Магнитные резонансы. Резонансный способ извлечения энергии из физического вакуума

БТГ - Бестопливный (безтопливный) генератор - это сверхэффективный генератор энергии, не требующий для своей работы сжигаемое топливо - это энергетически открытое устройство, которое по определению не может являться закрытой механической и термодинамической системой.

Принцип полезной работы БТГ связан в первую очередь с преобразованием низкоуровневой (напр. тепловой) энергии эфира в полезную механическую и в электрическую энергию . Поскольку работа БТГ направлена на захват свободных энергий в окружающем пространстве (заполненном газом - эфиром), то и закон сохранения энергии для замкнутых систем не имеет к работе БТГ прямого отношения.

Альтернативные термины

Классы устройств бестопливных генераторов

Внимание! Факультативный раздел Данный раздел может содержать спорные материалы

Виды бестопливных генераторов

На сегодняшний день БТГ делятся виды, которые опираются на следующие физические явления:

  1. Эфиромагнитного резонанса - большая группа генераторов энергии эфира использует энергию магнитного резонанса.
  2. Механического резонанса - это генераторы энергии, преобразованной из механического резонанса.
  3. Гравитационные - генераторы использующие силу гравитации, притяжение тел к поверхности планеты в результате воздействия на них потока поглощаемого планетой эфира, известны еще с давних времен, еще в средние века были созданы рабочие прототипы.
  4. Инерционные - это генераторы, использующие явление инерции, возникающей при равноускоренном или равнозамедленном движении материального тела, обусловленное плотностью эфира заполняющего пространство.
  5. Центробежные - большая группа генераторов, использующих реактивный момент, образующийся после вылета струи жидкости из сопла ротора устройства под действием центробежной силы.
  6. Магнитные - это многочисленная группа на постоянных и электрических магнитах, преобразующая магнитный поток в механическое движение или в движение тока.
  7. Статического заряда - это генераторы энергии, накапливающие электростатическую энергию

Виды конструкций бестопливных генераторов

  • Генераторы с преобразованием напряжения , когда полученная энергия преобразуется в постоянный ток, который идет на запитку блока питания устройства. Генераторы с преобразованием напряжения сложнее в производстве, но более легкие в настройке.
  • Генераторы с обратной связью , когда часть полученной энергии направляется на вход устройства, а блок питания, после возбуждения устройства, не задействуется. Генераторы с обратной связью легче в изготовлении, но сложны в настройке.

✅Комментарии читателей

Анонимные отзывы

Вырази своё мнение! Это бесплатно, безопасно, без регистрации и рекламы.

Возможно, резонансный механизм извлечения энергии из физвакуума окажется наиболее эффективным из всех существующих. Дело в том, что любое колебание характеризуется очень высокой степенью неравномерности. Здесь постоянно меняется как численное значение скорости движения колеблющегося тела, так и направление вектора скорости. А чем больше неравномерность, тем лучше должен быть результат. Вспомните, что я писал о разрушении моста под сапогами марширующих солдат в статье "Парадоксы энергии". Если суммировать энергию, сообщаемую мосту солдатами, и сравнить её с энергией, необходимой для разрушения моста, то вторая окажется в миллионы раз больше первой.

Неизвестно точно, кто был первым в разработке резонансных генераторов. Имеются сведения, что американский физик Генри Мюррей ещё в середине 20-х годов прошедшего века осуществил первый успешный опыт по извлечению энергии из физвакуума в достаточно больших объёмах. А в конце 20-х годов он построил 30-ступенчатый агрегат мощностью 50 кВт, который работал беспрерывно несколько месяцев. Мюррей не делал секрета из своих экспериментов и демонстрировал работающий генератор всем желающим. Это его и погубило. Однажды какой-то безумец принёс с собой бомбу и взорвал лабораторию. А вскоре внезапно умер и сам изобретатель. После его смерти все уцелевшие бумаги и чертежи установки исчезли. И потому точно не известно, как именно выглядел аппарат этого изобретателя.

Вторым был сербский физик Никола Тесла. Он тоже построил генератор, работающий на резонансном принципе, и его лаборатория в Колорадо-Спрингс также была взорвана. К счастью, Тесла был намного более известен по сравнению с Мюрреем и потому его самого не тронули. Но перекрыли все каналы получения денег для дальнейшей разработки. Тесловский аппарат состоял из электродвигателя и соединённого с ним через механическую муфту электрогенератора, а также искровика. Двигатель вращал генератор, а тот вырабатывал нужный для работы двигателя ток. При этом из-за наличия в цепи резонанса ток вырабатывался в таких количествах, что его хватало и для работы самого двигателя, и для питания многочисленных внешних потребителей. Когда между электродами в искровике проскакивает искра, в ней присутствуют колебания очень широкого спектра частот. И какая-нибудь из них обязательно совпадёт с резонансным значением. Если нагрузка изменится, резонанс будет осуществляться на другой частоте. Такая система очень удобна тем, что в ней не нужен блок управления и она автоматически подстраивается в резонансный режим. Но искра обладает двумя недостатками, из-за которых Тесла отверг данную схему. Во-первых, искра испускает жесткое рентгеновское излучение, вредное для организма. Именно по этой причине преждевременно ушли из жизни те наши современники, которые работали с искровой схемой: Арсений Меделяновский, Владилен Докучаев, Александр Чернетский. Во-вторых, искра порождает мощные радиоволны, от которых глохнут все телевизоры и радиоприёмники в округе.

