Badanie to w pewnym sensie przypomina eksperyment Tesli z U-kształtną szyną, ale w przeciwieństwie do niego, będziemy tutaj rozważać energię powstającą w poprzecznej zamkniętej pętli toroidalnej cewki. Z klasycznej elektrodynamiki wiadomo, że wektor pola magnetycznego \vec B w toroidalnym rdzeniu ferrytowym, generowany przez przewód z prądem nawinięty na niego, będzie znajdował się wzdłuż okręgu, i tylko wewnątrz rdzenia (rys. 1a). W tym badaniu pokażemy, że dla wystarczająco krótkich impulsów na uzwojeniu generującym, w rdzeniu pojawia się jeszcze jedno pole, prostopadłe do klasycznego pola wirującego. Zaświecimy diodę LED umieszczoną na zamkniętej pętli przewodnika i wyciągniemy wnioski dotyczące niektórych właściwości tego pola.
Rys.1. a – schemat układu pola magnetycznego w rdzeniu toroidalnym, b – schemat eksperymentu, c – połączenie diody led D1 z taśmą miedzianą W2 (pokazano przekrój poprzeczny rdzenia A-A)
Do przeprowadzenia naszego badania potrzebny będzie toroidalny rdzeń ferromagnetyczny F1 (rys. 1b). U autora takim rdzeniem były trzy pierścienie ferrytowe złożone razem, o wymiarach każdego z nich 124 x 78 x 12 mm, a względna przenikalność magnetyczna wynosiła 2000 jednostek. Na ich podstawie wykonano transformator T1 w następujący sposób: na jedną stronę rdzenia nawinięto izolowany przewód w ilości 4-6 zwojów, tworząc uzwojenie pierwotne W1, do którego podłączono generator impulsów GG1. Autor użył takiego generatora, ale do tych eksperymentów nada się każdy inny podobny, z dobrą szybkością narastania i opadania impulsu. Pod kątem 90 stopni od W1 rdzeń otacza nieizolowany zwój miedzianej taśmy, który jest zamykany i lutowany w tym miejscu. Ten zwój będzie stanowił odbiorczą cewkę W2. Należy zauważyć, że W2 można umieścić także po przeciwnej stronie rdzenia względem W1, ale efekt będzie nieco słabszy.
Najważniejszym punktem jest tutaj podłączenie diody LED D1. W końcu powinna ona świecić na całkowicie zamkniętej cewce, co samo w sobie będzie wyjątkowym, nieklasycznym efektem. W tym celu należy przylutować jej wyprowadzenia do miedzianej listwy w taki sposób, aby punkty lutownicze znajdowały się jak najdalej od siebie (rys. 1c). Dzięki takiemu połączeniu, jasność diody LED zostanie zmaksymalizowana. Jednak, podobnie jak w eksperymencie Tesli, będzie ona świecić również w innych miejscach połączenia z taśmą. Zdjęcie świecącej diody LED podłączonej w ten sposób można zobaczyć na rysunkach 2 i 3. W tym badaniu autor użył diody LED o mocy 3 W.
Należy zauważyć, że sprawność takiego obwodu jest raczej niska, a jego znaczenie polega na demonstracji, nawet jeśli słabego, ale całkowicie sprzecznego z oficjalną elektrodynamiką. Aby wzmocnić ten efekt, można również zamiast taśmy wykonać zamkniętą cewkę z drutu miedzianego (autor użył kawałka kabla koncentrycznego bez oplotu). Podłączona do niego dioda LED również będzie świecić (rys. 4). Co ciekawe, podłączenie obciążenia w ten sposób nie wpływa na pobór prądu generatora, który został zmierzony precyzyjnymi przyrządami.
Parametry generatora GG1.
Częstotliwość powtarzania impulsów wynosi 70,3 kHz, co nie jest wartością stałą. Częstotliwość może być w zasadzie dowolna. Moc dostarczana do generatora GG1 wynosiła około 1 W, a napięcie 20 V, co również nie jest wartością bezwarunkową. Ważne jest, aby kształt impulsu był w przybliżeniu taki, jak na rysunku 7 (niebieska linia). We wspomnianym generatorze osiąga się to poprzez regulację czasu trwania impulsu za pomocą rezystora R1.
Aby jednoznacznie zrozumieć, że jest to inny rodzaj pola o innym wzorze niż klasyczne pole wirowe, autor podłączył oscyloskop OS1 zamiast diody LED. Pierwszy oscylogram (Rys. 5) pokazuje impulsy na cewce W1 mierzone bezpośrednio na niej za pomocą sondy wysokonapięciowej.
