UA123776C2 - METHOD OF TRANSMISSION OF DC OR AC ACTURE ON ONE-WIRE ELECTRIC TRANSMISSION LINE AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION - Google Patents
METHOD OF TRANSMISSION OF DC OR AC ACTURE ON ONE-WIRE ELECTRIC TRANSMISSION LINE AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION Download PDFInfo
- Publication number
- UA123776C2 UA123776C2 UAA201807328A UAA201807328A UA123776C2 UA 123776 C2 UA123776 C2 UA 123776C2 UA A201807328 A UAA201807328 A UA A201807328A UA A201807328 A UAA201807328 A UA A201807328A UA 123776 C2 UA123776 C2 UA 123776C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- frequency
- circuit
- current
- output
- flat
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims abstract description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 25
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 23
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 11
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 11
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 10
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 abstract description 6
- 239000003574 free electron Substances 0.000 abstract description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 20
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 14
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 10
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000000693 micelle Substances 0.000 description 2
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000368 destabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 239000003864 humus Substances 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Abstract
Винахід належить до галузі електротехніки та техніки передачі енергії по однопровідній лінії електропередач. Спосіб передачі енергії постійного чи/та змінного струму по однопровідній лінії електропередач та пристрій для його здійснення, оснований на взаємодії імпульсного магнітного поля високої частоти з вільними електронами та іншими від'ємно зарядженими квазічастинками, що існують у матеріалі, на який діє це поле, формуванні струмів переносу та зміщення, в числі останніх і струмів зв'язаних зарядів, а також на використанні явища електромагнітної індукції. Пристрій для передачі енергії постійного чи/та змінного струму включає однопровідну лінію електропередач; джерело струму, що підлягає передачі; першу та другу двоконтурні високочастотні котушки індуктивності, перший коливальний контур, перше та друге джерела постійного струму, RС-навантаження, що являє собою паралельно з'єднані між собою резистор та конденсатор, передавач, радіоімпульсів, приймач, підсилювач потужності, двотактний кварцований генератор пачок імпульсів високої частоти, перша та друга шини "земля", перший та другий плоскі високочастотні коливальні контури. Технічним результатом винаходу є передача електричної енергії по однопровідній лінії електропередач.The invention relates to the field of electrical engineering and power transmission technology over a single-wire power line. Method of transmitting direct and / or alternating current energy on a single-wire power line and device for its implementation, based on interaction of high-frequency pulsed magnetic field with free electrons and other negatively charged quasiparticles existing in the material affected by this field, forming transfer and displacement currents, including the last and currents of the connected charges, and also on use of the phenomenon of electromagnetic induction. The device for transmitting energy of direct and / or alternating current includes a single-wire power line; the source of current to be transmitted; first and second double-circuit high-frequency inductors, first oscillating circuit, first and second DC sources, PC load, which is a parallel connected resistor and capacitor, transmitter, radio pulses, receiver, power amplifier, two-stroke quartz high frequency, the first and second bus "ground", the first and second flat high-frequency oscillating circuits. The technical result of the invention is the transmission of electrical energy through a single-wire power line.
Description
Винахід належить до електротехніки, зокрема до методів та засобів передачі електроенергії по однопровідних лініях електропередач.The invention belongs to electrical engineering, in particular to methods and means of electricity transmission over single-wire power lines.
Відомий спосіб передачі енергії постійного чи/та змінного струму по однопровідній лінії електропередач та пристрій для його здійснення (див., наприклад, 05 Раїепі 593138. ЕІесігіса!A known method of direct and/or alternating current energy transmission over a single-wire power transmission line and a device for its implementation (see, for example, 05 Raiepi 593138. Eiesigisa!
Іїгапезтогтег/ТГевзіа М. 02.11.1897), оснований на резонансній системі передачі електричної енергії.Iigapeztogteg/TGevzia M. 02.11.1897), based on a resonant system of electric energy transmission.
