RU2287085C1

RU2287085C1 - Method of and device for creation of force

Info

Publication number: RU2287085C1
Application number: RU2005107197/06A
Authority: RU
Original assignee: Тумашев Сергей Александрович
Priority date: 2005-03-15
Filing date: 2005-03-15
Publication date: 2006-11-10
Also published as: RU2005107197A

Abstract

FIELD: provision of translational and rotation motions.

SUBSTANCE: according to proposed method, Lorenz force is used appearing at interaction of intersecting variable magnetic and electric fields with matter. Used as source of magnetic field is inductor in form of extended current-conducting rod in which alternating current is created, and used as source of electric field is electrode installed for interaction with inductor, made in form of shell and insulated from inductor. Alternating voltage is supplied to electrode, and current and voltage changes are set so that magnetic and electric fields provide constant direction of appearing Lorenz force. To provide electric energy, circuit of inductor is coupled with input of supply source by positive feedback circuit.

EFFECT: reduced mass and overall dimensions of devices.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области обеспечения движения машин и механизмов, например, транспортных средств.The invention relates to the field of ensuring the movement of machines and mechanisms, for example, vehicles.

Известен способ создания движущей силы (патент РФ 2120176, кл. Н 02 К 41/00), заключающийся во взаимодействии переменных токов, пропускаемых со сдвигом по фазе через по меньшей мере два индуктора, и создаваемых при этом магнитных полей. В способе использован эффект появления разности фаз между током в индукторе и магнитным полем в месте расположения второго индуктора. Общим признаком для данного аналога и заявляемого способа является использование для создания силы магнитного поля, индуцированного током, протекающим через индуктор.A known method of creating a driving force (RF patent 2120176, class N 02 K 41/00), which consists in the interaction of alternating currents passed with a phase shift through at least two inductors, and thus generated magnetic fields. The method uses the effect of the appearance of a phase difference between the current in the inductor and the magnetic field at the location of the second inductor. A common feature for this analogue and the proposed method is the use to create a magnetic field induced by the current flowing through the inductor.

Недостатком данного метода является крайне малая величина создаваемой силы. По расчетам, приведенным в описании изобретения, сила составляет примерно 6.3×10^-11 Н на 1 метр проводника.The disadvantage of this method is the extremely small magnitude of the generated force. According to the calculations given in the description of the invention, the force is approximately 6.3 × 10 ^-11 N per 1 meter of conductor.

Известен способ получения тяги (патент РФ 2172865, кл. F 03 H 5/00, 27.08.2001, бюл.24), заключающийся в том, что электрически изолированные источники электрического и магнитного полей с подключенными к ним источниками электрического тока устанавливают с возможностью взаимодействия этих полей, отличающийся тем, что источник электрического поля выполняют в виде металлических обкладок, установленных на двух противоположных сторонах плоского или цилиндрического сердечника из магнитного диэлектрического материала, прикрепляют к нему источник магнитного поля и синфазно или в противофазе изменяют величину магнитного поля и скорость изменения электрического поля. Данный аналог является наиболее близким к заявляемому изобретению, то есть прототипом. Общим признаком для данного аналога и заявляемого способа является использование для создания силы магнитного поля, индуцированного током, протекающим через индуктор, и взаимодействующего с переменным электрическим полем.A known method of producing traction (RF patent 2172865, class F 03 H 5/00, 08/27/2001, bull.24), which consists in the fact that electrically isolated sources of electric and magnetic fields with connected electric current sources are installed with the possibility of interaction these fields, characterized in that the source of the electric field is made in the form of metal plates mounted on two opposite sides of a flat or cylindrical core of magnetic dielectric material, a magnetic source is attached to it about the field and in phase or out of phase change the magnitude of the magnetic field and the rate of change of the electric field. This analogue is the closest to the claimed invention, that is, a prototype. A common feature for this analogue and the proposed method is the use of a magnetic field induced by a current flowing through an inductor and interacting with an alternating electric field.

