Электричество из магнитного поля земли: Американские ученые добыли электричество из магнитного поля электропроводки

Электричество и магнетизм НПФ «Янтарь»

Действие электричества на живое известно давно, однако познание природы его, по существу, только начинается. Вли­яние магнитных полей на живое обнаружено относительно не­давно, точнее, в послевоенные годы, хотя о том, что эти поля существуют, люди знали уже много веков тому назад, и прак­тическое использование магнитных явлений на благо человека началось с создания компаса за 2-3 тысячи лет до нашей эры. 

Давно обнаружена биологическая ориентация развития растений, перелета птиц. Серией наблюдений показано, что при отсутствии каких-либо четко выраженных естествен­ных или искусственных ориентиров животные при свободном перемещении ориентируются по силовым линиям магнитного поля Земли. В 50-х годах эти явления начали получать науч­ное обоснование. Этому способствовали следующие наблюде­ния советских ученых: в зависимости от того, как расположены в почве семена кукурузы и пшеницы относительно силовых линий магнитного поля Земли, существенно изме­няются процессы их прорастания. Как сообщает А. С. Пресман, семена, высаженные корешком зародыша к южному магнит­ному полюсу, прорастают быстрее, чем высаженные кореш­ком к северному. Географические полюсы севера и юга не совпадают с магнитными полюсами. Семена, высаженные перпендикулярно силовым линиям, прорастают хуже, чем при параллельном расположении.

Интересные наблюдения сделаны в районе Курской маг­нитной аномалии — той части территории нашего Союза, где уже давно обнаружено в недрах железо, резко меняющее магнитное поле Земли на поверхности. Урожайность, по данным 1964-1967 гг., в сельских хозяйствах, расположен­ных вблизи зон магнитной аномалии, по сравнению с урожай­ностью в сельских хозяйствах, находящихся в других районах, аналогичных по почвенно-климатическим условиям, но с нор­мальным магнитным полем Земли, оказалась на 10-15% ниже. Сейчас можно считать доказанным, что рост и развитие семян зависят от ориентации их посадки относительно магнит­ного поля Земли.

Несколько слов скажем о магнитном поле окружающей среды. Магнитное поле окружающей человека и животных среды складывается из двух основных составляющих: 1 — маг­нитных полей, создаваемых электрифицированным транспор­том, работающими электродвигателями и генераторами, линиями электропередачи и т.д., и 2 — магнитного поля Земли. 

Магнитное поле характеризуется значением напряженности. Напряженность, поля от искусственных источников можно определить только опытным путем для данной территории при данном числе и расположении электротехнических уста­новок. Магнитное поле Земли характеризуется строго опре­деленными составляющими, хотя тоже по численным значе­ниям может меняться.

Магнитное поле Земли характеризуется следующими основными параметрами: величинами магнитного склонения и магнитного наклонения и численными значениями напря­женности магнитного поля. Магнитное склонение представ­ляет собой угол между астрономическим (географическим) меридианом и магнитным меридианом. Астрономический меридиан — направление, определяющее истинное положение север — юг в данном месте. Магнитный меридиан — вообра­жаемая линия на земной поверхности, совпадающая с направ­лением земного магнитного поля. Магнитное наклонение ­- угол между горизонтальной плоскостью и направлением вектора напряженности магнитного поля. За единицу напря­женности магнитного поля принимают ампер на метр (А/м).
Различают вертикальную и горизонтальную составляющие вектора напряженности магнитного поля. На магнитных полюсах вертикальная составляющая и вектор полной напря­женности поля равны друг другу. Горизонтальная составля­ющая равна нулю. У магнитных полюсов свободно подвешен­ная магнитная стрелка принимает вертикальное положение. На магнитном экваторе вектор напряженности магнитного поля направлен горизонтально, т. е. совпадает с горизонталь­ной составляющей по значению и направлению. Аналитический расчет напряженности магнитного поля Земли, за исключением, территории полюсов, дает приближенное значение из-за неучета ряда магнитных аномалий, и особенно, из-за сложности учета влияния магнитного поля верхних слоев атмосферы.

Строгой теории происхождения магнитного поля Земли пока нет. В разное время выдвигались различные гипотезы, которые впоследствии опровергались. Поэтому очень кратко расскажем об одной лишь гипотезе, которая в настоящее время популярна среди метеорологов. 

В толще Земли, в её расплавленной части (ядре), происходит движение зарядоносителей, создающее вихревые токи. Магнитное поле этих токов и образует наблюдаемое земное магнитное поле. Перемещение отдельных замкнутых систем токов в ядре или изменение их интенсивности приводят к изменению магнитного поля во времени, наблюдаемому
на поверхности Земли в виде векового хода.

Подобная точка зрения была впервые высказана в 1947 г. советским физиком Я. И. Френкелем, а позже получила поддержку в работах некоторых зарубежных ученых.

Но следует принять во внимание и следующее. Существует движение зарядоносителей и в атмосфере. Особенно сильно оно в верхних слоях атмосферы, в частности в ее иониза­ционных слоях. Магнитные поля, созданные этими токами, накладываются на магнитные поля вихревых токов массы Земли, в результате чего в атмосфере, во всех ее слоях, существует суммарное единое магнитное поле, в котором возникла жизнь, а затем и человек. Напряженность магнит­ного поля на поверхности Земли в целом невелика. на полю­сах она равна 24-40 А/м. Но напряженность непостоянна: она колеблется по суткам, месяцам, годам. Происходят резкие увеличения напряженности. Причина их — спорадические явле­ния, возникающие на Солнце и сопровождающиеся измене­нием солнечной активности. При этих явлениях от Солнца к Земле устремляются потоки ультрафиолетовой рентгеновской радиации, радиации более жесткого излучения и потоки корпускулярного излучения. Взаимодействие их с элементар­ными частицами в верхних слоях атмосферы приводит к рез­кому увеличению потоков зарядоносителей, магнитные поля которых вызывают увеличение магнитного поля Земли, называемое магнитной бурей. Во время магнитных бурь, продолжающихся от минут до суток, напряженность магнитного поля Земли возрастает в тысячи, а иногда и в десятки тысяч раз.

