Lem Andrew: другие произведения.

Электричество из Земли

Журнал "Самиздат": [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь]
Peклaмa:
Конкурс 'Мир боевых искусств.Wuxia' Переводы на Amazon
Конкурсы романов на Author.Today

Конкурс фантрассказа Блэк-Джек-20
Peклaмa
 Ваша оценка:


Электричество из Земли.

   Вступление.
  
   Земля обладает отрицательным электрическим зарядом [4]. Общий заряд Земли q, равен 0,6.106 Кл. [5]. Увы пока никто не придумал, как использовать этот заряд для нужд народного хозяйства. Хотя вся Земля -- это просто склад электричества. Все что нужно это научиться это земное электричество добывать превращая в удобную и привычную для использования форму, а именно постоянный ток. Как это можно сделать и пойдет речь в этой статье.
  
   Ряд вольта.
  
   В начале напомню. что такое "ряд Вольта". Если два различных металла привести в соприкосновение, то между ними возникает разность потенциалов, называемая контактной разностью потенциалов. Так Итальянский физик А. Вольта (1745 -- 1827) установил, что если металлы
         Al, Zn, Sn, Pb, Sb, Bi, Hg, Fe, Cu, Ag, Au, Pt, Pd привести в контакт в
         указанной последовательности, то каждый предыдущий при соприкосновении с
         одним из следующих зарядится положительно. Этот ряд называется рядом Вольта. Контактная разность потенциалов для различных металлов составляет от десятых до целых вольт [1].  Если два твёрдых проводника привести в соприкосновение, то между ними происходит обмен электронами, причём вначале преимущественно электроны переходят из проводника с меньшей работой выхода в проводник с большей работой выхода. В результате этого процесса проводники приобретают электрические заряды противоположных знаков, что приводит к появлению электрического поля, препятствующего дальнейшему перетеканию электронов. В конечном счёте достигается равновесие, при котором потоки электронов в обоих направлениях становятся одинаковыми, и между проводниками устанавливается К. р. п. [2].
      То есть по началу движение или дрейф свободных электронов есть и если бы система не была замкнутой, то равновесие так бы и не наступило.
  
   Пары Вольта.
  
   Дрейф электронов в данных парах объясняется при помощи разницы в "Уровнях Ферми". До соединения металлов ровни Ферми" в проводниках разные, а при соединении ровни Ферми" приходя в равновесие.
  

 []

[1]

   Теперь "соберем" пары вольта из ряда Вольта Используя самые обычные и доступные материалы. Зачем? Это станет понятно далее. Итак, мы имеем следующие пары:
   - (+Алюминий Al<>Железо Fe -)
- (+
Алюминий Al<>Медь Cu -)
   - (+Железо Fe+<>Медь Cu -)
   Остальные пары металлов игнорируем в силу их определенной экзотичности дороговизны или мало пригодности для монтажных работ.
   Именно эти три основные пары Вольта самые доступные и любой может использовать их для получение электричества из Земли.
   Далее вспоминаем информацию про то, что же влияет на "Уровни Ферми".
  
   Уровень Ферми.
  
   Казалось бы, использовать "пары Вольта" для получения электричества невозможно.
   Однако если температура контактов не одинакова, то в цепи возникает электрический ток, называемый термоэлектрическим. Явление возбуждения термоэлектрического тока (явление Зеебека), а также тесно связанные с ним явления Пельтье и Томсона называются термоэлектрическими явлениями [2].
   По сути ученые поняли, что если сделать систему не замкнутой обеспечить ее накачкой тепловой энергии, то никакого равновесия не наступит и "контактная пара" будет генерировать электрический ток до тех пор, пока есть подвод энергии. В случае с термопарой система поглощает тепловую энергию и уровень Ферми всегда в проводниках остаётся разный. Но уровень Ферми зависит не только от температуры. Смотрим таблицу "Энергия, температура и скорость Ферми"

 []

[3]

   Грубо говоря "уровень Ферми" это количество электронов + длинна их теплового или броуновского пробега. Или активность броуновского движения электронов. Насыщая металл электронами мы также будет влиять на "уровень Ферми" и система в которую из вне постоянно прибывают свободные электроны, а также вытекают никогда не придет в равновесие. Отсюда, что бы пары металлов из ряда Вольта работали как генератор электричества, достаточно насытить одну из пар избыточными электронами. Вот источником этих свободных или избыточных электронов и будет Земля.
  
   Электрическое поле Земли [4].
  
