLEMI
1.1 Standardne elektromagnetne mašine
Sve elektromagnetne mašine se mogu podeliti u dve osnovne grupe:
elektro generatore i elektro motore.
Elektro generator je mašina koja konvertue bilo koji tip mehaničke energije
u električnu energiju. Vetrenjače koriste snagu vetra da bi okretale generator,
hidroelektrane koriste snagu vodenog pada da okreću generatore, a nuklearne i
termo elektrane pretvaraju toplotu u pritisak pare, koja onda okreće generator.
Elektro motor radi suprotnu stvar od električnog generatora. On pretvara
električnu snagu u mehaničku. Mehanička snaga se prenosi uglavnom uz pomoć
rotacije rotora u motoru. Linearno kretanje se može napraviti uz pomoć
transmisionog točka i sistema poluga.
1.1.1 Koeficijent efikasnosti
Za svaku standardnu elektromagnetnu mašinu je definisan koeficijent
efikasnosti mašine ε kao:
ε = Izlazna energija / Ulazna energija
(1.1)
Gornji koeficijent je manji od 1 za standardne elektro magnetne mašine
zbog raznih energetskih gubitaka. On obično iznosi od 50% do 70% za
standardne generatore. Energetski gubici su uzrokovani vihornim strujama,
histerezisnim gubicima u gvozdenim jezgrima, trenjem u ležajevima i između
vazduha i pokretnog rotora.
Histerezisni gubici su uzrokovani sa promenljivim ili pokretnim magnetnim
poljem koje magnetizuje gvožđe u različitim pravcima. Atomi gvožđa se kreću
kako bi se poravnali u pravcu magnetnog polja i zatim se sudaraju međusobno i
tako zagrevaju gvožđe. Meko gvožđe, koje ne zadržava magnetizaciju posle
ukidanja stranog magnetnog polja, ima male histerezisne gubitke u poređenju sa
čelikom koji zadržava magnetizaciju i postaje stalni magnet posle uklanjanja
Copyright materijal
Knjiga: Osnovni principi over juniti elektromagnetnih mašina © 2012 Jovan Marjanović
6
Copyright materijal
Poglavlje 1: Osnovne definicije i opšti problemi
Knjiga: Osnovni principi over juniti elektromagnetnih mašina © 2012 Jovan Marjanović
stranog magnetnog polja. Neke legure kao permaloj ili superaloj imaju manje
histerezisne gubitke nego meko gvožđe.
Vihorne struje su gubici uzrokovani sa promenljivim ili pokretnim
magnetnim poljem koje indukuje električne struje u obližnjim žicama, gvozdenim
jezgrima, šrafovima i klinovima u statoru i rotoru. Ove indukovane struje će
stvoriti toplotu na isti način kao bilo koja struja, u provodnoj žici, usled prirodnog
otpora supstance. One će takođe stvoriti magnetno polje suprotnog smera od
magnetnog polja koje ih je indukovalo. Na ovaj način one će prouzrokovati otpor
protiv promene magnetnog polja i ako je promena bila prouzrokovana kretanjem
rotora, one će se suprotstavljati obrtanju rotora.
1.1.2 Minimizacija vihornih struja
Da bi se minimizirali gubici usled vihornih struja svi provodni materijali kao
što su gvozdena jezgra se laminiraju u električnim mašinama i transformatorima.
Laminiranje ima istu svrhu kao i pravljenje provodne žice što tanjom i na taj način
sa većim otporom kako bi se smanjila indukovana struja. U stvari, napon se
indukuje pa ako supstanca ima veći otpor, onda će struja biti manja.
Sledeća važna stvar potrebna da se zna je ponašanje metalne ploče koja
prolazi blizu magneta. Iako je magnet stacionaran, njegovo polje će imati različitu
jačinu u raznim pozicijama ploče i ova promena će indukovati vihorne struje u
ploči. Vihorne struje će indukovati magnetno polje suprotnog smera, prema
Lencovom zakonu, koje će imati tendenciju da zaustavi kretanje ploče. Dokaz
ove činjenice je Fukovo klatno, kao na slici 1.1.
Slika 1.1
Copyright materijal
Knjiga: Osnovni principi over juniti elektromagnetnih mašina © 2012 Jovan Marjanović
7
Copyright materijal
Poglavlje 1: Osnovne definicije i opšti problemi
Knjiga: Osnovni principi over juniti elektromagnetnih mašina © 2012 Jovan Marjanović
Između polova elektromagneta je bila obešena bakarna ploča kojoj je bilo
dozvoljeno da se njiše posle podizanja na izvesnu početnu visinu. Njihanje je
trajalo dugo ako nije bilo struje u elektromagnetu, ali je brzo stalo kada je bila
puštena struja kroz elektromagnet. Na slici 1.1 B su prikazane vihorne struje
indukovane po Lencovom zakonu i koje imaju smer indukovanog električnog
polja E. Magnetna sila F ima pravac suprotan od pravca kretanja ploče klatna sa
brzinom v. Ova sila je uzrokovala brzo zaustavljanje njihanja klatna.