Исследованиями, проведенными в 50-70-х годах, уста­новлено влияние на человека магнитныx полей вообще и магнитных бурь в частности. Об этом достаточно убедительно и обстоятельно говорится в книгах А. С. Пресмана «Электро­магнитное поле и природа» и «Электромагнитные поля в био­сфере». Приведем некоторые примеры. В 1930 г. А. Л. Чижевский, а затем и другие исследователи обратили внимание на связь между развитием ряда заболева­ний и процессами, происходящими на Солнце. На основе статистических данных, полученных за много лет, А. Л. Чи­жевский показал связь между возрастанием солнечной актив­ности и вспышками эпидемии чумы, холеры, дифтерии, гриппа, менингита и даже возвратного тифа. Английскими учеными установлен четко выраженный рост нервно-психи­ческих заболеваний при 67 магнитных бурях. Подобные данные получены на 40 тысячах заболеваний. В период 1957­-
1961 гг. на 30 тысячах заболеваний было прослежено влияние 7, 14, 21, 35-дневных систематических возрастаний магнитной напряженности на тяжесть протекания заболеваний. Обнару­жено подобное влияние на развитие нарушения сердечно­-сосудистой деятельности. В этом плане представляют интерес обстоятельные наблюдения, проведенные В. М. Гнедушевым в Свердловске.

А. С. Пресман обращает внимание на то, что в периоды солнечной активности возрастают размножение и токсичность ряда болезнетворных бактерий, повышается скорость свертывания крови и число лимфоцитов. В. К. Подшебякин в Киеве на очень большом числе случаев установил четкие изменение биопотенциалов по амплитуде, частоте и форме кривых, происходящие во время магнитных бурь. на основе своих данных он классифицирует людей на следующие группы: к первой группе относятся те, которые изменением значения амплитуды биопотенциала головного мозга реагируют на наступающую магнитную бурю за 3-4 дня; ко второй ­- реагирующие за сутки; к третьей — в момент самой бури; к четвертой — по прошествии 2-3 дней после бури и, наконец, к последней (10-15% наблюдаемых) — люди, на состоянии биопотенциала которых магнитная буря не отразилась. Приведенные факты не являются исчерпывающими. Однако полу­ченные в разное время, в разных странах и разными наблюда­телями выводы однозначно доказывают, что факт влияния магнитных полей и магнитных бурь на человека достоверен. Но через какие механизмы осуществляется это влияние? Электрические поля, электрические токи так или иначе про­являют свое влияние через взаимодействие с электрическими параметрами живого организма. Если влияние магнитного поля обнаружено, то можно предположить, что поле взаимо­действует с магнитными свойствами живого организма. Характерная особенность действия магнитного поля на жи­вой организм заключается в том, что он «прозрачен» для поля. От удара палкой жизненно важные органы тела в той или иной степени защищены мускулатурой. Даже силь­ный огонь не сразу приводит к тяжелому исходу. Система кровообращения, мускулатура, обладающие электропровод­ностью, в известной степени могут шунтировать опасный ток. Проникающая радиация частично или полностью по­глощается в поверхностных областях тела. И только маг­нитное поле действует на весь организм сразу в целом: от тела и органа до клетки и отдельных ее молекул и ато­мов.

Присущи ли магнитные свойства живому? Примеры влияния магнитных бурь на живой организм вызвали необходи­мость проведения исследований. Сложность этих исследова­ний состоит в том, что область магнитных измерений малых величин является одной из сложнейших областей измеритель­ной техники. Только в 60-х годах появились протонные магнитометры, обладающие достаточной разрешающей спо­собностью и точностью, а до их появления основным прибо­ром, измеряющим магнитные поля, по существу, являлась подвешенная на нитке магнитная стрелка, поворачивающаяся по направлению силовых линий магнитного поля. Получение железа, обладающего большой магнитной проницаемостью, использование новых физических явлений позволили про­вести первые исследования магнитных свойств живого орга­низма. Установлено наличие переменного магнитного поля возникающего при работе сердечной мышцы, и это сразу нашло практическое применение.  

У нас и за рубежом созданы первые образцы магнитокар­диографов. Использование их в клиниках показало возмож­ность выявления начала серьезных сердечных заболеваний значительно раньше, чем это делается с помощью электро­кардиографа. Открываются большие перспективы в плане предупреждения сердечно-сосудистых заболеваний. Но о них можно будет говорить тогда, когда магнитокардиограф станет простым и несложным прибором. Достаточно сказать, что в первых образцах этих приборов преобразователи пер­вичной информации выполнялись на катушках с несколькими миллионами витков.

Шагом вперед в этом на правлении явился прибор для измерения магнитных полей мозга человека, созданный в лаборатории Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн АН СССР. Прибор снабжен дву­мя разнесенными в пространстве датчиками, что позволяет избавиться от вредного шумового фона. Магнитоэнцефало­граммы, снимаемые этим прибором, существенно дополняют уже ставшие привычными электроэнцефалограммы. С его помощью уже получены первые положительные результаты в диагностике патологической напряженности мышц, анома­лий магнитных свойств плазмы крови и т.д.

Микроминиатюризация радиотехнических деталей, исполь­зование проводов микронных сечений сделают возможной еще более совершенную приборную реализацию метода магнитной диагностики и, возможно, магнитной терапии сердечно-сосудистой системы.

Где источники магнитных полей живого организма и как они взаимодействуют с магнитными полями атмосферы?
Сначала об источниках. В первых главах книги мы неодно­кратно останавливались на движении зарядоносителей, на сложной природе биоэлектричества, отмечали важнейшую роль в процессах жизнедеятельности биотоков, создаваемых мигрирующими по молекуле электронами и ионами. В первом приближении можно считать, что эти токи, переменные по значению, и являются, по-видимому, источником магнит­ных полей живого организма, в частности магнитных полей сердечной мышцы. Это показывает, что на биоэлектричество распространяются общие законы электромагнетизма: возни­кает и изменяется по значению ток, возникают и изменяются магнитные поля. В контуре, обладающем электропровод­ностью, помещенном в переменное магнитное поле, возникает электрический ток; возникает он и в электропроводящем кон­туре, находящемся в постоянном магнитном поле, если сам контур перемещается. Все это присуще и биоэлектромагнетизму, но магнитные явления, несомненно, отражают очень тон­кие и сложные явления, происходящие в живом организме.

Следующий очень перспективный и весьма сложный этап­ — изучение взаимодействия магнитных полей внешней среды и человека. Характерной особенностью его будет комплекс­ное рассмотрение всех параметров среды, и в первую очередь биоэлектромагнитных явлений.

Важность такого рассмотрения можно проиллюстрировать примером. Л. К. Сапожков под руководством автора данной книги проводил работы по исследованию возможности созда­ния рациобиосферы в замкнутых помещениях, под которой, в отличие от известного понятия биосферы, понимается искус­ственно создаваемая окружающая человека среда, обеспечи­вающая оптимальные условия его пребывания и работы. В процессе проведения этих исследований был сделан сравни­тельный анализ влияния. всех основных факторов окружа­ющей среды на состояние сердечно-сосудистой системы человека. Материалом исследования было число вызовов в сутки скорой медицинской помощи в Ленинграде к людям при острых сердечных приступах. Полученные данные сопо­ставлялись с метеорологическими факторами среды. В ка­честве таких факторов были взяты температура, влажность, атмосферное давление, изменение атмосферного давления, изменение магнитного поля Земли.