Тесла быстро разобрался в недостатках искры и отказался от такого способа, разработав иной более безопасный и даже испробовав его на практике. Он использовал обычный колебательный контур, имеющийся во всех радиоприёмниках, и содержащий по меньшей мере, одну индукционную катушку и электрический конденсатор переменной ёмкости. На Земле постоянно бушуют грозы с молниями, которые порождают электромагнитные волны широкого спектра частот. Антенна улавливает эти волны и возбуждает в контуре слабый переменный ток. А постоянно поддерживаемый в контуре режим резонанса усиливает ток до такой степени, что находящийся там электромотор начинает работать. Когда в Далласе (штат Техас) происходила промышленная выставка, Тесла заручился поддержкой фирм «Pierce-Arrow» и «General Electric», снял бензиновый мотор с демонстрируемого автомобиля «Arrow» и установил на него электрический двигатель переменного тока мощностью 80 л.с. и скоростью вращения 1800 об/мин. После этого пошёл в местный магазин, купил там несколько электронных ламп, кучу проводов, резисторы, и из всего этого барахла соорудил небольшую коробочку размерами 60×30×15см с двумя антеннами. Установил коробочку за сиденьем, подсоединил её к электромотору и поехал. Гонял он автомобиль целую неделю, развивая скорость до 150 км/час. А на все вопросы об источнике энергии отвечал, что энергия поступает из эфира. Но неграмотные обыватели сочли, что Тесла связался с дьяволом, который и толкает автомобиль. Разгневанный такими инсинуациями, Тесла снял коробочку с автомобиля и отказался рассказывать, как она работает.

Некоторые современные физики, работающие в этой области, видят источник энергии тесловской коробочки в электромагнитных полях. В принципе, если настроить частоту аппарата на частоту земного электромагнитного поля (от 7 до 7.5 герц, так называемый резонанс Шумана), извлекать энергию из магнитного поля окажется возможным. Но это противоречит тому, что говорил сам Тесла. Ведь он прекрасно разбирался в магнитных полях, но говорил всегда об эфире, а не о поле. Одного я только не понимаю: зачем Тесла установил в своей коробочке две антенны, когда можно было бы обойтись одной?

В настоящее время подобные схемы исследуют Андрей Мельниченко в России, Дон Мартин (Don Martin) в США и Паоло Кореа в Канаде. Точная схема установки Дон Мартина не известна, т.к. американцы держат её в секрете. Но мой личный разговор с директором International Tesla Institute Джонном МакГиннисом (John McGinnis), который продвигает эту разработку, привёл меня к выводу, что американская установка почти в точности идентична установке Мельниченко. Начинал Андрей с самого простого устройства, куда входили только генератор, электродвигатель и конденсатор. Вот его рассказ, взятый мною из журнала «Свет», 6, 1997: «...я зарабывал деньги на строительстве дач. И работал с циркуляркой, у которой был двигатель на 1.5 кВт. Всё шло прекрасно, пока не отключили энергию. Я пошёл к соседу, у него был бензиновый генератор на 127 вольт. Но у циркулярки двигатель рассчитан на 220 вольт. От такого генератора циркулярка работала еле-еле, диск можно было остановить ладонью. Тогда я взял пару обычных конденсаторов и поставил их последовательно с двигателем. Напряжение подскочило до 500 вольт. Я снял один конденсатор, и получилась напруга как раз на двигатель. Пришёл местный электрик, померил и чуть не упал в обморок: бензиновый генератор имел 100 вольт и 0.5 кВт, а электродвигатель - 270 вольт и 1.5 кВт при одинаковой силе тока 0.5 ампер. То есть двигатель имел напряжение на входе в 2 раза меньше номинального, а на выходе на 20% больше. Пила работала как зверь - доски только отлетали. Он ничего понять не мог. Тут я вытащил из-под двигателя конденсатор величиной со спичечный коробок, который он не заметил, и объяснил суть эксперимента. Любой специалист может его воспроизвести за несколько секунд и убедиться в реальности дополнительной мощности».

В этой установке вся энергия, выбрасываемая из физвакуума при его переходе из возбуждённого состояния в нейтральное, отдавалась потребителю. Поэтому для следующего цикла возбуждения требовался посторонний источник энергии. В схеме Мельниченко им был бензиновый генератор. А в коробочке Теслы это были далёкие молнии. Но если часть получаемой энергии пускать на повторное возбуждение вакуума, посторонний источник энергии можно убрать. Поэтому Мельниченко изменил установку. Модернизированный аппарат кроме двигателя с генератором включал также конденсатор переменной ёмкости, нагрузку, блок управления и батареи. Двигатель и генератор соединялись механически через муфту и электрически. Конденсатор находился в цепи нагрузки. Цепь нагрузки и цепь двигателя подсоединялись к генератору параллельно. Блок управления менял емкость конденсатора так, чтобы в цепи всегда поддерживался резонанс. Батареи были нужны лишь для запуска установки, а после выхода на стационарный режим они отключались.