Fuko je eksperimentisao sa prosecanjem proreza u ploči kao što se vidi
dole na slici 1.2.
Slika 1.2
On je pronašao da prorezi kao na slici 1.2 A, nisu produžili njihanje klatna
koje je bilo pod uticajem magnetnog polja, ali su prorezi prikazani na slici 1.2 B
produžili njihanje. Razlog je taj što su u drugom slučaju prorezi sekli put
indukovanih vihornih struja koje su morale da se zatvore kroz užu površinu. Ova
logika je ista kao kada bi povećali električni otpor žice sa smanjenjem njene
površine porečnog preseka.
Logika u slici 1.2 B se koristi u laminiranim transformatorima ili u jezgrima
električnih mašina. Smanjenje vihornih struja znači smanjenje toplotnih gubitaka
i kočenja rotora. Drugi način da se smanje vihorne struje je da se poveća
električni otpor gvožđa sa dodavanjem do 4% silicijuma u gvožđe. Ovo
povećanje električnog otpora neće smanjiti magnetnu provodnost mekog gvožđa.
Transformatori za visoke frekvencije koriste materijale napravljene od gvozdenog
praha izolovanog sa nekim otpornim lepilom ili smolom kao Epoksi.
Copyright materijal
Knjiga: Osnovni principi over juniti elektromagnetnih mašina © 2012 Jovan Marjanović
8
Copyright materijal
Poglavlje 1: Osnovne definicije i opšti problemi
Knjiga: Osnovni principi over juniti elektromagnetnih mašina © 2012 Jovan Marjanović
1.2 Over juniti elektromagnetne mašine
Bilo koja mašina koja daje više energije na izlazu nego što je dobila na
ulazu se naziva Over juniti mašina. Njen koeficijent efikasnosti ε je veći od 1.
Postojanje takve mašine je strogo opovrgavano od strane zvanične nauke jer
izgleda da takve mašine narušavaju zakon konzervacije energije koji je poznat
kao Prvi zakon termodinamike. O tom problemu će biti više reći kasnije.
Glavna tema ove knjige su over juniti mašine koje koriste jake stalne
magnete. Postoje tri važne činjenice koje kvalifikuju magnete za korišćenje u
konstrukciji over juniti mašina:
•
Prva važna činjenica je da stalni magnet ne gubi svoj magnetizam ako se
feromagnetni material kao gvožđe prinese ili skloni iz njegove blizine.
•
Druga važna činjenica je prirodno privlačenje stalnog magneta i
feromagnetne supstance.
•
Treća važna činjenica je da feromagnetna supstanca može da se koristi
kao štit da zaustavi uticaj magnetnog fluksa izvan štita. Štit je možda
pogrešna reč jer feromagnetna supstanca će u stvari privući i voditi linije
magnetnog polja u željenom pravcu.
Iako je prva činjenica najvažnija za konstrukciju over juniti mašine, mi smo
se navikli na nju da više ni ne mislimo o njoj. Druga činjenica je od velike
važnosti za over juniti magnetne motore a treća činjenica za over juniti elektro
generatore.
Glavno pitanje za over juniti motore je kako da se prekine privlačenje
gvožđa i magneta u odgovarajuće vreme, da bi se dozvolilo rotoru da prođe do
sledećog pola statora.
Glavno pitanje za over juniti generatore je kako da se štit pomera
periodično na takav način da to ne košta više energije nego što daje sa svojim
periodičnim kretanjem koje uzrokuje promenu fluksa i indukovanje napona.
1.2.1 Over juniti koeficijent
Opšti pogled je da ako je koeficijent efikasnosti ε veći od 1 da se mašina
nalazi u over juniti stanju zato što vraća više energija nego što prima.
Iako je gornja izjava korektna, ona nije kompletna. Mašina može da se
nalazi u over juniti stanju i kad koeficijent efikasnosti ε nije veći od 1. To će se
desiti ako mašina ima malo kočenje kada se uključi potrošač na izlaznoj strani, a
mašina je loše konstruisana i ima dosta gubitaka. Na primer ako ima dosta
praznog mesta između magneta i gvozdenog jezgra kalema, gvozdena jezgra
nisu laminirana, istrošeni ležajevi, itd. Međutim, ako bi se takva mašina mogla
Copyright materijal
Knjiga: Osnovni principi over juniti elektromagnetnih mašina © 2012 Jovan Marjanović
9
Copyright materijal
Poglavlje 1: Osnovne definicije i opšti problemi
Knjiga: Osnovni principi over juniti elektromagnetnih mašina © 2012 Jovan Marjanović
modifikovati da radi kao standardna mašina onda bi njen koeficijent efikasnosti
bio niži nego u over juniti stanju.