Аналитическая обработка свыше 100000 вызовов скорой помощи при сердечно-сосудистых заболеваниях показала следующее. Число вызовов по дням к этой категории боль­ных непостоянно — иногда день ото дня оно увеличивается более чем в 2-2,5 раза. Сначала предполагалось, что основ­ным фактором, определяющим увеличение вызовов, были резкие перепады давления или температуры. Дело в том, что суточные колебания магнитного поля Земли невелики. Коле­бания магнитного поля, образующегося за счет промышлен­ных и транспортных электромеханизмов, во много раз боль­ше. По существу, измерить колебания магнитного поля в городах невозможно. Пришлось использовать данные измерений магнитного поля, получаемые из магнитоионо­сферной обсерватории Ленинградского филиала института земного магнетизма, ионосферы и распространения радио­волн АН СССР. Произведенная по составленному Л. К. Сапож­ковым алгоритму статистическая обработка методом иден­тификации процесса дала неожиданный результат. Число вызовов зависит от параметров окружающей среды, и на его увеличении, по-видимому, сказались неблагоприятные изме­нения этих параметров. Из них основными оказались измене­ние магнитного поля и резкие перепады суточной темпера­туры и атмосферного давления при определенном соотношении всех других параметров.

Основной вывод из этого исследования следующий. Сер­дечно — сосудистая система обладает удивительно тонко выра­женной чувствительностью к изменению магнитного поля Земли и частотных составляющих перепада атмосферного давления. При экспериментах на животных, проводимых в магнитных полях значительно большей напряженности по сравнению с магнитным полем Земли и отличных от него по форме изменения, удалось обнаружить влияние полей на животных, но оно оказалось иным, чем на человека. Обсле­дование людей, работающих по условиям профессиональной деятельности вблизи источников магнитного поля, показало наличие жалоб «а ухудшение состояния здоровья; однако это ухудшение не протекает в столь острой форме, с какой приходится сталкиваться врачу скорой помощи. Отсюда напрашивается общий вывод.

Биоэлектрические и биомагнитные явления неразрывно связаны с электричеством и магнетизмом окружающей атмосферы и всеми физическими ее параметрами. Изучение этих связей открывает удивительные перспективы в позна­нии живой материи, а главное, дает возможность регулиро­вать и создавать оптимальные условия среды, окружающей человека, и условия его деятельности.

Основоположником нового направления науки об окру­жающей человека среде, именуемого рациобиосферологией, по праву можно считать замечательного ученого академика Владимира Ивановича Вернадского.

Электричество и магнетизм, существующие в природе, активно участвовали в эволюционном развитии человека. То и другое представляет собой часть биосферы. Что такое биосфера? Слово «биосфера» появилось в литературе в начале XIX века. Этим словом Французский ученый Ламарк назвал «область существования живого». В конце того же века австрийский ученый геолог Эрик Зюсс распространил поня­тие биосферы на геологию, показав, что земные недра в значительной степени обязаны своим происхождением физико-химическим энергетическим процессам живого мира. Био­сфера как область существования живого по Ламарку бытует в печати и до сих пор. 

В 1926 г. В. И. Вернадский по-иному определил понятие «биосфера». Биосфера — не область существования живого, а условия и факторы окружающей среды, в которой благо­даря взаимосвязанным и взаимообусловленным изменениям этих условий и факторов возникла и существует земная жизнь. Приведем его слова: «Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической силой, и перед ним, его мыслью и трудом становится вопрос о перестройке биосферы в интересах свободно мыслящего человека как единого целого». Подобное положение развивается В. И. Вернадским и далее. Окружающая человека среда не всегда благоприятна для его существования, но она может и должна перестра­иваться в интересах человека. Но в этом плане понятие «биосфера» пока еще не получило широкого распростране­ния и подменяется менее удачным понятием «среда обита­емости».

Под рациобиосферой («рацио» от латинского слова ratio­- разум), следуя учению о биосфере Вернадского, надо пони­мать искусственную, окружающую человека среду, облегча­ющую ему жизнь и создающую оптимальные условия его труда и пребывания. Современные условия значительно отличаются от условий труда и быта людей, живших сотни лет назад. Изменилось соотношение поверхности Земли, занятой лесом и растительностью, изменились величина и спектр радиационных излучений, изменился круговорот влаги, про­исходящий в виде испарений с Земли и падающих на Землю различных осадков. Наиболее существенные изменения начали происходить с конца XIX века, когда в жизни человека активную роль стала играть техника. Воздушная среда загряз­няется отходами от сжигаемого в самолетах топлива, отхо­дами промышленности, возрастают изменения электромагнит­ных полей за счет увеличения количества радиостанций. Изменение окружающей среды прежде всего проявилось в изменении микрофлоры и величин электромагнитных по­лей, взаимодействующих с человеком. Избыток в течение су­ток значительной искусственной освещенности со спектром, отличным от естественного, привел к большому понижению чувствительности зрения у горожан по сравнению с лицами, проживающими в сельской местности. Характерный пример.

Немногим больше 100 лет назад сцена Мариинского театра в Петербурге, ныне Академического театра оперы и балета имени С. М. Кирова, освещалась 40-50 керосиновыми лам­пами, размещенными по внешнему периметру сцены. Осве­щенность сцены не вызывала нареканий. Ныне сцену осве­щают мощнейшие прожекторы из боковых лож, имеются боковые подсветки, отдельно освещается задний фон, однако зритель часто жалуется на тусклое освещение сцены.

Потребность в большей освещенности относится не только к театру. Не случайно за последние 20 лет дважды пересматри­вались государственные нормативы обязательной освещен­ности в сторону значительного их повышения, а свет — это же электромагнитное излучение. Понижение чувствительности зрительного анализатора, определяемой значением электри­ческого импульса, поступающего в центральную нервную систему, несомненно, — явление нежелательное. Но в то же
время это снижение электрической активности зрительного анализатора — своеобразная защитная реакция организма на повышенное действие зрительных раздражителей, своеоб­разная адаптация к ним.

Современныетурбореактивные и реактивные, самолеты за несколько часов перевозят людей из одной климатиче­ской зоны в другую. Эти люди должны находиться, а во многих случаях и работать в условиях, резко отличных от тех, в которых они находились и работали всего несколько часов ранее. К числу изменившихся параметров окружа­ющей среды относятся электромагнитные поля. Постепенной адаптации к окружающей среде, которая происходит хотя бы при переезде на поезде, покрывающем то же расстояние за несколько суток, при этом нет. Естественно возникает вопрос: можно ли ускорить адаптацию к внешней среде? Имеющиеся данные исследований показывают, что да, можно. Работы в этом направлении проводятся на базе рациосфе­рологии.