   В обычный день над пустынной равниной или над морем электрический потенциал по мере подъема возрастает с каждым метром примерно на 100 в. В воздухе имеется вертикальное электрическое поле Е величиной 100 в/м. Знак поля отвечает отрицательному заряду земной поверхности. Это означает, что на улице потенциал на уровне вашего носа на 200 в выше, чем потенциал на уровне пяток!

 []

   Раз существует электрическое поле, то должен быть и поверхностный заряд на земле (0 = e0Е). Если мы поместим у поверхности земли плоскую металлическую пластинку А и заземлим ее, то на ней появятся отрицательные заряды (фиг. 9.2,а).

 []

[4]

   И если Вы, когда ни будь слышали про то, что металлические крыши притягивают свободные электроны, то знайте, что заземлять их конечно можно, но это наоборот приводит к их электризации. Теперь собственно приступим к созданию единого механизма который будет качать электричество прямо из Земли в любой точке планеты.
  
   Электрогенератор второго типа.
  
   Итак, мы уже знаем, что если мы поместим у поверхности земли плоскую металлическую пластинку А и заземлим ее, то на ней появятся отрицательные заряды (фиг. 9.2, а) [4]. Берем ту же пластину из Железа (Fe-) и объединяем ее с пластиной из Алюминия (Al+). Как показано на рисунке. Алюминий должен быть закреплен под пластиной из Железа

 []

   Верхняя пластина в электрическом поле Земли натягивает с поверхности почвы дополнительные свободные электроны. Эти электроны добавляются к уже существующим и почти сразу же 'уровень Ферми' из-за дополнительных электронов в верхней пластине увеличился.

 []

  
  Плюс если будет свет от Солнца, электроны дополнительно получат энергию и Уровень Ферми в Железе (Fe-) станет еще выше чем в Алюминии (+). Равновесие системы нарушиться и электроны начнут свой дрейф в сторону Алюминия и далее к Диоду и обратно в цепь. Дополнительной энергией добавочных электронов можно пренебречь так как не всегда светит солнце, да и для изменения уровня Ферми, а значит и для успешной работы электрогенератора, достаточно дополнительных электронов которыми поделиться планета Земля. Понятно, что в будущем можно направить дополнительное излучение на данную 'термопару' или просто поместить в тепличку из стекла где будет температура выше чем за ее пределами. Это все можно, но не обязательно. Так же как и диод в схеме тоже не обязателен.
  
   Эпилог.
  
   Итак, позволяя планете Земля инжектировать дополнительные электроны в металлы из ряда Вольта, можно влиять на 'Уровни Ферми' в этих металлах. И как результат получать электричество прямо с поверхности Земли. В любой точке планеты в любое время суток. То есть море поверхностного отрицательного заряда который покрывает нашу планету вполне доступно для использования. И да предложенный генератор можно подключать в цепь и параллельно и последовательно.
  
   Литература.
  
   1.Контакт двух металлов по зонной теории. http://helpiks.org/2-20479.html 
2. Контактная разность потенциалов. В. Б. Сандомирский. https://www.booksite.ru/fulltext/1/001/008/064/081.htm
3. Энергия Ферми Материал из Википедии -- свободной энциклопедии
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B8%D1%8F_%D0%A4%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%B8
4. Электричество и магнетизм Фейнман Ричард Филлипс https://fis.wikireading.ru/43
   5. Индуцирование электростатического поля не скомпенсированным зарядом Земли http://www.heuristic.su/effects/catalog/est/byId/description/69/index.html
  

 Ваша оценка:

Популярное на LitNet.com А.Кутищев "Мультикласс "Турнир""(ЛитРПГ) А.Ардова "Брак по-драконьи. Новый Год в академии магии"(Любовное фэнтези) А.Вильде "Эрион"(Постапокалипсис) М.Юрий "Небесный Трон 4"(Уся (Wuxia)) М.Атаманов "Альянс Неудачников-2. На службе Фараона"(ЛитРПГ) В.Кретов "Легенда 3, Легион"(ЛитРПГ) А.Тополян "Механист"(Боевик) А.Светлый "Сфера: эпоха империй"(ЛитРПГ) Д.Сугралинов "Дисгардиум 6. Демонические игры"(ЛитРПГ) Н.Мор "Карт бланш во второй жизни"(Любовное фэнтези)
Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
А.Гулевич "К бою!" С.Бакшеев "Вокалистка" Н.Сайбер "И полвека в придачу"

Как попасть в этoт список
Сайт - "Художники" .. || .. Доска об'явлений "Книги"