Autor će predložiti da se over juniti koeficijent η definiše kao:
η = Izlazna energija / (Ulazna opterećena – Ulazna prazna)
(1.2)
gde je Ulazna opterećena ulazna energija potrošena kad je priključen potrošač
koji koristi izlaznu energiju sistema, a Ulazna prazna je ulazna energija
potrošena na gubitke u sistemu kada potrošač ne koristi izlaznu energiju i
izlazno kolo je otvoreno.
Formula (1.2) će dati veliki over juniti koeficijent ako su obe ulazne
energije slične, bez obzira kolika je izlazna energija. Ako su obe ulazne energije
skoro iste to bi značilo je kočenje usled potrošnje energije na izlazu minimalno i
da je over juniti koeficijent ogroman. Međutim, za praktično korišćenje bilo koje
mašine koeficijent efikasnosti ε je takođe važan. Bilo bi loše ako bi ε bilo malo
čak i kad bi η bilo veliko. Takve mašine bi bile dobre za naučne eksperimente a
nekorisne u praksi.
1.2.2 Generator - motor funkcionalna zamena
Poznata je činjenica da standardni elektro generator takođe može da radi
kao motor ako se dozvoli da električna struja teče kroz izlazne namotaje. Ova
činjenica nije tačna za over juniti elektro generatore. Razlog je očigledan. Da bi
se mašina kvalifikovala za titulu over juniti elektro generator, ona mora biti
dizajnirana na takav način da nema velikog kočenja usled Lencovog zakona tj.
opozicionih magnetnih sila. Prosto rečeno, izlazna strana ne sme da mnogo utiče
na ulaznu stranu. Na taj način ulazna strana neće osećati kočenje od izlazne
strane i neće biti potrebno ulagati dodatnu energiju na ulazu da bi se savladalo
kočenje i mašina radila normalno, sa opterećenjem na izlazu. Ako bi se tada
dozvolilo da električna struja teče kroz izlazo kolo, na primer stator, onda
magnetno polje statora neće imati mnogo uticaja na ulaznu stranu, rotor, i terati
ga de se obrće.
To znači da svaki dobar over juniti elektro generator mora biti loš elektro
motor.
Potrebno je takođe primetiti da su neki pronalazači napravili specijalno
kolo sa vremenskom logikom da naizmenično uključuje jedao deo mašine da radi
kao over juniti generator a drugi deo kao elektro motor. Međutim, ta logika ne
menja gornji zaključak.
Copyright materijal
Knjiga: Osnovni principi over juniti elektromagnetnih mašina © 2012 Jovan Marjanović
10
Copyright materijal
Poglavlje 1: Osnovne definicije i opšti problemi
Knjiga: Osnovni principi over juniti elektromagnetnih mašina © 2012 Jovan Marjanović
1.3 Kočenje usled uzajamnog privlačenja magneta i gvožđa
Standardni elektro generator je pogonjen sa spoljnom mehaničkom
energijom a standardni elektro motori se oslanjaju na uzajamno privlačenje ili
odbijanje dva magnetna polja, jednog na statoru a drugog na rotoru.
Uzajamno privlačenje magneta i gvožđa nije uzeto u obir zbog sledeće
činjenice. Kada magnet na rotoru prilazi gvozdenom jezgru kalema na statoru on
će biti privučen i primiti izvesnu kinetičku energiju. Kada magnet pokušava da
napusti gvozdeno jezgro njegovo kretanje će biti kočeno zbog uzajamnog
privlačenja i on će iskoristi svu primljenu kinetičku energiju da bi mogao da
napusti jezgro. Međutim, ovo je tačno samo za velike brzine rotora. Ako je
kretanje rotora sporo, magnet će zgrabiti gvozdeno jezgro statora sa svojim
poljem i ostati tamo. Tada će biti teško da se rotor natera da nastavi rotaciju,
naročito ako je gvozdeno jezgro statora masivno i ima veliku širinu.
Zato što svaki over juniti generator mora da se pogoni sa motorom
potrebno je da taj motor ima manju snagu od generatora. Snažniji motor će imati
veće gubitke i ako ne koristi svoj puni kapacitet onda će koeficijent efikasnosti
sistema motor-generator biti manji. Ako postoji magnetno kočenje u over juniti
generatoru, onda će biti potrebno da snažan motor pokrene obrtanje rotora
generatora do njegove operativne brzine. Onda bi bilo korisno da se uključi manji
motor da pogoni generator a da se isključi jači.