Рациосферология — это наука о рациональной искусствен­ной окружающей человека среде обитаемости, обеспечива­ющей оптимальные условия пребывания и труда человека. Повторение этого определения здесь сделано сознательно, так как рациобиосфера часто подменяется понятием микро­климата. Микроклимат в производственных, жилых помеще­ниях, в кабинах самолетов пытаются сохранить или воссоз­дать по ряду эквивалентных параметров, по уровню климата лесистой местности средней полосы России или берега Чер­ного моря. Жизнь начинает убедительно показывать, что, во-первых, создаваемая существующими кондиционными устройствами среда не воспроизводится полностью с жела­емыми параметрами, а, во-вторых, великолепный для отдыха климат со всеми параметрами среды обитания не всегда обеспечивает оптимальные условия труда.

Что же характеризует окружающую среду? В течение дли­тельного времени общепринято основными параметрами, характеризующими внешнюю среду обитаемости, считать стан­дартный азотно-кислородный состав воздуха, температуру в пределах 18-25 С, относительную влажность 60-80%, атмосферное давление 760 мм рт. ст., постоянный — спектраль­ный состав электромагнитного излучения видимой части спектра. Такая среда возникла около миллиона лет назад, когда наступило равновесие, обусловленное совместным существованием растений и живых организмов, нуждающихся в кислороде. Эту среду и стараются воспроизвести кондици­онированием. До последнего времени перечисленных основ­ных параметров было в основном достаточно для обеспечения искусственной среды в производственных и жилых поме­щениях. Ранее упоминалось, что сейчас в атмосфере содержатся отходы, выделяемые промышленными предприятиями и воздушным транспортом. Настало время учитывать их, а также остальные параметры среды, воздействующие на чело­века, в особенности электромагнитные поля.  

На рис. 1 показана структурная схема, характеризующая рациобиосферу. Как видно из этой схемы, число воздейству­ющих на человека факторов среды значительно больше ранее перечисленных. При создании систем жизнеобеспечения или, что то же самое, систем искусственного климата все они должны в той или иной степени учитываться. Пока это сделать невозможно. Обычно санитарно гигиенические исследования в этом плане ограничиваются изучением влияния на человека одного или двух одновременно воздействующих факторов вне зависимости от остальных. Сейчас становится очевидным, что реакция человека на изменение среды обусловлена дей­ствием всего комплекса факторов. Например, воздействие на человека температуры и влажности неоднозначно при различных напряженностях магнитного и электрического полей. К сожалению, пока еще нет комплексных измеритель­ных систем, оценивающих реакцию человека на изменение среды. Да, пожалуй, и в оценке совокупности параметров, характеризующей оптимальное пребывание человека, нет еще единого мнения. Нет еще и систем искусственного климата с взаимосвязанным регулированием хотя бы 5-6 внешних параметров с учетом реакции человека. Но это будет! Будет обязательно! Пока еще исследования в этом плане проводятся для обеспечения безопасности полета современных летательных аппаратов и космических кораблей, а также для создания условий работы в специальных произ­водственных помещениях. Влияние искусственной среды на человека прямо и косвенно будет проявляться в тех или иных. изменениях электрической активности человека да и любого организма, и, следовательно, эти изменения могут в дальнейшем стать одной из мер оценки оптимизации внеш­ней среды.

При создании искусственной атмосферы возникает мораль­ная проблема, связанная с выбором параметров. Допустим, будет найден состав среды, позволяющий кратковременно или даже длительно повысить работоспособность, увеличить разрешающую способность восприятия информации, но при этом будет снижаться средняя продолжительность жизни, или, наоборот, будут созданы условия физиологического комфорта, сохраняющие и даже повышающие среднюю продолжительность жизни, но резко снижающие возможности перегрузки организма в напряженных ситуациях. Могут быть и иные возможности. Какое же принять решение? Несомненно, одно — надо стремиться к полноценной реализации всех требований. Оптимизация только газовой среды, температу­ры, влажности недостаточна. Надо учитывать все факторы, приведенные на рис. 1.

Этот учет рекомендуется выполнять следующим образом. Прямоугольник в центре схемы символически означает состояние человека, обусловленное факторами среды, пере­численными в прямоугольниках слева и справа. С помощью приборов, характеризующих состояние человека, в частности прибора, описанного в пятой главе, получается общая оценка состояния человека, определяемая тем или иным суммиру­ющим прибором. Сигнал от этого, пока еще не существу­ющего суммирующего прибора передается на системы, регу­лирующие изменение тех или иных параметров, благодаря которому, создается среда, обеспечивающая наилучшие условия труда и пребывания человека. Такая система регулиро­вания среды мыслится как система, суммирующая оценки состояния одного человека и группы людей, находящихся в помещении. Будущие исследования в этой области покажут, что электричество и магнетизм действуют на человека не толь­ко непосредственно, но и через другие факторы, например микрофлору.

Микрофлора характеризуется словом «биоаэрозоль». Био­аэрозоль представляет собой различные микроорганизмы, ­бактерии, вирусы, грибки (плесень). В зависимости от условий среды они существуют в воздухе. Микрофлора наиболее быстро реагирует на изменения, происходящие в атмосфере, включая изменения ее электромагнитных свойств. Микро­организмам, как любым живым организмам, нужна газовая среда, пища, опора для размножения, электромагнитные поля. Пищей являются различные химические субстаторы, опорой для размножения служит пыль (неметаллическая), кожа живого организма, изоляционные материалы, дерево, бумага и т. д. В присутствии людей число микроорганизмов резко возрастает. Продукты жизнедеятельности человека являются для них великолепным питанием. Из воздуха многие из них ассимилируют углекислый газ, кислород и примеси, необхо­димыe для синтеза белков. В результате деятельности микро­организмов возникают промежуточные химические соеди­нения — такие, как водород, муравьиная кислота и другие органические соединения.

Микроорганизмы исключительно гибко реагируют, в част­ности, на появление электромагнитного излучения вне види­мой части спектра изменением своего вида,электромагнитных полей происходят изменения микроорганизмов. Некоторые из них гибнут, у некоторых меняются наследственные свойства. Влияют на них и геомагнитные изменения. Микроорганизмы нужны для жизни человека. Если некоторые из них опасны, то многие необходимы для его существования. Необходи­мость регулирования числа и видов микроорганизмов в воз­духе уже сейчас представляет собой одну из существенных задач при решении проблемы создания рациобиосферы.