Этот способ обладает рядом недостатков. В данном способе источник магнитного поля представляет собой отдельный узел, прикрепленный, как указано в описании, к источнику электрического поля, расположен снаружи от источника электрического поля и порождает вокруг себя высокочастотное электромагнитное излучение, при этом сердечник из магнитного диэлектрического материала отделен и частично экранирован от источника магнитного поля металлическими проводящими обкладками источника электрического поля. При воздействии высокочастотным магнитным полем на обкладки в них возникают вихревые токи, что неминуемо ведет к дополнительным тепловым потерям, ограничивает используемые мощности, ослабляет воздействие магнитного поля на сердечник. Кроме того, применяемая в прототипе конфигурация источников полей затрудняет использование данного способа для создания крутящего момента, так как вынуждает размещать вокруг оси вращения целую группу устройств, создающих силу.This method has several disadvantages. In this method, the magnetic field source is a separate unit, attached, as indicated in the description, to the electric field source, located outside the electric field source and generates high-frequency electromagnetic radiation around it, while the core of the magnetic dielectric material is separated and partially shielded from the source magnetic field metal conductive plates of the source of the electric field. When a high-frequency magnetic field acts on the plates, eddy currents occur in them, which inevitably leads to additional heat losses, limits the power used, and reduces the effect of the magnetic field on the core. In addition, the configuration of field sources used in the prototype makes it difficult to use this method to create torque, since it forces a whole group of devices to create force around the axis of rotation.

Цель заявляемого изобретения состоит в том, чтобы предложить способ создания силы, который позволяет разработать устройства, отличающиеся от аналогов компактностью, высоким значением создаваемой силы по отношению к весу и габаритам устройства, простотой создания крутящего момента, позволяющие получать электроэнергию, а также минимизирует потери на электромагнитное излучение и вихревые токи.The purpose of the invention is to propose a method of creating a force that allows you to develop devices that differ from their analogues in compactness, a high value of the generated force with respect to the weight and dimensions of the device, the simplicity of creating a torque that allows you to receive electricity, and also minimizes electromagnetic losses radiation and eddy currents.

Для достижения поставленной цели предлагается способ создания силы тяги, заключающийся в том, что на изолятор, обладающий диэлектрическими и магнитными свойствами, одновременно воздействуют переменным магнитным и переменным электрическим полями, силовые линии которых в зоне взаимодействия скрещиваются. Законы изменения полей задают, например, по гармоническому закону со сдвигом фазы электрического поля по отношению к магнитному на четверть периода так, что сила Лоренца, возникающая в результате взаимодействия полей, направлена всегда в одну сторону. Способ отличается тем, что в качестве источника магнитного поля используют индуктор, выполненный в виде протяженного электропроводящего стержня, в котором создают переменный электрический ток, а для создания электрического поля применяют электрод, установленный с возможностью электромагнитного взаимодействия с индуктором магнитного поля, выполненный в виде электропроводящей оболочки, эквидистантной по отношению к боковой поверхности индуктора, и изолированный от него изолятором, обладающим магнитными свойствами. Для создания электрического поля между индуктором и электродом на электрод подают переменное напряжение относительно индуктора магнитного поля. Для получения электрической энергии цепь индуктора магнитного поля связывают с входом источника питания через цепь положительной обратной связи, включающей выпрямитель, сглаживающий фильтр и нагрузку.To achieve this goal, a method of creating traction force is proposed, which consists in the fact that an insulator having dielectric and magnetic properties is simultaneously exposed to alternating magnetic and alternating electric fields, the lines of force of which are crossed in the interaction zone. The laws of changing the fields are set, for example, according to a harmonic law with a phase shift of the electric field relative to the magnetic field by a quarter of the period so that the Lorentz force resulting from the interaction of the fields is always directed in one direction. The method is characterized in that an inductor made in the form of an extended electrically conductive rod, in which an alternating electric current is generated, is used as a magnetic field source, and an electrode installed with the possibility of electromagnetic interaction with a magnetic field inductor made in the form of an electrically conductive shell is used to create an electric field equidistant with respect to the side surface of the inductor, and an insulator isolated from it having magnetic properties. To create an electric field between the inductor and the electrode, an alternating voltage is applied to the electrode relative to the magnetic field inductor. To obtain electrical energy, the magnetic field inductor circuit is connected to the input of the power source through a positive feedback circuit, including a rectifier, a smoothing filter, and a load.