А Паоло Кореа, похоже, повторяет работы Мюррея. Потому что внешний вид установки канадца очень напоминает то, что в своё время показывал американец и как об этом рассказывали посетители его лаборатории. Кореа использует акустический резонанс в плазме. В стеклянной трубе по всей её длине тянутся два плоских электрода, на которые подаётся переменное напряжение с частотой, равной резонансной частоте акустических колебаний плазмы (а у Мюррея было 30 таких труб, установленных последовательно в батарею). Сама же плазма создаётся посредством ионизации газа заряженными частицами, вылетающими из тонкого слоя радиоактивного вещества, покрывающего внутреннюю сторону электродов. Конечно, степень ионизации и температура такой плазмы довольно низки, но для получения хорошего результата этого оказывается достаточным. Как сообщает Кореа в своих статьях, на одну единицу вкладываемой энергии он получает от 6 до 18 единиц энергии из плазмы. К сожалению, у такой схемы имеется существенный недостаток: положительная обратная связь между вкладываемой и получаемой энергиями. Поэтому установка канадца работает неустойчиво, вырабатываемые ток и напряжение скачут в слишком широком интервале значений. А это ведёт к перенапряжению оборудования и его быстрому выходу из строя. Как решить эту проблему, исследователь пока не знает.

И вот что интересно. Оказывается, нечто подобное уже давно используется на всех электростанциях, правда с совершенно иной целью. Явление резонанса в электрической сети прекрасно известно всем электротехникам. Когда он возникает, в сети выделяется громадное количество дополнительной энергии (выброс энергии может в 5-10 раз превышать норму), и многие потребители перегорают. От их выхода из работы ёмкость и индуктивность сети меняются и резонанс исчезает. Но для уже перегоревших устройств от этого легче не становится. Чтобы избежать такого оборота, на выходе из станции устанавливают специальные антирезонирующие вставки. Как только сеть окажется слишком близко к условиям резонанса, вставки автоматически изменяют свою ёмкость и уводят сеть из опасной зоны. Но если бы мы стали специально подерживать резонанс в сети с соответствующим уменьшением силы тока на выходе из станции, тогда потребление топлива станциями упало бы в десятки раз. И во столько же раз упала бы себестоимость производимой энергии.

Также имеются сведения, что резонанс позволяет добиться многократного снижения энергозатрат при разложении воды на водород и кислород. Если электролиз производить током с частотой, равной частоте собственных колебаний атомов водорода и кислорода в молекуле воды, тогда затраты энергии на разложение падают в десятки раз. Но при последующем сгорании этих газов один в другом выделится такая же энергия, как раньше. Разлагая повторно полученную воду током резонансной частоты и снова сжигая полученные газы, можно добиться того, что при достаточно малых затратах электричества из розетки или от батарей мы получим громадные количества тепла. К сожалению, я не нашёл достаточно подробной информации на эту тему, поэтому ничего более конкретного сказать не могу.

Под термином «магнитный резонанс» понимается избирательное (резонансное) поглощение энергии переменного электромагнитного поля электронной или ядерной подсистемой вещества, подверженного действию постоянного магнитного поля. Механизм поглощения связан с квантовыми переходами в этих подсистемах между дискретными уровнями энергии, возникающими в присутствии магнитного поля.

Магнитные резонансы подразделяются обычно на пять видов: 1)циклотронный резонанс (ЦР); 2) электронный парамагнитный резонанс (ЭПР); 3) ядерный магнитный резонанс (ЯМР); 4) электронный ферромагнитный резонанс; 5) электронный антиферромагнитный резонанс.

Циклотронный резонанс . При ЦР наблюдается избирательное поглощение энергии электромагнитного поля в полупроводниках и металлах, находящихся в постоянном магнитном поле, обусловленное квантовыми переходами электронов между энергетическими уровнями Ландау. На такие эквидистантные уровни расщепляется квазинепрерывный энергетический спектр электронов проводимости во внешнем магнитном поле.

Суть физического механизма ЦР можно понять и в рамках классической теории. Свободный электрон движется в постоянном магнитном поле (направленном вдоль оси ) по спиральной траектории вокруг линий магнитной индукции с циклотронной частотой

где и - соответственно величина заряда и эффективная масса электрона. Включим теперь радиочастотное поле с частотой и с вектором перпендикулярным к (например, вдоль оси ). Если электрон имеет подходящую фазу своего движения по спирали, то, поскольку частота его вращения совпадает с частотой внешнего поля, он будет ускоряться, и спираль будет расширяться. Ускорение электрона означает увеличение его энергии, которое происходит за счет передачи ее от радиочастотного поля. Таким образом, резонансное поглощение возможно при выполнении следующих условий:

частота внешнего электромагнитного поля, энергия которого поглощается, должна совпадать с циклотронной частотой электронов ;

вектор напряженности электрического поля электромагнитной волны должен иметь компоненту, нормальную к направлению постоянного магнитного поля ;

среднее время свободного пробега электронов в кристалле должно превышать период циклотронных колебаний .

Метод ЦР используется для определения эффективной массы носителей в полупроводниках. По полуширине линии ЦР можно определить характерные времена рассеяния, и, тем самым, установить подвижность носителей. По площади линии можно установить концентрацию носителей заряда в образце.