НПФ «Янтарь» (www.ionization.ru)
Полное или частичное цитирование данной статьи запрещено

Планета Земля: природный электрический мотор – генератор и альтернативная чистая энергетика на его основе — Энергетика и промышленность России — № 1 (53) январь 2005 года — WWW.

EPRUSSIA.RU

http://www.eprussia.ru/epr/53/3408.htm

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 1 (53) январь 2005 года

Для того, чтобы научиться получать чистую электроэнергию, надо вначале понять, как это делает наша планета. Разгадка тайн природного геоэлектричества – это ключ к прогрессу новой энергетики. В статье приведены результаты теоретического и экспериментального исследований на физических моделях процессов электромеханического преобразования энергии Солнца нашей планетой и путей его практического использования для выработки чистой электроэнергии.

Почему вращается Земля и как извлечь из этого вращения энергию?

На эти вечные вопросы правильные ответы ученые нашли сравнительно недавно.

Давно известно, что Земля — природный электромагнит в виде магнитного диполя с магнитными полюсами, почти противоположными географическим полюсам. Земля обладает и собственным электрическим зарядом и электрическим полем. В различных сферах планеты и в недрах и в Океане и в атмосфере давно зафиксированы электрические круговые токи. Однако вывод о том, что наша планета является, как ни парадоксально, – именно природной электрической машиной, которая и вращает планету, сделан сравнительно недавно.

Согласно теории Земля является природной индуктивноемкостной электрической машиной, причем одновременно и мотором и генератором.

Виды природных электрических машин нашей планеты их взаимосвязи

Перечислим их ниже в порядке нисходящей иерархии:

1. Околоземный магнитогазодинамический генератор (далее – МГД-генератор), преобразующий энергию потока солнечной плазмы и магнитного поля Земли (МПЗ) в природное электричество;

2. Околоземный МГД-двигатель, вращающий ионизированные слои атмосферы;

3. Планетарный электростатический природный высоковольтный мотор-генератор, работающий на принципе электродинамической индукции и взаимодействии электрического потенциала ионосферы с электропроводящими сферами и круговыми электрическими токами планеты;

4. Планетарный униполярный электромагнитный моторгенератор Фарадея;

5. Океанический и подземный магнитогидродинамические генераторы — двигатели, создающие смещение движущихся зарядов и перемещающих массы природного водного электролита в виде океанических течений и расплавленные электропроводящие породы внутри Земли;

6. Геомагнитная машина холода планеты – на ее магнитных полюсах.

Для всех этих совмещенных в разных геосферах электрических машин Земли характерны взаимосвязанность и саморегуляции их работы.

Иерархия уровней этой энергосистемы и взаимосвязь работы ее отдельных звеньев электромеханического преобразования солнечной энергии в кинетическую энергию вращения планеты пояснена кратко ниже.

Откуда, почему и как возникает природное электричество?

Как известно из электрофизики, возникновение электродвижущей силы (эдс) обусловлено такими физическими эффектами как электромагнитная, электродинамическая индукция, эффект Холла и некоторыми иными. Основным поставщиком природного электричества планеты является солнечный ветер.

Его исходно превращает в электрическое и магнитное поле планеты околоземный природный МГД-генератор.

Конкретно, он преобразует в рамках магнитосферы планеты весь поток солнечной плазмы посредством эффекта Холла и МПЗ в разность потенциалов и в природное околоземное геоэлектричество, путем сортировки и противоположного отклонения разноименных зарядов солнечной плазмы Определенный вклад в процесс вносит и ионосферная плазма.

В результате, возникает электрический заряд и электрическое поле планеты.

а) униполярной электромагнитный мотор–генератор планеты

Явление униполярной электромагнитной индукции открыто М. Фарадеем еще в 1831 г. Им же предложены раздельно с большим интервалом во времени первые униполярные мотор и генератор. Но Фарадей не исследовал их совместную работу, тем более в сочетании с электростатическим мотор-генератором. Известно, что работа униполярного электрического генератора основана на явлении униполярной электромагнитной индукции Для ее возникновения необходимо относительное перемещение силовых магнитных линий относительное ее электропроводящих сред. Есть ли такое их взаимное перемещение на нашей красивой планете? Накопленная естествознанием и всей наукой информация свидетельствует о том, что ось геомагнитного диполя неподвижна в пространстве за суточный оборот планеты вокруг своей оси. Значит, индуцированные токи от униполярной индукции Земли должны наводиться.

Рассмотрим физику этого процесса подробнее. Вследствие орбитального вращения планеты силовые магнитные линии пересекают ее поверхность и все ее электропроводящие среды. В результате в электропроводящих средах планеты (в ионизированной высотной атмосфере, в морях, в ее недрах) возникают электродвижущие силы от униполярной электромагнитной индукции. Поэтому в этих электропроводящих средах планеты, включая ее расплавленное ядро планеты генерируется эдс униполярной индукции и протекают индуцированные от этой эдс – круговые электрические токи.

Они также усиливает и самоподдерживает магнитное поле Земли – т.е. Земля по сути представляет собою оригинальный природный электрический самовозбуждающийся униполярный генератор Фарадея.

Отметим, что униполярный электромагнитный генератор Земли наводит дополнительную разность природных электрических потенциалов по ее меридианам между магнитными полюсами и магнитным экватором планеты с общим напряжением порядка 250-400 кВ.

Режим работы этого природного планетарного униполярного генераторов различен даже в течение суток, потому что околоземное магнитное поле планеты в освещенной и теневой части орбиты несколько различны. Как известно, магнитосфера Земли сплюснута давлением солнечной плазмы в освещенной части и вытянута солнечным ветром в теневой ее части орбиты осевого вращения, т.е. оно весьма неоднородно даже на одной широте Земли, особенно с удалением от планеты, возрастает, что существенно влияет на работу природных электрогенераторов. Порожденные явлениями электромагнитной индукций, электрические токи протекают повсюду на планете и приводят к возникновению электромагнитных силы и момента вращения планеты,

б) магнитогидродинамический мотор-генератор планеты

Взаимодействие индуцированных круговых околопланетных токов в природном электролите — водах Мирового океана, с силовыми линиями ГМПЗ порождают силы Лоренца в них и как следствие возникает эффект магнитогидродинамического двигателя. Именно этот природный планетарный МГД-двигатель порождает мощные глобальные теченияциркуляции природного электролита в Океане, и глобальную циркуляцию высотных слоев ионизированной атмосферы и ядро планеты. Образованный этой униполярной индукцией суммарный индуцированный электрический ток всех сред планеты путем его электромагнитного взаимодействия с ГМПЗ электромеханический момент вращения планеты и ее отдельных электропроводящих сред совпадает с направлением вращения планеты и океанических течений.