Отличием заявляемого способа от прототипа является то, что в заявляемом способе индуктор, служащий источником магнитного поля, одновременно выполняет функции одного из электродов источника электрического поля. Другим отличием является использование положительной обратной связи между цепью индуктора магнитного поля и источником питания.The difference of the proposed method from the prototype is that in the claimed method, the inductor, which serves as a source of magnetic field, simultaneously performs the functions of one of the electrodes of the electric field source. Another difference is the use of positive feedback between the magnetic field inductor circuit and the power source.

Преимуществом заявляемого способа является то, что в нем изолятор, обладающий диэлектрическими и магнитными свойствами, устанавливают прилегающим непосредственно к индуктору магнитного поля, что позволяет исключить потери на преодоление экранирующего действия обкладок и вихревые токи, приблизить объект воздействия магнитного поля к его источнику, усилив тем самым воздействие, а также то, что индуктор магнитного поля и сердечник экранируются от окружающего пространства электродом, что ведет к минимизации потерь на излучение. Кроме того, исключение одной из обкладок и совмещение ее функций индуктором магнитного поля позволяет уменьшить массу разрабатываемых с использованием заявляемого способа устройств. Наличие положительной обратной связи позволяет использовать получаемую электроэнергию для компенсации потерь и для других целей, что также является преимуществом.The advantage of the proposed method is that in it an insulator having dielectric and magnetic properties is installed adjacent directly to the magnetic field inductor, which eliminates the loss of overcoming the shielding action of the plates and eddy currents, to bring the object of the magnetic field to its source, thereby amplifying the effect, as well as the fact that the magnetic field inductor and the core are shielded from the surrounding space by the electrode, which minimizes radiation losses. In addition, the exclusion of one of the plates and the combination of its functions with a magnetic field inductor can reduce the mass of devices developed using the proposed method. The presence of positive feedback allows the use of the generated energy to compensate for losses and for other purposes, which is also an advantage.

Изобретение поясняется чертежами: фиг.1 и фиг.2.The invention is illustrated by drawings: figure 1 and figure 2.

На фиг.1 изображена схема системы, с помощью которой создают силу.Figure 1 shows a diagram of a system with which to create a force.

На фиг.1 цифрами обозначено: 1 - индуктор магнитного поля; 2 - электрод; 3 - изолятор; 4 - источник тока; 5 - источник напряжения; 6 - источник электропитания; 7 - цепь положительной обратной связи.In figure 1, the numbers indicate: 1 - magnetic field inductor; 2 - electrode; 3 - insulator; 4 - current source; 5 - voltage source; 6 - power source; 7 - chain positive feedback.

На фиг.2 изображена диаграмма взаимодействия движущихся заряженных частиц.Figure 2 shows a diagram of the interaction of moving charged particles.

На фиг.2 обозначено: q₁, и q₂ - заряд 1 и заряд 2; ν₁ и ν₂ - скорости зарядов; F_е1 - сила Кулона, действующая на заряд 1 со стороны заряда 2; F_е2 - сила Кулона, действующая на заряд 2 со стороны заряда 1; F_L - сила Лоренца, действующая на заряд 2 со стороны магнитного поля заряда 1; В₁ - вектор магнитной индукции заряда 1.Figure 2 indicates: q ₁ and q ₂ - charge 1 and charge 2; ν ₁ and ν ₂ are the velocities of charges; F _e1 - Coulomb force acting on charge 1 from the side of charge 2; F _e2 - Coulomb force acting on charge 2 from the side of charge 1; F _L is the Lorentz force acting on charge 2 from the magnetic field of charge 1; In ₁ - the vector of magnetic induction of charge 1.