Umesto korišćenja dva motora sa prekidačkom logikom bolje je da se
konstruiše generator sa manjim magnetnim kočenjem. Mi ćemo demonstrirati
oba tipa generatora, jedan sa jakim magnetnim kočenjem i drugi sa manjim
magnetnim kočenjem.
Dole na slici 1.3 je generator sa parnim brojem gvozdenih jezgara na
statoru i parnim brojem magnetnih polova na rotoru.
Slika 1.3
Copyright materijal
Knjiga: Osnovni principi over juniti elektromagnetnih mašina © 2012 Jovan Marjanović
11
Copyright materijal
Poglavlje 1: Osnovne definicije i opšti problemi
Knjiga: Osnovni principi over juniti elektromagnetnih mašina © 2012 Jovan Marjanović
Očigledno je da rotor u poziciji kao na slici 1.3 A ima jako kočenje na oba
pola. Kada magnet dođe u horizontalni položaj kao na slici 1.3 B, kočenje će biti
značajno smanjeno.
Na slici 1.4 je prikazan generator sa neparnim brojem gvozdenih jezgara
na statoru i parnim broj magnetnih polova na rotoru.
Slika 1.4
Kada su magnetni polovi rotora u poziciji 1 sa slike 1.4 A, magnetno
kočenje će postojati samo na gornjem polu magneta. Kočenje na donjem polu će
biti balansirano između dva gvozdenog jezgra. Kada magnetni polovi dođu u
poziciju 2 na slici 1.4 B, kočenje će postani nula zato što su oba pola delimično u
gvozdenim jezgrima i zatezanje rotora od strane magnetnih sila će poništiti jedno
drugo. Isti slučaj je za poziciju 4. Pozicije 3 i 5 su iste kao i pozicija 1. Jako
kočenje će postojati samo za jedan pol magneta.
Gornja logika slabog kočenja bi bila potpuno ispravna ako bi gornji
generator imao četiri magnetna pola na rotoru ili pet gvozdenih jezgara na
statoru, ili oboje.
Važno je primetiti da broj gvozdenih jezgara i magnetnih polova ne
mogu oba biti parna.
Ako bi generator sa slike 1.3 imao četiri pola i na rotoru i na statoru, onda
bi, kada se polovi rotora nađu ispod polova statora, kočenje postojalo za sva
četiri pola i bilo bi jako teško da se rotor pokrene i izađe iz te pozicije.
Copyright materijal
Knjiga: Osnovni principi over juniti elektromagnetnih mašina © 2012 Jovan Marjanović
12
Copyright materijal
Poglavlje 1: Osnovne definicije i opšti problemi
Knjiga: Osnovni principi over juniti elektromagnetnih mašina © 2012 Jovan Marjanović
1.4 Termodinamika i over juniti
Kao što je već rečeno, službena nauka ne priznaje postojanje bilo kakve
over juniti mašine zato što bi to narušilo postojeće zakone termodinamike. Ovde
ćemo razmotriti prva dva od četiri zakona termodinamike.
Prvi zakon tvrdi da u svakom procesu u izolavanom sistemu, totalna
energija ostaje ista. Energija se ne može niti stvoriti niti uništiti. Ona samo može
da promeni svoj oblik.
Drugi zakon tvrdi da prirodni spontani procesi generalno povećavaju
entropiju, ili u drugačije rečeno da toplota može spontano da se sprovodi ili zrači
samo sa regiona više temperature prema regionu niže temperature, a nikako
obnuto.
Potrebno je takođe primetiti da je energija definisana kao sposobnost
fizičkog sistema da izvrši rad nad drugim fizičkim sistemom.
1.4.1 Problemi u prvom zakonu termodinamike
Prvi problem u ovom zakonu je definicija zatvorenog odnosno izolovanog
sistema. Zakon konzervacije energije je dobro definisan za toplotne mašine kao
što su parne mašine gde je lako izolovati sistem. Savremena nauka je potpuno
svesna atomske energije mase, raznih kosmičkih i sunčanih zračenja a i stara
ideja o kosmičkom eteru je postala ponovo popularna iako prerušena kao Tamna
energija ili Super energija. Uticaj gravitacije se takođe oseća svuda i nijedan
sistem se ne može izolovati od nje a jedva od gore pomenutih uticaja.
Kada kažemo da je mašina over juniti mašina to ne znači da prvi
zakon termodinamike mora da se naruši. To znači da mi ne znamo odakle
dodatna energija dolazi. To takođe znači da takav sistem nije izolovan.
Drugi problem je sukob između definicije energije i drugog zakona
termodinamike koji kaže da je termalna smrt univerzuma neizbežna. Ako sva tela
u univerzumu dostignu termalnu ravnoteža i ne mogu izvršiti nikakav rad, onda
prema sadašnjoj definiciji energije kao sposobnosti tela da izvrši rad, to bi značilo
da je energija izgubila svoju sposobnost i kao takva ona više ne postoji.