в) природный электростатический мотор-генератора планеты

Явление электродинамической индукции открыто в России в 2000 г. Суть явления состоит в возникновении эдс в проводнике от изменения потока электрической индукции вследствие взаимного
перемещения проводника и источника внешнего электрического поля. Обнаруженное явление проявляется и на планете Земля, поскольку имеется и внешнее электрическое поле в виде суммарного заряда ионосферы и естественные проводники электропроводящих сфер планеты. В результате эффекта электродинамической индукции осуществляется генерация и трансформация
природного электричества во все электропроводящие сферы планеты, и, в частности, зарядка подземных конденсаторов планеты. Далее электрическое поле путем эффекта электродинамической индукции образует в ионосфере и иных электропроводящих слоях мощный круговой ток. Этот ток создает суммарное магнитное поле планеты. Путем электродинамической индукции электрический заряд ионосферы и энергия полей планеты трансформируются в виде наведенной эдс и электроэнергии емкостных токов внутрь Земли.

В результате, происходит электрическая зарядка всех подземные и наземных природных электрических конденсаторов.

Электростатический планетарный генератор своими эдс порождают индуцированные круговые электрические токи во всех электропроводящих сферах планеты. Взаимодействие этих круговых токов с электрическим полем планеты порождает ее электромеханический момент вращения электростатического планетарного двигателя, который частично обеспечивает двигательный режим планеты.

Изменение солнечной активности и режимы работы планетного мотор-генератора

При изменении солнечной активности изменяются его напряжение, следовательно, изменяется и электромеханический момент вращения электростатического двигателя. Режимы этой совмещенной природной электрической машины изменчивы как в краткосрочном суточном цикле ее вращения так и в годовом и более длительных циклах. Это вызвано тем, что параметры магнитного и электрического полей планеты различны также в зависимости от положения планеты на ее эллипсной орбите относительно Солнца и от самой активности светила.

От этих параметров изменяется поток солнечной плазмы, пронизывающей магнитосферу планеты, что приводит к различным динамическим процессам и изменению момента вращения, напряжения и мощности этого природного униполярного мотор-генератора Земля. Циклические изменения магнитного поля планеты, ее орбитальной скорости вращения в периоды солнечной активности и разные геологические эпохи уже давно зарегистрированы учеными. В рамках предлагаемой теории электромеханического преобразования энергии планетой эта зависимость скорости вращения природного униполярного мотор-генератора от величин эдс и момента является логичной и вполне понятна. В полном соответствии с теорией униполярных электрических машин, можно смело утверждать, что в процессе инверсии геомагнитного поля, который уже начался, геомагнитное поле и далее будет снижаться, что приведет к замедлению суточного вращения планеты и в последующем к реверсу направления вращения планеты.

Поскольку многократная инверсия МПЗ уже доказана геофизиками, то за всю историю существования планеты, она уже многократно меняла свое направление осевого вращения в связи с реверсом МПЗ.

Таким образом, планета Земля – уникальная природная электрическая машина, которая и обеспечивает планете ее непрерывное ее вращение и протекание всех природных явлений. По конструкции и режиму работы она представляет собою совмещенный природный электрический индуктивноемкостной мотор-генератор.

Солнечный ветер является ее первичным источником энергии, а динамика солнечной активности существенно влияет на ее работу. Осевое вращение планеты обусловлено сразу двумя электромеханическими моментами (электромагнитным и электростатическим, действующими на нее тангенциально и согласно.

Благодаря возникновению силы Лоренца и эффекта МГД-двигателя существует целая совокупность взаимосвязанных электромеханических явлений переноса и глобального круговорота атмосферы и океанических вод и т.д.).

Метод преобразования энергии Земли в полезную электроэнергию

Как полезно использовать эту огромную возобновляемую энергию планеты и естественные природные процессы генерации природного электричества на планете для выработки дешевой электроэнергии? По мере более полного понимания геомагнитных электромеханических эффектов на планете и процессов генерации ею природного электричества и в связи с энергетическими и экологическими проблемами цивилизации эта научно- практическая задача использования этой чистой энергии в целях энергетики становится все более актуальной.

Использование природного электричества в целях энергетики

Предложен способ использования природного электричества, образующего вокруг планеты естественный околоземный постоянно подзаряжаемый электрический конденсатор «ионосфераЗемля» путем подключения одного конца электрической нагрузки к ионосфере планеты, заряженной положительно относительно поверхности планеты, через ионизирующий луч, направленный с поверхности Земли в ионосферу, причем другой конец электрической нагрузки надежно заземляют — Земля). В состав установки входит рентгеновский лазер с изолятором, кольцевой электрод, разрядник.

Благодаря огромному запасу электроэнергии природного электричества электрогенераторов планеты и наличию механизма его постоянного естественного возобновления данный способ может обеспечить электроэнергией либо отдельный электропотребитель ограниченной мощности либо вообще всю цивилизацию при условии безопасного размещения таких установок в пустынных безлюдных местах без ущерба для окружающей среды. В качестве источника ионизирующего излучения целесообразно использовать рентгеновский лазер. После надежного электрического пробоя ионосферы на нагрузку ионизирующий источник может быть отключен. Способ проверен в лабораторных условиях. Настоящий способ получения электроэнергии из природного электричества является экологически чистым и может служить альтернативой существующим энергозатратным способам традиционного получения электроэнергии.

Альтернативная контурная геомагнитная электроэнергетика

Поскольку магнитное и электрическое поле планеты неподвижны в пространстве, а поверхность планеты вращается относительно геомагнитных и геоэлектрических силовых линий, то униполярная и электродинамическая эдс наводится во всех токопроводящих контурах планеты, пересекающих геомагнитные силовые линии.

Вполне понятно, что в любом искусственном электропроводном проводнике и контуре также будет наводиться униполярная эдс. Ее величина зависит от протяжности проводника, параметров геомагнитного поля в месте его размещения и от ориентации проводника относительно геомагнитных силовых линий.

Оценочные расчет показывает, что в проводнике длиной 1 км., сооринтированном в направлении восток-запад, униполярная эдс от ГМПЗ составит десятки вольт в зависимости от широты планеты. В таком замкнутом контуре из дух проводников длиною 100 км и минимальным внутренним сопротивлением, размещенным перпендикулярно силовым геомагнитным линиям, с магнитным экранирование второго параллельного проводника, генерируемая мощность составит уже десятки Мвт. Принцип функционирования такой альтернативной энергетики уже вполне ясен и состоит в наведении униполярной индукции от ГМПЗ в любом искусственном электропроводящем контуре, который пересекают силовые геомагнитные линии. Проблема практической реализации такой нетрадиционной наземной контурной энергетики состоит в решении двух условий:
1. В необходимости правильной ориентации этих генераторных контуров средних широтах перпендикулярно геомагнитным силовым линиям и соответствующих устройств;
2. В магнитном экранировании обратного проводника этого замкнутого контура для исключения наведения в нем эдс от ГМПЗ.