Рассмотрим две заряженные частицы - заряд 1 и заряд 2, совершающие возвратно-поступательные гармонические колебания во взаимно перпендикулярных направлениях с одинаковой частотой, причем заряд 2 колеблется вдоль прямой, соединяющей центры колебаний зарядов, а заряд 1 - перпендикулярно этой прямой. Пусть амплитуды колебаний много меньше расстояния между зарядами, а расстояние, деленное на скорость света, то есть время распространения полей между зарядами, много меньше периода колебаний. Силы, вынуждающие заряды колебаться, уравновешиваются силами реакции, поэтому не создают равнодействующей, изменяющей положение центра масс системы. Силы Кулона, действующие на каждый заряд со стороны другого заряда, также взаимно уравновешиваются. Остаются сила Лоренца F_L и сила индукции. Заряд 2 на линии своего движения магнитного поля не создает, а заряд 1 от этой линии отклоняется мало. Поэтому магнитной силой, действующей со стороны магнитного поля заряда 2 на заряд 1, можно пренебречь. Скорость заряда 2 и скорость заряда 1, а значит, и индукция магнитного поля, создаваемого зарядом 1 в месте нахождения заряда 2, меняются одновременно. Поэтому направление силы Лоренца, действующей на заряд 2 со стороны магнитного поля заряда 1 и пропорциональной произведению скоростей зарядов, не изменяется. Заряд 1 движется с ускорением, поэтому его переменное магнитное поле индуцирует вихревое электрическое поле, в результате чего возникает сила индукции, действующая со стороны заряда 1 на заряд 2 и пропорциональная ускорению заряда 1. Ее направление меняется вместе с изменением ускорения заряда 2. Поэтому импульс силы индукции за период колебаний равен нулю. Таким образом, остается только одна сила, изменяющая количество движения системы, - это сила Лоренца. Эта сила не скомпенсирована. Объясняется это тем, что рассмотренная система зарядов не является замкнутой, и сила Лоренца является результатом взаимодействия движущихся зарядов и их полей с физическим вакуумом (см. В.А.Ацюковский «Общая эфиродинамика», М., Энергоатомиздат, 1990, с.154-176).Consider two charged particles - charge 1 and charge 2, which perform reciprocating harmonic oscillations in mutually perpendicular directions with the same frequency, with charge 2 oscillating along a straight line connecting the centers of charge oscillations, and charge 1 perpendicular to this straight line. Let the oscillation amplitudes be much smaller than the distance between the charges, and the distance divided by the speed of light, that is, the propagation time of the fields between the charges, much less than the oscillation period. The forces that force the charges to oscillate are balanced by the forces of the reaction, therefore they do not create the resultant, changing the position of the center of mass of the system. Coulomb forces acting on each charge from the side of another charge are also mutually balanced. The Lorentz force F _L and the induction force remain. Charge 2 does not create a magnetic field on the line of its movement, and charge 1 deviates little from this line. Therefore, the magnetic force acting from the magnetic field of charge 2 on charge 1 can be neglected. Charge speed 2 and charge speed 1, and hence the induction of the magnetic field created by charge 1 at the location of charge 2, change simultaneously. Therefore, the direction of the Lorentz force acting on charge 2 from the magnetic field of charge 1 and proportional to the product of the velocities of the charges does not change. Charge 1 moves with acceleration, therefore its alternating magnetic field induces a vortex electric field, resulting in an induction force acting on the side of charge 1 on charge 2 and proportional to the charge acceleration 1. Its direction changes along with the change in charge acceleration 2. Therefore, the force momentum induction for the period of oscillation is zero. Thus, there remains only one force that changes the momentum of the system - this is the Lorentz force. This power is not compensated. This is explained by the fact that the considered system of charges is not closed, and the Lorentz force is the result of the interaction of moving charges and their fields with physical vacuum (see V.A. Atsyukovsky "General ether dynamics", M., Energoatomizdat, 1990, p. 154- 176).