Praktično, energija je umrla ili nestala.
Isti problem postoji i sa kinetičkom energijom tela koja se kreću istom
brzinom. Putnik koji sedi u vozu se kreće istom brzinom kao i voz pa za spoljnog
posmatrača i putnik i voz imaju kinetičku energiju proporcionalnu njihovim
masama. Međutim nepokretni putnik ne može da izvrši nikakav rad u vozu. Ako
bi se sva tela u univerzumu kretala istom brzinom, nikakav rad se ne bi mogao
izvršiti iako bi sva tela imala kinetičku energiju. I u tom slučaju energija bi izgubila
svoju sposobnost da izvrši rad.
Copyright materijal
Knjiga: Osnovni principi over juniti elektromagnetnih mašina © 2012 Jovan Marjanović
13
Copyright materijal
Poglavlje 1: Osnovne definicije i opšti problemi
Knjiga: Osnovni principi over juniti elektromagnetnih mašina © 2012 Jovan Marjanović
Treći problem je nepoznat izvor energije. Mi ćemo to demonstrirati na
primeru zatvorenog sistema sa dve planete sa masama M1 i M2 i jednim probnim
telom sa masom m koje je na rastojanju r od centra planeta. Dve planete su na
rastojanju d koje je mnogo veće od r i gravitacija druge planete ne može da utiče
na probno telo koje je blizu prve planete i obrnuto. Međutim, zato što planete
imaju veliku masu one utiču jedna na drugu sa privlačnim gravitacionim silama
kao na slici 1.5.
Slika 1.5
Izračunaćemo potencijalnu energiju probnog tela m za obe planete kao
Ep1 i Ep2, kao na slici 1.5 A. Totalna energija u sistemu je suma potencijalnih
energija probnog tela za obe planete. Posle nekog vremena, usled delovanja
privlačnih sila F12 i F21, planete će se sudariti i napraviti jedno telo sa masom M3
koja je jednaka sumi masa od obe planete, kao na slici 1.5 B. Potencijalna
energija za probno telo Ep3, će biti ista kao totalna energija sistema na slici 1.5 A.
Pitanje je odakle je došla kinetička energija planeta u pokretu pre sudara?
Lako se može reći da su gravitacione sile F12 i F21 izvršile rad, ali to nije dovoljno.
Poznato je da kad se dve bilijarske kugle sudare i druga kugla poveća svoju
brzinu da prva mora da smanji svoju brzinu, jer je predala deo svoje kinetičke
energije drugoj kugli. Pravo pitanje je odakle je došla kinetička energija pokretnih
planeta pošto se potencijalna nije menjala. Pošto u formula za gravitacionu silu
postoje dve mase, jedini odgovor je da se deo mase transformisao u kinetičku
energiju, ili je energija došla spolja, od etera ili Energije nulte tačke.
Isto pitanje je važi za bilo koje telo koje pada dole na Zemlju. Da li je
Zemlja transformisala deo svoje mase da bi izvršila rad uz pomoć svog
gravitacionog polja, ili nije? U to je teško poverovati jer bi to značilo da kada god
podignemo neko telo sa tla naviše, nova masa bi se stvorila u Zemlji od uložene
energije naših mišića. Isto pitanje važi ako bi ponovili gornji eksperiment, ali
Copyright materijal
Knjiga: Osnovni principi over juniti elektromagnetnih mašina © 2012 Jovan Marjanović
14
Copyright materijal
Poglavlje 1: Osnovne definicije i opšti problemi
Knjiga: Osnovni principi over juniti elektromagnetnih mašina © 2012 Jovan Marjanović
umesto planeta upotrebili dva stalna magneta. Autor veruje da je energija došla
spolja. Istu ideju je razvijo Nikola Tesla u svojoj Dinamičkoj teoriji gravitacije2.
"Moje drugo otkriće je fizička istina od najveće važnosti. Pošto sam
pretraživao celokupnu naučnu literaturu na više od pola tuceta jezika za dugo
vremena i nisam našao ni najmanji nagoveštaj, smatram sebe originalnim
pronalazačem ove istine koja se može izraziti sa tvrdnjom: Nema druge energije
u materiji osim one koju je primila od okoline." — Nikola Tesla
Više će biti rečeno o problemu sa gravitacijom u poglavlju 5.1.1.
1.4.2 Problemi u drugom zakonu termodinamike
Posledica drugog zakona termodinamike je toplotna smrt univerzuma.
Razlog je taj što prilikom izvršenja bilo kakvog rada izvesna količina energije se
troši na toplotne gubitke. Na kraju će sva mehanička energija da se transformiše
u toplotnu. Kada svi sistemi dođu na istu temperaturu nijedan rad se više neće
moći izvršiti. Toplotna pumpa kao frižider ne može da radi bez spoljne energije.