В случае выполнения этих двух условий вполне реально получать электроэнергию в них путем электромеханического преобразования огромной кинетической энергии вращения планеты посредством униполярной электромагнитной индукции.

Для этого их необходимо размещать этот частично экранированный двойной токовый контур, перпендикулярно силовым геомагнитным линиям, т.е. с ориентацией плоскости этого контура в направлении восток-запад, поскольку силовые геомагнитные линии в средних широтах идут практически параллельно поверхности планеты.

Варианты выполнения и размещения геомагнитных контуров на планете

Эти искусственные генераторные электропроводные контура могут быть самых разных размеров и конструкций. Например, их можно выполнить в виде полых металлических труб, заливаемый водою, то одновременно от электротермического нагрева этих треб наведенными индукционными токами можно получить и тепловую энергию и горячую воду и пар. Регулирование электрической мощности осуществляем изменением сопротивления нагрузок, включенной в эти контура, или углом поворота контура.

Вполне пригодятся в качестве устройств контурной гэеомагнитоэлектроэнергетики, особенно в начальной период их внедрения и реализации, правильно спроектированные линии электропередач и даже магистральные трубопроводы.

Конструирование, проектирование и изготовление таких необычных и простых контурных геомагнитных электростанций не вызовет больших трудностей , потому что все основные параметры геомагнитного поля и самой планеты давно известны, и накоплен опыт проектирования униполярных
электромашин.

Перспективы и предельные мощности контурной геомагнитной энергетики

Поскольку кинетическая энергия вращения планеты во многие миллиарды раз больше всей вырабатываемой электроэнергии цивилизацией, то суммарная мощность такой контурной геомагнитной энергетики может в принципе быть огромной.

Поэтому в перспективе такая контурная геоэлектроэнергетика может покрыть практически все текущие потребности цивилизации в электроэнергии без угрозы ощутимого торможения осевого вращения планеты. Усиление эффекта естественной генерации электроэнергии в искусственных контурах возможно путем размещения их в зонах магнитных аномалий планеты.

По материалам сайта Membrana —

Также читайте в номере № 1 (53) январь 2005 года:

• ОАО «Дагэнерго» ввело в промышленную эксплуатацию

  Дочерняя компания РАО «ЕЭС России» ОАО «Дагэнерго» 18 декабря ввела в промышленную эксплуатацию Гунибскую ГЭС им. Расула Гамзатова на реке Кара-Койсу (Республика Дагестан), сообщили РИА ТЭК в пресс-службе РАО «ЕЭС России». Общая установленн…

• Германия: Канцлер ФРГ Герхард Шредер обеспокоен ценами на нефть

  Канцлер ФРГ Герхард Шредер планирует поднять на следующей встрече «восьмерки» вопросы о цене на нефть и слабом долларе. «По оценкам экспертов, скачки цен на нефть в прошедшие месяцы объясняются не только растущим спросом, но и массированны…

• Защищенные провода для ЛЭП

  Правда ли, что «Севкабель» первым в России начал выпуск защищенных проводов для воздушных линий электропередачи на напряжение 35 кВ? Сергей Тарасенко, инженер, Санкт-Петербург . ..

• ОАО «Иркутскэнерго»: генерация и транспортировка электроэнергии

  В рамках реформирования ОАО «Иркутскэнерго» с 1 апреля 2005 года начнут действовать его дочерние общества – ООО «Генерация» и ООО «Сети». Об этом сообщил генеральный директор энергокомпании Владимир Колмогоров. Дочерние предприятия будут …

• Таджикистан: Совместное строительство Сангтудинских ГЭС

  По итогам встречи в Тегеране делегации РАО «ЕЭС России» в составе председателя правления РАО «ЕЭС России» А.Чубайса, зампредправления РАО «ЕЭС России» Л. Драчевского и председателя правления ОАО «ФСК ЕЭС» А. Раппопорта с делегациями минис…

Смотрите и читайте нас в

электромагнетизм — Можно ли использовать магнитное поле Земли для выработки электричества?

спросил
9 лет, 7 месяцев назад

Изменено
5 лет, 9 месяцев назад

Просмотрено
67 тысяч раз

$\begingroup$

Поскольку у Земли есть магнитное поле, может ли оно теоретически проходить через проводящую металлическую катушку для создания электричества?

• электромагнетизм
• электричество
• земля
• геофизика
• геомагнетизм

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Не совсем так. Само по себе магнитное поле не создает электричество. Меняющееся магнитное поле делает. Магнитное поле Земли немного меняется, но не настолько, чтобы действительно сильно генерировать.

Другой вариант — переместить индуктор в магнитном поле. Магнитное поле Земли довольно однородно на коротких расстояниях, поэтому катушка должна двигаться быстро и очень далеко, чтобы генерировать много. Это потребует больше энергии, чем создаст (по крайней мере, на поверхности Земли).

Несколько лет назад был проведен эксперимент (эксперимент с космическим тросом) по протаскиванию проводника через магнитное поле Земли с помощью космического корабля «Шаттл». Я не знаю, насколько это жизнеспособно, потому что я думаю, что это истощает орбитальную энергию.

$\endgroup$

6

$\begingroup$

На самом деле можно использовать магнитное поле Земли для производства электричества. Спутник в виде петли большого диаметра на орбите вокруг Земли будет генерировать ток в этой петле и может использоваться для питания чего-либо, но за счет быстрого ухудшения орбиты. С другой стороны, солнечные панели, создающие ток в той же самой петле, могут вывести спутник на более высокую орбиту.

Передача энергии с орбитальной системы такого типа куда-то еще, и технические проблемы, связанные со сверхпроводниками, велики.

$\endgroup$

$\begingroup$

Другим способом является использование флуктуаций, вызванных ударами корональных масс солнечных вспышек о магнитосферу Земли, которые вызывают магнитные бури. Они могут индуцировать большие токи в длинных проводниках, таких как электрические сети. Однако они гораздо более разрушительны, чем полезны.

С практической точки зрения, если бы вы могли превратить магнитное поле Земли в электричество, вы едва ли получили бы годовой запас от него, прежде чем оно исчезло бы, учитывая глобальное потребление электроэнергии.