В заявляемом способе используется описанный эффект. В индукторе 1 с помощью источника тока 4 создают переменный ток, являющийся колебательным движением зарядов, колеблющихся, например, по гармоническому закону. Между индуктором 1 и электродом 2 с помощью источника напряжения 5 создают переменное напряжение, изменяющееся также по гармоническому закону и с той же частотой, но со сдвигом фазы, например, на четверть периода. Это напряжение вызывает в изоляторе 3 переменный ток смещения, то есть колебательное движение зарядов в направлении, перпендикулярном направлению тока проводимости в индукторе. В результате возникает постоянная по направлению сила Лоренца, приложенная к изолятору и направленная вдоль направления движения зарядов в индукторе, по величине пропорциональная произведению силы тока в индукторе и скорости изменения напряжения. Эта сила создает ускорение и обеспечивает перемещение системы. Однако в индукторе присутствуют избыточные заряды, появляющиеся вследствие приложения напряжения между индуктором и электродом, которые участвуют в токе смещения, вызываемом этим напряжением. Поэтому сила Лоренца, воздействуя на избыточные заряды в индукторе, как сторонняя электродвижущая сила, создает в цепи индуктора импульсный ток, постоянный по направлению и переменный по величине, что позволяет получать электрическую энергию. Для этого цепь индуктора 1 связывают с входом источника электропитания через цепь 7 положительной обратной связи, включающей выпрямитель, сглаживающий фильтр и нагрузку.In the claimed method uses the described effect. In the inductor 1 using the current source 4 create an alternating current, which is the oscillatory movement of charges, oscillating, for example, according to a harmonic law. Between the inductor 1 and the electrode 2 using a voltage source 5 create an alternating voltage, which also varies in harmonic law and with the same frequency, but with a phase shift, for example, by a quarter of the period. This voltage causes an alternating bias current in the insulator 3, that is, the oscillatory movement of the charges in a direction perpendicular to the direction of the conduction current in the inductor. As a result, a Lorentz force constant in direction arises, applied to the insulator and directed along the direction of motion of the charges in the inductor, proportional to the product of the current strength in the inductor and the rate of change of voltage. This force creates acceleration and provides movement of the system. However, excess charges are present in the inductor due to the application of voltage between the inductor and the electrode, which are involved in the bias current caused by this voltage. Therefore, the Lorentz force, acting on excess charges in the inductor, as an external electromotive force, creates a pulsed current in the inductor circuit, constant in direction and variable in magnitude, which allows you to receive electrical energy. For this, the inductor circuit 1 is connected to the input of the power supply through the positive feedback circuit 7, including a rectifier, a smoothing filter and a load.

Заявляемый способ позволяет также предложить, как вариант, устройство для создания крутящего момента, в котором проводники, индуцирующие магнитное и электрическое поля, устанавливают на роторе, выполняемом с возможностью вращения вокруг оси, например навивают на ротор в виде обмотки.The inventive method also allows you to offer, as an option, a device for creating a torque in which the conductors inducing magnetic and electric fields are mounted on a rotor that is rotatable around an axis, for example, they are wound onto a rotor in the form of a winding.

Claims

1. A method of creating a force, namely, that an insulator having dielectric and magnetic properties is simultaneously exposed to alternating magnetic and alternating electric fields, the lines of force of which are crossed in the interaction zone, and the laws of field changes are set, for example, according to a harmonic law with a shift phase of the electric field with respect to the magnetic field for a quarter of the period so that the Lorentz force resulting from the interaction of the fields is always directed in one direction, characterized in that as a magnetic field source uses an inductor made in the form of an extended conductive rod in which an alternating electric current is generated, and an electrode installed with the possibility of electromagnetic interaction with the inductor is used to create an electric field, made in the form of an electrically conductive shell equidistant with respect to the side surface of the inductor, and insulated from it by an insulator having dielectric and magnetic properties, the electric field between the inductor and the electric Odom created by applying to the electrode an AC voltage with respect to the inductor, and the inductor circuit connected with the input power supply through a positive feedback circuit.

2. A device for creating a force, comprising a power source, a housing and at least one traction group attached to it, including an alternating current source, an alternating voltage source, an inductor, an electrode, an insulator having dielectric and magnetic properties, and a positive feedback circuit including a filter, a rectifier and a load, characterized in that the inductor is made in the form of an extended conductive rod, the electrode is installed with the possibility of electromagnetic interaction an inductor, made in the form of an electrically conductive shell, equidistant with respect to the side surface of the inductor, and isolated from it by an insulator having magnetic and dielectric properties, an alternating current source is connected to the inductor, an alternating voltage source is connected between the electrode and the inductor, and the inductor circuit is connected to power supply input through the positive feedback circuit.

3. The device according to claim 2, characterized in that the housing is rotatable around its axis with respect to the fixed base, and the traction groups are mounted on the housing with the possibility of creating torque relative to the axis of rotation of the housing, for example, their inductors together with electrodes and insulators wound onto the body in the form of a winding.