Электронный парамагнитный резонанс . Явление ЭПР заключается в резонансном поглощении энергии электромагнитного поля в парамагнитных образцах, помещенных в постоянное магнитное поле , нормальное к магнитному вектору электромагнитного поля. Физическая сущность явления заключается в следующем.


Магнитный момент атома, имеющего неспаренные электроны, определяется выражением (5.35). В магнитном поле энергетические уровни атома благодаря взаимодействию магнитного момента с магнитным полем расщепляются на подуровни с энергией

где представляет собой магнитное квантовое число атома и принимает значение

Из (5.52) видно, что число подуровней равно , а расстояние между подуровнями составляет

Переходы атомов с низких на более высокие уровни могут происходить под действием внешнего электромагнитного поля. Согласно квантовомеханическим правилам отбора разрешенными переходами являются такие, при которых магнитное квантовое число изменяется на единицу, то есть . Следовательно, квант энергии такого поля должен равняться расстоянию между подуровнями

Соотношение (5.55) является условием ЭПР. Переменное магнитное поле резонансной частоты с одинаковой вероятностью будет вызывать переходы с нижних магнитных подуровней на верхние (поглощение) и наоборот (излучение). В состоянии термодинамического равновесия связь между заселенностями и двух соседних уровней определяется законом Больцмана

Из (5.56) видно, что состояния с более низкой энергией имеют большую населенность (). Поэтому число атомов, поглощающих кванты электромагнитного поля, в этих условиях будет преобладать над числом излучающих атомов; в итоге система будет поглощать энергию электромагнитного поля, что приводит к росту . Однако благодаря взаимодействию с решеткой поглощаемая энергия в виде тепла передается решетке, и обычно настолько быстро, что при используемых частотах отношение очень слабо отличается от своего равновесного значения (5.56).

Частоты ЭПР могут быть определены из (5.55). Подставляя значение и считая (чисто спиновый момент), получим для резонансной частоты

Из (5.57) видно, что в полях от до 1 Тл резонансные частоты лежат в интервале Гц, то есть в радиочастотной и СВЧ областях.

Условие резонанса (5.55) относится к изолированным атомам, обладающими магнитными моментами. Однако оно остается справедливым и для системы атомов, если взаимодействие между магнитными моментами пренебрежимо мало. Такой системой является кристалл парамагнетика, в котором магнитные атомы находятся на больших расстояниях один от другого.

Явление ЭПР было предсказано в 1923г. Я.Г.Дорфманом и экспериментально обнаружено в 1944 р. Е.К.Завойским. В настоящее время ЭПР используется как один из самых мощных методов изучения твердого тела. На основе интерпретации спектров ЭПР получают информацию о дефектах, примесях в твердых телах и электронной структуре, о механизмах химических реакций и т.д. На явлении ЭПР построены парамагнитные усилители и генераторы.

Ядерный магнитный резонанс . Тяжелые элементарные частицы - протоны и нейтроны (нуклоны), а, следовательно, построенные из них атомные ядра обладают собственными магнитными моментами, которые служат источником ядерного магнетизма. Роль элементарного магнитного момента по аналогии с электроном здесь играет ядерный магнетон Бора

Атомное ядро обладает магнитным моментом

где – -фактор ядра, – спиновое число ядра, которое принимает полуцелые и целые значения:

0, 1/2, 1, 3/2, 2, ... . (5.60)

Проекция ядерного магнитного момента на ось z произвольно выбранной системы координат определяется соотношением

Здесь магнитное квантовое число при известном принимает значений:

В отсутствие внешнего магнитного поля все состояния с различными имеют одинаковую энергию, следовательно, являются вырожденными. Атомное ядро с отличным от нуля магнитным моментом, помещенное во внешнее постоянное магнитное поле , испытывает пространственное квантование, и его -кратно вырожденный уровень расщепляется в зеемановский мультиплет, уровни которого обладают энергиями

Если после этого на ядро воздействовать переменным полем, квант энергии которого равен расстоянию между уровнями (5.63)

то возникает резонансное поглощение энергии атомными ядрами, которое называется ядерным парамагнитным резонансом или просто ядерным магнитным резонансом .

В силу того, что много меньше , резонансная частота ЯМР заметно меньше частоты ЭПР. Так ЯМР в полях порядка 1 Тл наблюдается в области радиочастот.

ЯМР как метод исследования ядер, атомов и молекул получил разнообразные применения в физике, химии, биологии, медицине, технике, в частности, для измерения напряженности магнитных полей.

Традиционный метод ЯМР-спектроскопии имеет множество недостатков. Во-первых, он требует большого количества времени для построения каждого спектра. Во-вторых, он очень требователен к отсутствию внешних помех, и, как правило, получаемые спектры имеют значительные шумы. В-третьих, он непригоден для создания спектрометров высоких частот. Поэтому в современных приборах ЯМР используется метод так называемой импульсной спектроскопии, основанной на фурье-преобразованиях полученного сигнала.

В настоящее время все ЯМР-спектрометры строятся на основе мощных сверхпроводящих магнитов с постоянной величиной магнитного поля.

Сущность ЯМР-интроскопии (или магнитно-резонансной томографии) заключается в реализации особого рода количественного анализа по амплитуде сигнала ядерного магнитного резонанса. В методах ЯМР-интроскопии магнитное поле создается заведомо неоднородным. Тогда есть основание ожидать, что частота ядерного магнитного резонанса в каждой точке образца имеет свое собственное значение, отличающееся от значений в других частях. Задав какой-либо код для градаций амплитуды ЯМР-сигналов (яркость или цвет на экране монитора), можно получить условное изображение (томограмму) срезов внутренней структуры объекта.