$\endgroup$

$\begingroup$

Я думал об этом в последнее время, но я думаю, что вы что-то упустили, вы все говорите, что потребуется много энергии, чтобы заставить катушку вращаться. У меня есть возражения по этому поводу. Это зависит от формы катушки и ее положения. также используемый материал. Я думаю, что если бы катушка была сделана широкой и не длинной и просто летела горизонтально на достаточном расстоянии от поверхности земли на экваторе и продолжала вращаться горизонтально, вам не нужно было бы много энергии, чтобы поддерживать ее вращение, и насколько вы идете дальше, чем расстояние между источниками магнитного потока между линиями магнитного потока будет увеличиваться, поэтому изменение плотности магнитного потока будет легче достигаться, а использование широкой катушки увеличит точки контакта, уменьшит средний вес и уменьшит ее электрическое сопротивление.

$\endgroup$

1

Электроэнергия магнитного поля Земли

3 августа 2016 г. • Физика 9, 91

Лазейка в результате классического электромагнетизма может позволить простому устройству на поверхности Земли генерировать крошечный электрический ток из магнитного поля планеты.

П. Рейд/Унив. of Edinburgh

Подключение к вращению Земли. Хотя магнитное поле Земли не выровнено точно с осью вращения планеты, существует составляющая поля, симметричная относительно этой оси. Предлагаемое устройство, взаимодействующее с этим компонентом, будет извлекать энергию из вращения Земли для производства электроэнергии. Подключение к вращению Земли. Хотя магнитное поле Земли не выровнено точно с осью вращения планеты, существует составляющая поля, симметричная относительно этой оси. Предлагаемое устройство, взаимодействующее с этим компонентом, может… Показать еще

П. Рейд/Унив. Эдинбурга

Использование вращения Земли. Хотя магнитное поле Земли не выровнено точно с осью вращения планеты, существует составляющая поля, симметричная относительно этой оси. Предлагаемое устройство, взаимодействующее с этим компонентом, будет извлекать энергию из вращения Земли для производства электроэнергии.

×

Может показаться, что классическая электромагнитная теория преподнесет мало сюрпризов, но два исследователя утверждают, что один аспект общепринятой мудрости неверен. Они теоретически показывают, что устройство, пассивно находящееся на поверхности Земли, может генерировать электрический ток посредством взаимодействия с магнитным полем Земли. Мощность предлагаемого устройства будет измеряться в нановаттах, но, в принципе, ее можно увеличить.

Эксперимент вековой давности показал, что если любой электромагнит с цилиндрической симметрией (симметрия стержневого магнита) вращается вокруг своей длинной оси, его магнитное поле не вращается [1]. Существует составляющая магнитного поля Земли, симметричная относительно оси вращения (которая не совмещена с магнитными полюсами), поэтому согласно этому старому принципу осесимметричная составляющая не вращается. Любой неподвижный объект на поверхности Земли проносится через эту составляющую поля, постоянную на любой заданной широте.

Другой основной результат электромагнетизма гласит, что внутри проводящего объекта, движущегося через однородное магнитное поле, не возникает электрического тока. На заряды в материале действует боковая сила, которая в принципе может создавать ток. Но смещения электронов и атомных ядер быстро создают статическое электрическое поле, противодействующее магнитной силе. Равновесие между электрическими и магнитными силами устанавливается быстро, поэтому чистого движения заряда после небольшой начальной перестройки не происходит.

Этот принцип, кажется, опровергает любую идею о том, что стационарное устройство на поверхности Земли, движущееся с постоянной скоростью через невращающуюся часть земного поля, может генерировать любую электроэнергию. Но Крис Чайба из Принстонского университета и Кевин Хэнд из Лаборатории реактивного движения в Пасадене, Калифорния, увидели путь вперед.

Чтобы произвести ток в проводнике, им нужно было создать магнитную силу на электронах, которая не могла быть полностью нейтрализована электрической силой. В том, что они называют лазейкой в ​​традиционном аргументе о невозможности, теоретики показывают, что существуют конфигурации магнитных полей, которые не могут быть электрически аннулированы; однако эти конфигурации требуют особых условий.

Исследователи показывают, что такая конфигурация магнитного поля возможна в проводящей цилиндрической оболочке из материала с необычными магнитными свойствами. Во-первых, они указывают, что (как показали другие) магнитное поле внутри такой оболочки, расположенной на поверхности Земли — скажем, ориентированной вертикально по экватору — значительно меньше, чем поле снаружи. Проносясь через поле планеты, этот объект постоянно сталкивается с однородным полем Земли и искажает его в некую неоднородную конфигурацию, где поле подавлено во внутреннем пространстве. Если магнитные свойства материала оболочки препятствуют быстрому искажению входящего поля, то поле никогда не достигнет конфигурации, которое оно имело бы в состоянии покоя. Чиба и Хэнд утверждают, что результирующая магнитная сила не может быть нейтрализована возникающим электрическим полем. Команда показывает, что в этой ситуации электрический ток может течь по определенным замкнутым путям внутри цилиндрической оболочки. Электроды могут подключить этот источник энергии, который, как доказывают Чайба и Хэнд, в конечном итоге исходит из энергии вращения Земли.

Для разработки своего нового устройства Чайба и Хэнд нуждались в проводящем материале с таким необычным магнитным откликом — сложная комбинация. В качестве примера такого материала они нашли марганцево-цинковый феррит под названием MN60, обладающий нужными свойствами, но являющийся, по словам Чибы, «паршивым проводником с проводимостью примерно в 10 раз меньшей, чем у морской воды».

Во многом из-за плохой проводимости сила, которую предсказывает команда, невелика. Цилиндр длиной 20 см и диаметром 2 см будет генерировать десятки нановатт при напряжении в десятки микровольт. Чиба считает, что можно было бы увеличить эти цифры, но подчеркивает, что в первую очередь нужно провести экспериментальную проверку, чтобы показать, что механизм действительно работает.

Филип Хьюз, радиоастроном из Мичиганского университета в Анн-Арборе, изучающий магнитогидродинамику астрофизических объектов, говорит, что механизм Чайбы и Хэнда «основан на физике звука», но менее оптимистичен в отношении возможности масштабирования. Чиба говорит, что если механизм окажется правильным — а он непреклонен в том, что только эксперименты могут сказать наверняка — он надеется, что инженеры приступят к работе над улучшением выходных данных. Он предполагает, что одной из возможностей, которую стоит изучить, будет двухслойный цилиндр, в котором медленный магнитный материал индуцирует геометрию поля, генерирующего ток, в соседнем материале с более высокой проводимостью.

Это исследование опубликовано в Physical Review Applied .

– Дэвид Линдли

Дэвид Линдли — независимый научный писатель из Александрии, штат Вирджиния.

Ссылки

1. С. Дж. Барнетт, «Об электромагнитной индукции и относительном движении», Phys. Изд. (Серия I) 35 , 323 (1912).