Недоліком відомого способу та пристрою для його здійснення є необхідність створення високовольтної напруги та великі габарити резонансного трансформатора.The disadvantage of the known method and device for its implementation is the need to create a high-voltage voltage and the large dimensions of the resonance transformer.
Другим недоліком відомого способу та пристрою для його здійснення є великі енергетичні витрати на генерування високочастотних високовольтних електромагнітних коливань і передачу їх по однопровідному каналу між джерелом електричної енергії, що підлягає передачі, та приймачем.The second disadvantage of the known method and device for its implementation is the large energy costs for generating high-frequency, high-voltage electromagnetic oscillations and transmitting them over a single-wire channel between the source of electrical energy to be transmitted and the receiver.
Відомий спосіб передачі енергії постійного чи/та змінного струму по однопровідній лінії електропередач та пристрій для його здійснення (див., наприклад, мовою оригіналу, патентA known method of direct and/or alternating current energy transmission along a single-wire power transmission line and a device for its implementation (see, for example, in the original language, patent
РФ Мо 2488208. Способ и устройство для передачи злектрической знергии, МПК НОЗ2 у 17/00):RF Mo 2488208. Method and device for transmission of electrical energy, IPC NOZ2 at 17/00):
МИ. Способ передачи злектрической знергим по проводящему каналу между источником и приемником злектрической знергии путем генерирования резонансньїх злектромагнитньх колебаний, усиления по напряжению в передатчике и передачи приемнику по резонансной однопроводной линии, отличающийся тем, что злектромагнитнье колебания с заданной частотой от генератора злектрической знергии в злектронном коммутаторе преобразуют в злектромагнитнье колебания с частотой резонанса напряжений или резонанса токов путем согласования частотьії коммутатора с резонансньимми частотами передатчика, однопроводной линии и приемника нагрузки потребителя злектрической знергии, повьішают по напряжению в резонансной повьішающей емкости путем подачи злектромагнитньїх колебаний от злектронного коммутатора на входной злектрод приемной обкладки резонансной повьішающей емкости и через емкостную связь между обкладками принимают повьшеннье по напряжению на вьхХоДдном злектроде передающей ообкладки резонансной повьшающей емкости злектромагнитнье колебания и направляют в виде емкостньїх реактивньїх токов и токов смещения в однопроводной линии на вход понижающей резонансной емкости и далее на вход приемника нагрузки потребителя злектрической знергии.WE. A method of transmitting electrical energy through a conductive channel between a source and a receiver of electrical energy by generating resonant electromagnetic oscillations, amplifying the voltage in the transmitter and transmitting it to the receiver via a resonant single-wire line, which is characterized by the fact that electromagnetic oscillations with a given frequency from the generator of electrical energy in the electronic commutator are converted into electromagnetic oscillations with the resonance frequency of voltages or resonance currents by matching the frequency of the switch with the resonant frequencies of the transmitter, single-wire line and load receiver of the consumer of electrical energy, are increased by voltage in the resonant increasing capacity by feeding the electromagnetic oscillations from the electronic switch to the input electrode of the receiving lining of the resonant increasing capacity and due to the capacitive connection between the plates, they receive an increase in voltage at the output electrode of the transmitting plate of the resonant increasing capacitor electromagnetic oscillations and are directed in the form of capacitive reactive currents and displacement currents in a single-wire line to the input of the lowering resonant capacitor and further to the input of the load receiver of the consumer of electrical energy.