Ферро- и антиферромагнитный резонанс . Физическая сущность ферромагнитного резонанса заключается в том, что под действием внешнего магнитного поля , намагничивающего ферромагнетик до насыщения, полный магнитный момент образца начинает прецессировать вокруг этого поля с ларморовой частотой , зависящей от поля. Если на такой образец наложить высокочастотное электромагнитное поле, перпендикулярное , и изменять его частоту , то при наступает резонансное поглощение энергии поля. Поглощение при этом на несколько порядков выше, чем при парамагнитном резонансе, потому что магнитная восприимчивость, а, следовательно, и магнитный момент насыщения в них много выше, чем у парамагнетиков.

Особенности резонансных явлений в ферро- и антиферромагнетиках определяются в первую очередь тем, что в таких веществах имеют дело не с изолированными атомами или сравнительно слабо взаимодействующими ионами обычных парамагнитных тел, а со сложной системой сильно взаимодействующих электронов. Обменное (электростатическое) взаимодействие создает большую результирующую намагниченность, а с ней и большое внутреннее магнитное поле, что существенно изменяет условия резонанса (5.55).

От ЭПР ферромагнитный резонанс отличается тем, что поглощение энергии в этом случае на много порядков сильнее и условие резонанса (связь между резонансной частотой переменного поля и величиной постоянного магнитного поля) существенно зависит от формы образцов.

На явлении ферромагнитного резонанса основаны многие СВЧ-устройства: резонансные вентили и фильтры, парамагнитные усилители, ограничители мощности и линии задержки.

Антиферромагнитный резонанс (электронный магнитный резонанс в антиферромагнетиках ) – явление относительно большого избирательного отклика магнитной системы антиферромагнетика на воздействие электромагнитного поля с частотой (10-1000 ГГц), близкой к собственным частотам прецессии векторов намагниченности магнитных подрешеток системы. Это явление сопровождается сильным поглощением энергии электромагнитного поля.

С квантовой точки зрения антиферромагнитный резонанс можно рассматривать как резонансное превращение фотонов электромагнитного поля в магноны с волновым вектором .

Для наблюдения антиферромагнитного резонанса используются радиоспектрометры, аналогичные применяемым для изучения ЭПР, но позволяющие проводить измерения на высоких (до 1000 ГГц) частотах и в сильных (до 1 МГс) магнитных полях. Наиболее перспективны спектрометры, в которых сканируется не магнитное поле, а частота. Получили распространение оптические методы детектирования антиферромагнитного резонанса .

Без длительной дискуссии, четырехгранном геометрическом составном резонансе или Правила Девяти, вполне возможно понять эту цепь как в основном настроенный магнитный и кварцевый усилитель.

Тем не менее, необходимо знать эти предметы для того, чтобы разрабатывать и строить MRA, так что если вы хотите полностью реализовать особенности этой цепи, воспользуйтесь файлами на KeelyNet, которое содержит все необходимое.

В MRA цепи показанной выше, есть регулируемый низко-силовой генератор, который подает сигнал на одну сторону бария- титаните преобразователь. Противоположная сторона преобразователя подключена к первичной катушке, которая намотана на сердечнике ферритового бариевого магнита. Противоположный конец первичной возвращается к генератору.

Вторичная обмотка подключена к обычному мостовому выпрямителю, а выход моста подведён к DC(постоянный ток) нагрузке. Конденсатор фильтра может быть использован на выходе моста и использован на установке MRA которую мы построили. К тому же, резистор нагрузки через конденсатор подержит выход DC(постоянный ток) от получения слишком высокого тока по мере того, как цепь настроена. Мы определили, что резистор в 30 омов и 10 ватт было достаточным.

Как только схема собрана, поместите вольтметр через выходной резистор, чтобы проверять повышения напряжение по мере настройки цепи. Отрегулируйте частоту генератора, чтобы обеспечивать самый верхний DC выход. В течение этого процесса, поймите, что напряжение через пьезоэлемент и катушку будет значительно выше чем входной уровень который вы подаете на вход. Мы видели общее напряжение почти 1000 вольт при входном токе в 30 вольт.

Когда цепь настроена, магнит будет "петь" около 8,000 в 11,000 Hz. Если пьезоэлемент поет, вы превышаете свои силовые возможности и нужно уменьшить количествовитков вашей первичный обмотки. Частота, которая резонирует как пьезоэлемент так и магнит в оптимальном резонансе будут в три раза (три октавы выше) частоты в которой магнит поет.

Это - девять обертонов, которые упомянуты в Правилах Девяти.

Для того, чтобы тестировать цепь, установите прецизионную, высокую мощность, уменьшите резистор включеный последовательно с выходом из генератора в пьезоэлемент, и измерьте напряжение падения. Это должно быть очень небольшой, менее чем 0.1 вольта переменного тока. Используйте эту величину, чтобы определять ток в последовательной цепи, затем вычислить мощность.