Postoji nekoliko problema sa drugim zakonom termodinamike:
•
Prvi smo već diskutovali i to je sposobnost energije da izvrši rad.
•
Sledeće pitanje je poreklo univerzuma. Ako je univerzum beskonačan, bez
početka, onda on nema kraja inače bi se već davno istrošio i umro. Ako je
on imao početak, pitanje je da li početak znači stvaranje energije i mase ili
ne? Ako ne, onda je sledeće pitanje šta je bilo pre? Ako je univerzum
neograničen on se onda definitivno ne može izolavati da bi se na njega
primenili zakoni termodinamike.
•
Postoje dva izuzetka za drugi zakon, jedan za gasove i drugi za vodu.
Poznato je da ako postoji samo jedan izuzetak onda se zakon ne može
prihvatiti kao univerzalni zakon. Prvi izuzetak je pronašao Čarls P.
Štajnmec3 i autor će objasniti njegovu osnovnu ideju dole. Drugi izuzetak
je otkrio Viktor Šauberger.
•
Sledeći problem je pretvaranje toplotne energije u drugi tip energije i
odlaganje termičke smrti univerzuma. Poznato je da se mnogi hemijski
procesi brže odvijaju na višoj temperaturi kao i da se električni akumulatori
i baterije bolje ponašaju na višoj temperaturi. Ovde ćemo objasniti toplotnu
mašinu od Nitinola i električnu bateriju od Grafena.
2
Teslina dinamička teorija gravitacije, tačnije njeni delovi iz štampe, se mogu naći na sajtu
http://peswiki.com/index.php/PowerPedia:Tesla's_Dynamic_Theory_of_Gravity
3
Charles P. Steinmetz je bio glavni inženjer u Dženeral elektrik kompaniji. On je došao u Ameriku iz
Nemačke i prvi izračunao histerezisne gubitke u električnim mašinama. On je objasno problem sa drugim
zakonom termodinamike u svom radu: DRUGI ZAKON TERMODINAMIKE I „SMRT“ ENERGIJE, SA
PRIMEDBAMA NA TERMODINAMKU ATMOSFERE.
Copyright materijal
Knjiga: Osnovni principi over juniti elektromagnetnih mašina © 2012 Jovan Marjanović
15
Copyright materijal
Poglavlje 1: Osnovne definicije i opšti problemi
Knjiga: Osnovni principi over juniti elektromagnetnih mašina © 2012 Jovan Marjanović
1.4.2.1 Problem sa gasovima
Toplotna energija uzorka gasa koji se sastoji od N atoma je data kao
suma atomskih kinetičkih energija, pod pretpostavkom da nema gubitaka u
posudi.
U thermal =
1
3
N mv 2 = N kT
2
2
(1.3)
gde linija na brzini v označava prosečnu brzinu velikog uzorka gasa. Totalna
toplotna energija uzorka je proporcionalna makroskopskoj temperaturi T sa
konstantnim faktorom, uzimajući u obzir tri translaciona stepena slobode koji ima
svaka čestica, kao i Bolcmanovom konstantom k.
Potrebno je primetiti da je temperatura T makroskopska veličina i da je
proporcionalna sa prosečnom kinetičkom energijom svih atoma u posudi sa
uzorkom gasa.
Prema drugom zakonu termodinamike, kada se dvema izolovanim gasnim
posudama, svakoj u svojoj termičkoj ravnoteži, dozvoli da u određenom vremenu
utiču jedna na drugu, prekidanjem izolacije koja odvaja dve poside, one će
konačno dostići uzajamnu termodinamičku ravnotežu. Praktično njihovi molekuli
će se sudarati i razmenjivati energiju. Neki će izgubiti energiju, neki će dobiti a
neki će imati istu. Međutim, pošto temperatura predstavlja prosečnu kinetičku
energiju, očigledno je da će temperatura obe posude postati ista tj. prosečna
kinetička energija svih molekula u obe posude će biti ista.
Sledeća stvar koju je potrebno primetiti je da ako želimo da toplota teče od
niže temperature ka višoj temperaturi (suprotno drugom zakonu termodinamike)
to znači da postoji odvajanje bržih molekula od sporijih. Onda ćemo imati dva
sistema, jedan sa sporim molekulima i nižom temperaturom i drugi sa bržim
molekulima i višom temperaturom. Poslednji će rasti ako budemo nastavljali sa
odvajanjem molekula. Prema drugom zakonu termodinamike, nemoguće je da se
taj proces desi spontano, sam po sebi.