Зо 2. Способ передачи злектрической знергии за п. 1, отличающийся тем, что повьішеннье по напряжению на вьїходном злектроде резонансной повишающей емкости злектромагнитнье колебания направляют в виде емкостньїх реактивньїх токов и токов смещения в однопроводной линии на вход приемника нагрузки потребителя злектрической знергии. 3. Устройство для передачи злектрической знергии, содержащее источник злектрической знергии и передающеє резонансноє устройство, соединенноеє резонансной однопроводной линией с принимающим резонансньм устройством, отличающееся тем, что передатчик емкостньїх реактивньїх токов и токов смещения в однопроводной линии вьіполнен в виде резонансной повьішающей емкости, у которой приємная обкладка с входньім злектродом имеет площадь поверхности в п раз, п-1...20, меньше площади передающей обкладки с вьІХОдньІмМ злектродом, которьій через однопроводную резонансную линию присоєдинен к понижающей резонансной емкости, у которой обкладка с входньім злектродом имеєт площадь в п раз больше, п-1-20, площади обкладки с вьїходньмм злектродом, и затем к приемнику нагрузки потребителя злектрической знергии. 4. Устройство для передачи злектрической знергии за п.3, отличающееся тем, что однопроводная линия присоєдинена к приемнику нагрузки потребителя злектрической знергии. 5. Устройство для передачи злектрической знергии за п. 3, отличающееся тем, что источник злектрической знергии вьіполнен в виде генератора постоянного тока. 6. Устройство для передачи злектрической знергии за п. 3, отгличающееся тем, что источник злектрической знергии вьіполнен в виде генератора переменного тока.From 2. The method of transmission of electrical energy according to item 1, characterized by the fact that the increase in voltage at the output electrode of the resonant increasing capacity of the electromagnetic oscillations is directed in the form of capacitive reactive currents and displacement currents in a single-wire line to the input of the load receiver of the consumer of electrical energy. 3. A device for transmitting electrical energy, containing a source of electrical energy and a transmitting resonant device connected by a resonant single-wire line to a receiving resonant device, characterized by the fact that the transmitter of capacitive reactive currents and displacement currents in a single-wire line is implemented in the form of a resonant increasing capacity, in which the receiving The cover with the input electrode has a surface area of p times, n-1...20, less than the area of the transmitting cover with the output electrode, which is connected through a single-wire resonant line to the lowering resonant capacitor, in which the cover with the input electrode has an area of five times greater , p-1-20, the area of the cover with the output electrode, and then to the load receiver of the consumer of electrical energy. 4. The device for transmitting electrical energy according to item 3, characterized by the fact that a single-wire line is connected to the load receiver of the consumer of electrical energy. 5. The device for transmitting electrical energy according to item 3, characterized by the fact that the source of electrical energy is filled in the form of a direct current generator. 6. The device for transmitting electrical energy according to item 3, characterized by the fact that the source of electrical energy is filled in the form of an alternating current generator.
Іншими словами, згідно з відомим способом, електромагнітні коливання з заданою частотою від генератора електричної енергії в електронному комутаторі перетворюють в електромагнітні коливання з частотою резонансу напруг або резонансу струмів шляхом узгодження частоти комутатора з резонансними частотами передавача, однопровідної лінії та приймача навантаження споживачем електричної енергії підвищують за напругою в резонансній підвищувальної ємності шляхом подачі електромагнітних коливань від електронного комутатора на вхідній електрод приймальної обкладки резонансної підвищувальної ємності, та через ємнісний зв'язок між обкладками приймають підвищені за напругою на вихідному електроді передаючої обкладки резонансної підвищувальної ємності електромагнітні коливання і направляють у виді ємнісних реактивних струмів і струмів зміщення в однопровідній лінії на вхід знижувальної резонансної ємності і далі на вхід приймача навантаження споживача електричної енергії.In other words, according to a known method, electromagnetic oscillations with a given frequency from an electric energy generator in an electronic commutator are converted into electromagnetic oscillations with a resonance frequency of voltages or resonance of currents by matching the frequency of the commutator with the resonance frequencies of the transmitter, single-wire line, and receiver, the load of the consumer of electric energy is increased by voltage in the resonant boosting capacity by applying electromagnetic oscillations from the electronic commutator to the input electrode of the receiving lining of the resonant boosting capacity, and through the capacitive connection between the plates, the electromagnetic oscillations increased by the voltage on the output electrode of the transmitting lining of the resonant boosting capacity are received and directed into the form of capacitive reactive currents and bias currents in a single-wire line to the input of the reducing resonant capacitor and then to the input of the load receiver of the consumer of electrical energy.