Затем, измерьте напряжение постоянного тока через ваш выходной резистор нагрузки и снова вычислите мощность. Вы должны получить между 3...4 раз выше прежде рассчитанной входной мощности.

Как только цепь подействует, Вы отметите, что напряжение изменится 0.1 вольтами постоянного тока или более, в зависимости от времени дня. Это является следствием природы сил присущей в Земной магнитной области. Ожидайте максимальное напряжение в или перед восходом солнца.

В нашей цепи, мы измерили 0.084 вольт переменного тока нагруженных последовательно 2 ома резистора, в общей сложности 0.685 W первичного рассеяния. С этим, мы достигли 2.75 W выходной мощности и использовали это, чтобы управлять лампой и двигателем. Повышение входного напряжения имело эффект уменьшающий первичный ток при повышенной выходной мощности, таким образом улучшающей прирост силового коэффициента. Мы верим, что большие силовые системы могут быть построены использованием больших катушек, больших пьезоэлементов, и на более низкие частоты - в пределах звукового частотного дипазона компонентов.

MRA - по существу средства освобождения электрической энергии хранящейся в магнитах. Как таковой, это - переменного тока батарея с постоянного тока выходом. Может быть использовано для портативного, само-заряжаемого блока питания с генератором твердого состояния и перезаряжаемой батареи. Для тех, который хочется краткий обзор технологии, следующим параграфам предлагают, но настойчиво напоминаем, чтобы вы продолжали это чтение с более тщательным исследованием файлов KeelyNet.

Материя=Энергия. Для того, чтобы изменить материал, измените энергию. Создание магнита достигнуто процессом, который заставляет материал расширяться так и сжиматься, в результате чего магнит - в постоянном состоянии краха. Это то- почему магниты привлекают материал с аналогичными структурами решетки, как они пытаются заполнять энергетическую пустоту, которая создавала их. "Области" магнита установлены после процесс намагничивания, и единственный путь извлекать электрическую энергию нужно физически вращать катушку относительно магнита.

Тем не менее, также возможно породить виртуальное вращение, прилагая звуковую частоту магнита, который вызывает решетки и области, чтобы вибрировать. Тем не менее, мощность требовавшаяся, чтобы это делать больше, чем энергия выпускалась виртуальным вращением. Следовательно необходимо увеличивать вибрацию не используя чрезмерный ток.

Пьезоэлемент имеет фактически неисчерпаемую поставку свободных электронов. Использование пьезоэлемент последовательно с первичной катушкой почти устраняет первичный ток, поскольку это - напряжение, которое выделяет пьезоэлемент, не ток. Следовательно с пьезоэлемента может быть выделено очень небольшую фактическую мощность и обеспечен ток в первичную катушку, которая вибрирует области магнита.

Пьезоэлемент - катализатор для циркулирующего тока в первичной катушке. Циркулирующий ток является добавкой, и это - причина высокого потенциала разработанного как через пьезоэлемент так и через первичную катушку.

В этой точке, резонанс становится важным. Вы должны иметь разделения в три октавы между звуковой частотой магнита и сигналом подаваемым в пьезоэлемент. Циркулирующий ток будет богатый обертонами, необходимых для действия цепи.

Хотя цепь проста, она использует понятия "Фи", виртуального вращения, четырехгранной геометрии, пьезоэлемента и трансформаторной теории, и электрического знания. Это не предлагается как проект для начинающего, из-за высокого настоящего напряжения. Для инженеров и техников, это может быть трудно принимать, что MRA - вышеуказанное объединение. Надо надеяться, это поможет строить лучший мир.


Дата публикации: Прочитано: 65540 раз Дополнительно на данную тему 4

1 ФГБОУ ВПО «Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого», Великий Новгород

2 ФГБОУ ВПО «Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого»

3 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва

4 Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН

В статье приводится экспериментальное свидетельство наличия магнитоэлектрического (МЭ) взаимодействия в области магнитоакустического резонанса (МАР) в искусственной среде феррит-пьезоэлектрик. В материалах такого рода МЭ эффект проявляется как следствие взаимодействия магнитострикционных и пьезоэлектрических компонентов. Целью данной работы являлось экспериментальное исследование МЭ эффекта в области МАР феррита. МЭ элемент был изготовлен из двух монокристаллических материалов: пьезоэлектрика  лантангаллиевого силиката и феррита  иттрий-железистого граната. В работе приведены экспериментальные данные по изучению прямого МЭ эффекта для двухфазного образца ИЖГ-ЛГС в области МАР. Величина эффекта составила 14,1 В/(смЭ) на частоте около 2,8 МГц. Измерения проведены двумя методами, имеющими сопоставимые результаты. Полученные данные позволяют спрогнозировать возможность технической реализуемости приборов радио и СВЧ диапазона с использованием МЭ эффекта в области МАР с удовлетворительными параметрами.

магнитоэлектрический эффект

магнитоакустический резонанс

1. Беляева О. Ю., Зарембо Л. К., Карпачев С. Н. Магнитоакустика ферритов и магнитоакустический резонанс // УФН 162 (2) 107–138 (1992).

2. Бичурин М. И. и др. Магнитоэлектрические материалы. – М.: Академия естествознания, 2006. – 296 с.

3. Гуляев Ю. В., Дикштейн И. Е., Шавров В. Г. Поверхностные магнитоакустические волны в магнитных кристаллах в области ориентационных фазовых переходов // УФН 167 735–750 (1997).