Međutim, takvi procesi se dešavaju u našoj atmosferi i bilo kojoj atmosferi
drugih kosmičkih tela. Odvajanje je prouzrokovano sa gravitacijom kosmičkog
tela. Gravitacija drži atmosferu zakačenu za pokretnu planetu. To znači da ona
utiče na kretanje molekula vazduha. Samo molekuli sa kinetičkom energijom i
brzinom većom od kritične, od 11 km/sec, mogu napustiti Zemlju. Čarls Štajnmec
je izračunao da takvi molekuli imaju temperaturu od 60.000 stepeni Celziusa. To
znači da toplota teče od 10°C, koja je prosečna temperatura planete, ka regionu
od 60.000°C. Treba primetiti da prazan prostor nema temperaturu, pošto je
temperatura svojstvo materije u prostoru.
Sledeća stvar koju je potrebno primetiti je da su se svi takve molekuli, koji
su bili u mogućnosti da napuste planetu, kretali u jednom pravcu, nagore. Znamo
Copyright materijal
Knjiga: Osnovni principi over juniti elektromagnetnih mašina © 2012 Jovan Marjanović
16
Copyright materijal
Poglavlje 1: Osnovne definicije i opšti problemi
Knjiga: Osnovni principi over juniti elektromagnetnih mašina © 2012 Jovan Marjanović
da temperatura predstavlja samo kinetičku energiju čestica sa haotičnim
kretanjem. Ako se molekuli kreću samo u jednom pravcu, onda njihova kinetička
energija predstavlja mehaničku energiju. Primer je kretanje gasa ili vode u cevi.
To znači da je gravitaciona sila pretvorila toplotnu u mehaničku energiju.
Vazduh na našoj planeti nije nikad u ravnoteži. Ako bi bio u ravnoteži
onda prema adiabatskom zakonu, naša atmosfera bi bila samo 29 km debela, na
čijoj granici bi vazdušni pritisak, gustina i temperatura bili nula. Međutim, naša
atmosfera je mnogo deblja. Potrebno je takođe primetiti da termičko zračenje
Sunca nije jedini uzrok kretanja vazduha. Molekuli koji se kreću nagore gube
brzinu i temperaturu. Molekuli koji se kreću naniže dobijaju brzinu i temperaturu
zbog gravitacije. Na ovaj način, ravnoteža je nemoguća u našoj atmosferi. Naša
planeta se takođe okreće oko svoje ose. Znamo takođe da je Mesec u stanju da
pokreće vodu i uzrokuje plimu i oseku. Da li on utiče i na vazduh koji je lakši od
vode? Autor veruje da utiče. To znači da ravnoteža i termalna smrt nije moguća
na našoj planeti.
1.4.2.2 Problem sa vodom
Interesantna stvar da se spomene ovde je pronalazak Viktora
Šaubergera4. On je istraživao reke i pronašao da postojanje virova u reci, u
pravcu rečnog toka, održava reku hladnom i slobodnom od nezdravih mikroba.
On je iskoristio tu činjenicu da virovi sisaju toplotu i razvio Implozivnu tehnologiju.
On je izumeo specijalnu vodenu cev koja stvara virove, odnosno turbulenciju
unutra, i koja povećava brzinu vode i smanjuje trenje. Njegova ‘spiralna
helikoidna’ bakrena cev smanjuje trenje na nulu ili čak i niže. Rezultat
nezavisnog testa koji je zatražen od nemačke vlade u 1952. godini a izvršen od
profesora Franca Popela sa Šutgartskog tehničkog univerziteta, je bio da drugi
zakon termodinamike nije važio u ovom slučaju.
Implozivna tehnologija je komplementarni deo sadašnjoj Eksplozivnoj
tehnologiji, koja se oslanja na sagorevanje goriva. Prva je hladna, a druga vruća
tehnologija. Ove dve su komplementarne kao kineska ideja o Yin i Yang
energijama, ili kao trouglasti simboli vode i vatre u Davidovoj zvezdi. Izgleda da
se drevni sveštenici bili mudriji i bili svesni obe strane stvarnosti od današnjih
sveštenika termodinamičke religije, koji propovedaju termalnu smrt univerzuma.
4
Viktor Schauberger je poznat kao ’Vodeni čarobnjak’. On je otac Implozivne tehnologije. Jedan od njegovih
pronalazaka je leteći tanjir nazvan Repulzina. Detalji o njegovom radu se mogu naći u knjizi: ’Hidden Nature’
od Alika Bartolomeja ili ’Living Energies’ od Kaluma Koutsa.
Copyright materijal
Knjiga: Osnovni principi over juniti elektromagnetnih mašina © 2012 Jovan Marjanović
17
Copyright materijal
Poglavlje 1: Osnovne definicije i opšti problemi
Knjiga: Osnovni principi over juniti elektromagnetnih mašina © 2012 Jovan Marjanović
1.4.2.3 Pretvaranje toplotne energije u drugi tip energije
Prvo ćemo proučiti prevaranje toplotne energije u mehaničku uz pomoć
Nitinola5 a zatim u električnu uz pomoć Grafena.