Drugi oscylogram znajduje się na rysunku 6. Aby zmierzyć prąd płynący przez W1, obwód po stronie plusa zasilacza został podłączony przez niską rezystancję 0,9 oma. Żółta sonda wiązki została podłączona do tej rezystancji. Jest to prąd, który wykorzystamy w poniższych oscylogramach. Sonda niebieskiej wiązki została podłączona do cewki z drutu umieszczonej na rdzeniu w celu sprawdzenia impulsu napięcia na klasycznym uzwojeniu wtórnym. Jak widać, kształt tego impulsu napięciowego jest niemal identyczny z kształtem impulsu prądowego, a tym samym z polem magnetycznym w rdzeniu F1 (rys. 1b).
Trzeci oscylogram znajduje się na rysunku 7. Dalsze pomiary rysikiem bezpośrednio na cewce W1 mocno zamazały obraz procesów zachodzących w obwodzie, więc rysik (niebieska linia) został podłączony przez izolator do przewodu z generatora GG1. Druga sonda (żółta wiązka) pokazuje prąd płynący przez cewkę W1. Jak widać, kształt impulsu napięciowego jest niemal identyczny z kształtem impulsu prądowego, a tym samym z polem magnetycznym w rdzeniu F1 (rys. 1b). Nawiasem mówiąc, taki stan rzeczy występuje przy rezonansie drugiego rodzaju.
Na szczególną uwagę zasługuje czwarty oscylogram (Rys. 8). Pokazuje on znany już impuls prądowy przez cewkę W1, mierzony na niskiej impedancji (żółta linia), który określa pole magnetyczne 𝐵 w rdzeniu, oraz odpowiedź na zmianę tego pola w cewce odbiorczej W2, mierzoną przy wyłączonej diodzie LED (niebieska linia). Prawidłowość jest tu następująca:
.
U_2 \sim {d B \over d t} \sim {d U_1 \over d t} \tag{1}
gdzie: U_1 to amplituda sygnału na cewce W1, U_2 to amplituda sygnału na cewce W2, a t to czas. Innymi słowy, sygnał na cewce odbiorczej jest proporcjonalny do zmiany wirowego pola magnetycznego w rdzeniu. Ponadto sygnał na cewce W2 jest proporcjonalny do zmiany napięcia na cewce W1. Dla porównania należy powiedzieć, że w klasycznym nieobciążonym transformatorze wzór (1) wyglądałby następująco:
U_2 \sim U_1 \tag{2}
Oznacza to, że napięcie na cewce odbiorczej W2 będzie proporcjonalne do napięcia na cewce nadawczej W1.
Kolejnym potwierdzeniem faktu, że napięcie na W2 zmienia się zgodnie z prawem wyrażenia (1) może być podłączenie dodatkowego kondensatora C1 równolegle do klucza wyjściowego w GG1 (rys. 9). Przy dodatkowych 200 pF jasność luminescencji D1 silnie spada, a przy pojemności 1000 pF dioda przestaje świecić i efekt zanika. W tym samym czasie czas trwania impulsu na W1 zmienia się z 60 ns do 250 ns, ale obszar impulsu (rys. 10) i pobór mocy generatora nie zmieniają się. Oznacza to, że przy zwiększaniu czasu narastania i opadania impulsu ustawiającego, przy tej samej energii pompowanej do rdzenia, energia „poprzeczna” zmniejsza się odwrotnie proporcjonalnie.
Wnioski
Dzięki temu efektowi byliśmy w stanie zapalić diodę LED podłączoną do zamkniętej cewki otaczającej rdzeń ferromagnetyczny. Jeśli jednak podnoszenie i opadanie impulsu pierwotnego mają niewielkie nachylenie, to nawet przy tej samej mocy przesyłanej z generatora, dioda LED zmniejsza jasność swojego świecenia do zera. Parametry zbocza (narastania i opadania) impulsu pierwotnego odgrywają tutaj decydującą rolę. Istnieje więc oczywisty sposób na zwiększenie wydajności tej metody transferu energii, polegający na poprawie parametrów impulsu odniesienia i właściwości częstotliwościowych rdzenia ferromagnetycznego.
Na podstawie uzyskanych danych można założyć, że deklarowana energia „poprzeczna” jest generowana przez drugie pole magnetyczne (2.PM – skalarne). Pole takie pojawia się gdy wirowe magnetyczne pole zmienia się zgodnie z prawem (1) i prostopadle do niego w kierunku linii sił magnetycznych.
Wiaczesław Gorchilin – tłumaczenie DQ – orginał na stronie: Энергия на замкнутом витке