4. Бичурин М. И., Петров В. М.. Магнитоэлектрический эффект в магнитострикционно-пьезоэлектрических мультиферроиках // Физика низких температур. – 15/06/2010. – T. 36, N 6. – С. 680-687.

5. Петров В. М., Бичурин М. И., Петров Р. В. Магнитоакустический резонанс в феррит-пьезоэлектрических плёночных структурах // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 2; URL: www.сайт/102-5701

6. Петров Р. В., Бичурин М. И., Петров В. М. Резонансные эффекты в магнитострикционно-пьезоэлектрических композитах для твердотельных электронных устройств // Palmarium Academic Publishing, 2012. – 264 с.

7. Пятаков А. П., Звездин А. К. Магнитоэлектрические материалы и мультиферроики // УФН 182 593–620 (2012).

8. Bichurin M. I., Petriv V. M., and Priya S. Magnetoelectric Multiferroic Composites // In: Ferroelectrics - Physical Effects/ Ed. Mickaël Lallart. – InTech, 2011. – P. 277-302.

9. Bichurin M. I., Petrov V. M., Ryabkov O. V. et al. Theory of magnetoelectric effects at magnetoacoustic resonance in single-crystal ferromagnetic-ferroelectric heterostructures // Phys. Rev. B, 2005, v. 72, P. 060408(R) (1-4).

10. Magnetoelectricity in Composites / Eds. M. I. Bichurin and D. Viehland, Pan Stanford Pub, 2011. – 257 p.

Введение

На стыке хорошо известных и изученных явлений часто можно наблюдать совершенно новые проявления внутренних свойств веществ, дающих начало передовым исследованиям и служащих источником научного и технического прогресса. В статье приводится экспериментальное свидетельство наличия магнитоэлектрического (МЭ) взаимодействия в области магнитоакустического резонанса в искусственной среде феррит-пьезоэлектрик. В материалах такого рода МЭ эффект проявляется как следствие взаимодействия магнитострикционных и пьезоэлектрических компонентов. Упругое механическое взаимодействие между магнитострикционной и пьезоэлектрической фазами дает гигантский магнитоэлектрический отклик в магнитоэлектрических композиционных материалах . Взаимодействие между магнитной (спиновой) и упругой подсистемами приводит к возникновению в магнетике связанных магнитоупругих колебаний, обладающих интересными физическими свойствами . Магнитоакустический резонанс (MAP) проявляется в резком увеличении поглощения акустической волны по достижении резонансных условий со спиновой (при совпадении их частот и волновых векторов). Здесь, в отличие от большинства случаев релаксационных явлений в акустике, представляются возможности управления характеристиками (временем релаксации и т.д.) с помощью внешних магнитных полей . Целью данной работы является экспериментальное исследование МЭ эффекта в области МАР феррита. Исследование этого явления позволит в дальнейшем создать ряд высокочастотных устройств, например, фильтр, вентиль, фазовращатель и пр., характеристиками которых можно управлять, меняя величину электрического поля.

Экспериментальный образец и измерительный стенд

МЭ элемент был изготовлен из двух монокристаллических материалов. Первый материал - пьезоэлектрический лантангаллиевый силикат La3Ga5SiO14 (лангасит — ЛГС) Y-среза с размерами 15х4х0,5 мм был предоставлен компанией ОАО «Фомос-Материалс», Россия (http://www.newpiezo.com). Второй материал - монокристаллический иттрий-железистый гранат (ИЖГ) представлял собой также пластину с размерами 13х4х1,35 мм, ориентированную в плоскости (110), и был предоставлен фирмой НИИ «Феррит-Домен», Россия (http://www.ferrite-domen.com). Оба образца были отполированы до зеркальной поверхности. На плоскости ЛГС были нанесены золотые электроды толщиной 0,5 мкм. МЭ элемент был изготовлен методом склеивания двух компонентов, пьезоэлектрика и феррита, с помощью поливинилбутираль-фенолформальдегидного клея. Толщина клеевого соединения составляла не более 12 мкм.

Расположение МЭ элемента в магнитных полях показано на рис. 1.


Рисунок 1. Расположение МЭ элемента во внешних магнитных полях

МЭ элемент располагается в центре катушки Гельмгольца. Постоянное магнитное поле направлено вдоль плоскости магнитоэлектрического образца в первом случае и поперёк плоскости магнитоэлектрического образца во-втором. Переменное электромагнитное поле всегда было направлено вдоль плоскости магнитоэлектрического образца. В подобных условиях в феррите возбуждаются толщинно-сдвиговые волны. Резонансная характеристика S11 коэффициента отражения в отдельном образце ИЖГ до склеивания представлена на рис. 2а. В свою очередь эти волны возбуждают толщинно-сдвиговые волны в ЛГС - пьезоэлектрике Y-среза. Резонансная характеристика S11 коэффициента отражения в отдельном образце ЛГС представлена на рис. 2б. Экспериментальные резонансные частоты для обоих образцов совпадают с расчётными. Волны генерируют сигнал на плоскостных электродах пьезоэлектрика. Величина постоянного магнитного поля в случае продольного намагничивания 164 Э и в случае поперечного - 597 Э. Величина переменного магнитного поля 150 млЭ. Сигнал снимался с электродов, расположенных на плоскостях пьезоэлектрика.