Nitinol je legura Nikla i Titanijuma sa podjednakim brojem atoma od oba
metala. Iako je prvi put proizveden još davne 1962. godine napori za
komercijalnu upotrebu su počeli desetak godina kasnije a stvarna upotreba je
počela posle 1990. godine kada su rešeni problemi komercijalne proizvodnje koja
je još uvek skupa. Razlog skupe proizvodnje je što Nitinol nije obična smeša dva
metala već je to intermetalna smeša gde svi atomi imaju pravilan raspored u
kristalnoj rešetki. Na višoj temperaturi (dovoljna je vruća voda od 800C) kristalna
rešetka ima prostu kubnu strukturu a na nižim temperaturama (sobna
temperatura) složeniju monokliničku strukturu.
Kada se žica ili neki drugi predmet od Nitinola deformiše na nižoj
temperaturi pa zatim polije vrućom vodom on će se vratiti u prvobitni oblik. Ta
osobina se naziva memorija oblika. Da bi se sprečilo vraćanje u provobitni oblik
porebno je primeniti veliku silu. Na višoj temperaturi od transformativne
temperature Nitinol ima osobine superelastičnosti, jer je elastičniji 10 do 30 puta
od drugih metala.
Već je proizvedeno nekoliko mašina koje vrše mehanički rad uz pomoć
deformisane žice od Nitinola koja se naizmenično kreće kroz vruću i hladnu vodu
i menja svoj oblik, odnosno isteže se i skuplja6. To znači da ova legura direktno
pretvara toplotu u mehaničku energiju. Za praktične svrhe se može koristiti
nepotreba toplota gubitaka nastalih usled fizičkog trenja, električne otpornosti i
slično. Iako je za rad mašina od Nitinola potrebno imati dva rezervoara sa
različitom temperaturom, što je potpuno u skladu sa zakonima termodinamike,
ipak takve mašine smanjuju toplotne gubitke u okolini i odlažu termičku smrt
univerzuma.
Za rad električnih akumulatora i baterija nisu potrebne dve temperature,
jer se njihov kapacitet povećava u toplijem okruženju što znači da one manje ili
više direktno pretvaraju toplotu u hemijsku energiju. Odličan primer takve baterije
je nova baterija od Grafena koja je izmišljena u Politehničkom univerzitetu Hong
Konga7.
Grafen je traka sa slojem ugljenika debelim jedan atom. Sa oba kraja
trake se nalaze elektrode, jedna od zlata a druga od srebra. Ceo sistem je
5
Za informacije o Nitinolu pogledati internet sajt: http://en.wikipedia.org/wiki/Nickel_titanium
6
Za detalje pogledati snimak na ju-tjubu: http://www.youtube.com/watch?v=ZoAFc_DeWVQ
7
Za informacije pogledati internet sajt: http://physicsworld.com/cws/article/news/48889
Copyright materijal
Knjiga: Osnovni principi over juniti elektromagnetnih mašina © 2012 Jovan Marjanović
18
Copyright materijal
Poglavlje 1: Osnovne definicije i opšti problemi
Knjiga: Osnovni principi over juniti elektromagnetnih mašina © 2012 Jovan Marjanović
uronjen u rastvor bakar hlorida. Joni bakra udaraju u traku sa Grafenom i
izbacuju elektrone iz Grafena. Oslobođeni elektroni, umesto da se kombinuju sa
pozitivnim jonima bakra, putuju brže kroz traku Grafena i stvaraju električni
napon od 1/3 V. Napon se može povećati sa povišenjem temperature rastvora ili
ubrzavanjem jona bakra pomoću ultra zvuka.
Iako je ova tehnologija još uvek u razvoju ona ima veliki značaj u
direktnom pretvaranje termalne energije haotičnog kretanja jona u električnu
energiju. Značaj je utoliko veći što nisu potrebna dva rezervoara različite
temperature, pa bi ovaj izum radio i u termički mrtvom univerzumu.
Ukoliko se prihvati činjenica da se toplota može ponovo koristiti kao
kinetička energija onda je jedina opasnost za smrt unverzuma povišenje
potencijalne energije, a ne toplote. Primer je udar tela koje pada na zemlju.
Toplotu možemo reciklirati ali deformisanu masu ne možemo. Deformacija mase
je povećala potencijalnu energiju atoma u kristalnoj rešetki i autor ne vidi kako bi
se mogla ta zarobljena energija ponovi iskoristiti.
Copyright materijal
Knjiga: Osnovni principi over juniti elektromagnetnih mašina © 2012 Jovan Marjanović
19
Download

Poglavlje 01