Недоліком відомого способу є необхідність створення високовольтної напруги шляхом, наприклад, підвищення її в резонансній підвищувальній ємності та формування ємнісних реактивних струмів в однопровідній лінії електропередач. Ємнісні струми дуже небезпечні. Вони потребують додаткових заходів щодо обмеження доступу до них. Необхідність створення дуже високих напруг (мільйони вольт) можливо при використанні громіздкого обладнання, що є недоліком відомого пристрою для передачі електричної енергії.The disadvantage of the known method is the need to create a high-voltage voltage by, for example, increasing it in a resonant boosting capacitor and forming capacitive reactive currents in a single-wire power transmission line. Capacitive currents are very dangerous. They require additional measures to restrict access to them. The need to generate very high voltages (millions of volts) is possible when using bulky equipment, which is a disadvantage of the known device for transmitting electrical energy.
Відомий спосіб передачі енергії постійного чи/та змінного струму по однопровідній лінії електропередач та пристрій для його здійснення (див., наприклад, Зксперименть! по однопроводной передаче знергии. Режим доступу: пЕрулимли. піро.сот/і2оБгеїепі|а/анетаймупауа-епегодеїїКа/пеїгадісіоппуе-івіюсппікі-іепегдії/7590- одпоргомодпауа-і-безргомодпауа-регедасна-епегоаії. піт), оснований на взаємодії імпульсного магнітного поля високої частоти, що генерує котушка індуктивності Тесла, з вільними електронами та іншими від'ємно зарядженими квазічастинками, що існують у матеріалі однопровідної лінії електропередач, на формуванні струмів переносу та зміщення, двопівперіодному випрямленні високочастотного струму, що приймає антена, на його фільтрації та навантаженні через розширювач спектра.A known method of direct and/or alternating current energy transmission along a single-wire power transmission line and a device for its implementation (see, for example, Experiments on single-wire energy transmission. Access mode: -iviusppiki-iepegdii/7590- odporhomodpaua-i-bezrgomodpaua-regedasna-epegoaii. pit), based on the interaction of a pulsed high-frequency magnetic field generated by a Tesla inductor coil with free electrons and other negatively charged quasi-particles existing in the material single-wire power line, on the formation of transfer and displacement currents, two-semi-periodic rectification of the high-frequency current received by the antenna, on its filtering and loading through a spectrum expander.
Пристрій, що реалізує відомий спосіб передачі енергії постійного чи/та змінного струму по однопровідній лінії електропередач, містить (див. Фіг. 1): високочастотний генератор 1, високовольтний трансформатор 2 Тесла, однопровідну лінію електропередач 3, двопівперіодний випрямляч 4, "антену" 5, електричний конденсатор 6, розширювач спектру 7 і навантаження (лампа розжарювання) 8, що з'єднані між собою відповідним чином.The device, which implements the known method of direct and/or alternating current energy transmission along a single-wire power line, contains (see Fig. 1): high-frequency generator 1, high-voltage Tesla transformer 2, single-wire power line 3, two-semi-periodic rectifier 4, "antenna" 5 , an electric capacitor 6, a spectrum expander 7 and a load (incandescent lamp) 8, which are connected to each other in an appropriate manner.
Недоліком відомого способу є необхідність створення стоячої хвилі у трансформаторіThe disadvantage of the known method is the need to create a standing wave in the transformer
Тесла, настроювання його вторинної обмотки на резонансну частоту та формування високовольтної напруги. Під дією вологості, тиску та температури параметри котушок трансформатора змінюються, то призводить до зменшення амплітуди резонансної напруги та зменшення її частоти. Нестабільність параметрів вихідної напруги трансформатора Тесла на вході однопровідної лінії електропередач призводить також й до нестабільності вихідної напругиTesla, adjusting its secondary winding to a resonant frequency and forming a high-voltage voltage. Under the influence of humidity, pressure and temperature, the parameters of the transformer coils change, which leads to a decrease in the amplitude of the resonant voltage and a decrease in its frequency. The instability of the parameters of the output voltage of the Tesla transformer at the input of a single-wire power line also leads to the instability of the output voltage
Зо на навантаженні. Це потребує спеціальних заходів щодо стабілізації вихідної напруги.From on load. This requires special measures to stabilize the output voltage.