Рисунок 2. Резонансная характеристика S11 коэффициента отражения в отдельном образце: а - ИЖГ, б - ЛГС

Резонансная частота магнитоупругих колебаний в пластине ИЖГ после склеивания сдвигается вверх, что объясняется эффектом смещения линии ФМР под действием механического напряжения. После склеивания МЭ элемента обе резонансные характеристики совпадают по частоте.

Для измерений использовались два стенда. Для проведения панорамных измерений был использован стенд, изображённый на рис. 3а, включающий в себя МЭ образец, помещённый в катушку Гельмгольца, подключённую к измерителю комплексных коэффициентов передачи «Обзор-304», электромагнит, источник питания, гауссметр. Мощность сигнала на выходе измерителя была 10 млВт. На установке проводились измерения коэффициентов отражения S11, S22 и коэффициента прохождения S21 на частоте около 2,8 МГц.


Рисунок 3. Измерительный стенд: а - для панорамных измерений, б - на базе осциллографа

Такой стенд позволяет увидеть изменение характеристик в реальном режиме времени. Резонансная характеристика S11 коэффициента отражения от входа в МЭ образце, обусловленная магнитной фазой, представлена на рис. 4а. Резонансная характеристика S22 коэффициента отражения от выхода в МЭ образце, обусловленная пьезоэлектрической фазой, представлена на рис. 4б. Для создания условий, возбуждающих магнитоупругие колебания в МЭ образце, использовали подмагничивающее поле. Результаты при поперечном и продольном подмагничивании существенно не отличались. Передаточная характеристика S21 показана на рис. 5а. Кривая 1 показывает коэф. прохождения без подмагничивающего поля, кривая 2 - с подмагничивающим полем. На частоте магнитоакустического резонанса в феррите, около 2,8 МГц, наблюдается увеличение амплитуды коэффициента прохождения примерно на 15дБ по сравнению с нерезонансным случаем. Такое поведение указывает на то, что основная часть энергии передаётся посредством энергии волн от входа устройства к его выходу. Так как в структурах возможно возбуждение лишь толщинно-сдвиговых волн, то это свидетельствует о наличии эффекта МАР в данном частотном диапазоне. Теоретические исследования МАР в связи с магнитоэлектрическими (МЭ) явлениями были проведены в работах , где рассмотрен магнитоэлектрический эффект в двухслойной магнитострикционно-пьезоэлектрической пленочной структуре на диэлектрической подложке в области магнитоакустического резонанса. Экспериментальные данные подтверждают теоретические расчёты.

Рисунок 4. Характеристики коэффициента отражения в МЭ образце: а - S11, б - S22

Рисунок 5. а - передаточная характеристика S21 МЭ образца, б - значение aME МЭ образца на частоте резонанса

Структурная схема второй установки представлена на рис. 3б. В неё входят МЭ образец, подключенный к осциллографу и помещённый в катушку Гельмгольца, подключённую к генератору сигналов, электромагнит, источник питания, гауссметр. На стенде проводились измерения прямого МЭ коэффициента.

Значения МЭ коэффициента aME на частоте магнитоакустического резонанса приведены на рис. 5б. На частоте около 2,8 МГц он составил около 14,1 В/(см×Э).

Сравнивая данные, приведённые на рис. 5а и рис. 5б, очевидно, что они полностью идентичны и два метода измерений полностью сопоставимы по результатам.

В результате проведённых исследований получены удовлетворительные результаты по величине МЭ эффекта. Это первые измерения МЭ эффекта, проведённые в радиочастотном диапазоне и имеющие столь значительную его величину. Теоретические предпосылки, приведённые в ранее опубликованных работах, полностью подтверждены. В дальнейшем будут опубликованы точные расчёты в сопоставлении с экспериментальными данными. Предполагается провести расчёты спектров магнитоакустических и упругих колебаний, оценить величины взаимодействия колебаний при разных условиях возбуждения.

Заключение

В работе приведены экспериментальные данные по изучению МЭ эффекта для двухфазного образца ИЖГ-ЛГС в области МАР. Величина эффекта составила 14,1 В/(см×Э) на частоте около 2,8 МГц. Измерения проведены двумя методами, имеющими сопоставимые результаты. Полученные данные позволяют спрогнозировать возможность технической реализуемости приборов радио и СВЧ диапазона с использованием МЭ эффекта в области МАР.

Работа выполнена в рамках реализации федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы.

Рецензенты:

Захаров Анатолий Юльевич, д.ф.-м.н., профессор, заведующий секцией кафедры общей и экспериментальной физики ИЭИС НовГУ, г.Великий Новгород.

Селезнёв Борис Иванович, д.т.н., профессор, директор ИЭИС НовГУ, г.Великий Новгород.

Библиографическая ссылка

Петров Р.В., Петров В.М., Татаренко А.С., Бичурин М.И., Пятаков А.П., Звездин А.К. МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ В ОБЛАСТИ МАГНИТОАКУСТИЧЕСКОГО РЕЗОНАНСА В СТРУКТУРЕ ФЕРРИТ-ПЬЕЗОЭЛЕКТРИК // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 4.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=9654 (дата обращения: 23.08.2019). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»