Pomimo szybkiego rozwoju elektroniki radiowej i elektrotechniki, nadal bardzo niewiele wiadomo o prądach przesunięcia [1], a są to głównie teoretyczne dedukcje z równań Maxwella. Wynika to w dużej mierze z trudności w przeprowadzeniu eksperymentów w celu ich wykrycia, dlatego do tej pory przeprowadzono bardzo niewiele takich badań [2-4]. W tym eksperymencie po raz kolejny praktycznie potwierdzimy istnienie prądu przesunięcia i zrobimy jeszcze jeden krok w kierunku realizacji dotychczas teoretycznie opracowanej technologii impulsowej.
Autorowi udało się przeprowadzić eksperyment i uzyskać dowód prądu przesunięcia za pomocą dość prostego urządzenia składającego się z kondensatora FGT-I [5] i nawiniętej na nim cewki (rys. 2-3), którą dalej będziemy nazywać cewką-kondensatorem, a na schemacie obwodu (rys. 1) będziemy oznaczać CL1. Rysunek ten przedstawia schemat proponowanego eksperymentu, w którym generator krótkich impulsów GG1 okresowo zamyka obwód obciążenia składający się z cewki-kondensatora CL1 i, w zależności od doświadczenia, rezystora R1 lub dławika L1 równolegle do niego. CL1, oprócz standardowych wyprowadzeń kondensatora, ma jeszcze dwa wyprowadzenia z nawiniętej na nim cewki, które są podłączone do mostka diodowego, a on – do matrycy LED HL1, zaprojektowanej na napięcie 12 V. Kondensator wygładzający C1 jest zainstalowany wzdłuż obwodu zasilania, a amperomierz prądu stałego I1 jest zainstalowany w szczelinie przewodu dodatniego.
Przy odpowiednio krótkich impulsach z GG1 matryca HL1 świeciła jednostajnie. W przypadku autora czas trwania impulsów, przy których obserwowano ten efekt, wynosił około 140 ns, a gdy wartość ta wzrosła, matryca zgasła, pomimo faktu, że prąd zasilania obwodu kontrolowanego przez amperomierz I1 wzrósł. Bardzo interesujący był również fakt, że obciążenie matrycy (i każde inne obciążenie, aż do całkowitego zwarcia) nie miało wpływu na prąd obciążenia!
Jednocześnie efekt zaobserwowano przy różnych typach obciążenia. Na rysunku (1a) zwykły rezystor jest podłączony równolegle do CL1, a na rysunku (1b) – dławik. Oczywiście drugi wariant okazał się bardziej efektywny.
Szczegóły i regulacja
Głównym szczegółem tego eksperymentu jest cewka-kondensator. Jest on wykonany bardzo prosto: 14-16 zwojów izolowanego drutu o średnicy rdzenia 0,8-1,2 mm jest nawiniętych na porcelanowy dielektryk kondensatora FGT-I (rys. 3), którego przewody są dalej podłączone do mostka diodowego VD1. W przypadku autora był to kondensator 10 nF i 15 kV, ale można wybrać dowolny inny podobny kondensator [5].
Dławik L1 musi mieć pojemność dolnoprzepustową. Można go wykonać na pierścieniu ferrytowym o przenikalności 1000NM i większej, nawijając na niego 10-15 zwojów izolowanego drutu o średnicy 0,2-0,4 mm. Ważne jest, aby zwoje były nawinięte jeden do jednego, bez nakładania się. Całe uzwojenie powinno być umieszczone w jednej warstwie.
Mostek diodowy VD1 powinien składać się z czterech szybkich diod wysokonapięciowych, takich jak UF4007, a matryca LED powinna mieć napięcie 12 V i moc 10 W lub podobne.
Generator powinien emitować krótkie impulsy o czasie trwania około 140 ns, a ich częstotliwość może wahać się od 40 do 150 kHz w zależności od obciążenia. Czas trwania, jak również częstotliwość, będą musiały być dobierane indywidualnie, przy maksymalnej luminescencji matrycy LED. Bardzo ważny jest tutaj klucz wyjściowy tego oscylatora, który musi być wystarczająco szybki. U autora zaproponowany tutaj efekt był dobrze i stabilnie obserwowany tylko z tranzystorem TF27S60 (AOTF27S60).
Wnioski
Jednym z założeń, które czytelnicy mogą słusznie przyjąć, jest to, że drut nawinięty na dielektryku kondensatora jest odpowiednikiem przewodnika biegnącego równolegle do osi kondensatora, na którym można indukować pole magnetyczne. Czyli w istocie – być zwykłym transformatorem. Aby sprawdzić to założenie, autor przeprowadził jeszcze jeden dodatkowy eksperyment, w którym na dielektryku kondensatora umieszczono niezamkniętą cewkę z folii miedzianej, do której dwóch przeciwległych (wzdłuż osi) końców podłączono diodę LED małej mocy o napięciu 1,5V. W ten sposób przetestowano ekwiwalent przewodnika biegnącego równolegle do osi kondensatora. Nie zaobserwowano świecenia diody LED przy żadnej wartości czasu trwania impulsu ani częstotliwości. Celowo zwiększono również napięcie zasilania. Wynik był cały czas ujemny. Stąd wersja transformatorowa, jeśli jest transformator, to w najbardziej nieistotnym, a nie fundamentalnym dla tego eksperymentu, zakresie.
Kolejnym argumentem przemawiającym za wykrywaniem prądu przesunięcia jest fakt, że wraz ze wzrostem czasu trwania impulsu z GG1 cały efekt zanika, a HL1 przestaje świecić.
Według autora, głównym argumentem potwierdzającym stałość prądu przesunięcia jest brak reakcji obwodu pierwotnego na obwód wtórny. Mianowicie, nawet gdy wejście lub wyjście mostka diodowego VD1 jest całkowicie zwarte, nie ma to żadnego wpływu na zużycie obwodu, które jest kontrolowane przez amperomierz I1.
Wykorzystane materiały:
- Wikipedia. Prąd przesunięcia.
- Eksperymenty nad wykrywaniem i badaniem prądów przesunięcia w próżni. V.S. Gudymenko, V.I. Piskunov.
- Eksperymentalna weryfikacja istnienia pola magnetycznego wytwarzanego przez prądy polaryzacji kondensatora. Zadorozhny V.N.
- Prąd przesunięcia i jego pole magnetyczne. Kondensator FGT-I.
Autor: Wiaczesław Gorchilin – tłumaczenie DQ – orginał na stronie: https://gorchilin.com/articles/experiment/capacitor_bias_current