Недоліком відомого пристрою є необхідність використання розширювача спектра сигналу, що формує високовольтний трансформатор Тесла. Це ускладнює обладнання та потребує додаткових заходів щодо забезпечення високої небезпечності експлуатації пристрою.The disadvantage of the known device is the need to use a signal spectrum expander that forms a high-voltage Tesla transformer. This complicates the equipment and requires additional measures to ensure high-risk operation of the device.
Відомий спосіб передачі енергії постійного чи/та змінного струму по однопровідній лінії електропередач та пристрій для його здійснення (див., наприклад, Алієв І., Стребков Д.A known method of direct and/or alternating current energy transmission over a single-wire power transmission line and a device for its implementation (see, for example, Aliyev I., Strebkov D.
Особенности передачи ознергии по резонансной однопроводной ЛОЗП. Режим доступу:Peculiarities of energy transmission by resonant single-wire LZP. Access mode:
Креми. гизсаріе.ги/апісіе/О5зореппобії регедаспі епегдії ро геопап5по|/), оснований (на резонансній системі передачі електричної енергії.Creams. gizsarie.gy/apisie/O5zoreppobii regedaspi epegdiyi ro geopap5po|/), based (on the resonance system of electric energy transmission.
Відомий пристрій для передачі електроенергії по однопровідній лінії електропередач включає в себе вхідні та вихідні клеми 1 і 2 трифазної мережі, перший та другий перетворювачі частоти З і 4, прийомний та передавальний трансформатори 5 і 6 Тесла, однопровідну лінію електропередач 7, перший та другий конденсатори 8 і 9, першу та другу шини "земля" 10 і 11, що з'єднані між собою відповідним чином.A known device for transmitting electricity over a single-wire power line includes input and output terminals 1 and 2 of a three-phase network, first and second frequency converters C and 4, receiving and transmitting Tesla transformers 5 and 6, a single-wire power line 7, first and second capacitors 8 and 9, the first and second "earth" buses 10 and 11, which are connected together in a suitable manner.
Недоліком відомого способу є використання двох (приймального та передавального) високовольтних і високочастотних трансформаторів Тесла з заземленням у вигляді шин "земля". Другим недоліком є використання явища високочастотного резонансу напруг та подача на однопровідну лінію електропередач високовольтної напруги.The disadvantage of the known method is the use of two (receiving and transmitting) high-voltage and high-frequency Tesla transformers with grounding in the form of "ground" buses. The second disadvantage is the use of the phenomenon of high-frequency voltage resonance and the supply of high-voltage voltage to a single-wire power transmission line.
Наявність рознесених у просторі шин заземлення підкреслює, що Земля є провідником електрики. Важно знати, що елементарною одиницею грунту є глинисто-гумусовий комплекс (міцела), котрий має певну різницю потенціалів. Зовнішня оболонка міцели накопичує від'ємний (негативний) заряд, всередині її формується позитивний. За рахунок того, що електровід'ємна оболонка міцели притягує з оточуючого середовища іони з позитивним зарядом, у грунті безперервно протікають електрохімічні і електричні процеси. Цим грунт вигідно відрізняється від водного і повітряного середовищ (див. Земля как источник бесплатного злектричества. Режим доступу: Пере: /рготшеріо.соптлоріїмо/25-еІекігіспевімо-і2-2етії.піті).The presence of space-spaced grounding bars emphasizes that the Earth is a conductor of electricity. It is important to know that the elementary unit of the soil is the clay-humus complex (mycelium), which has a certain potential difference. The outer shell of the micelle accumulates a negative (negative) charge, and a positive one is formed inside it. Due to the fact that the electronegative shell of the micelle attracts ions with a positive charge from the surrounding environment, electrochemical and electrical processes continuously flow in the soil. This makes soil advantageously different from water and air environments (see Earth as a source of free electricity. Access mode: Pere: /rgotsherio.soptloriimo/25-eIekigispevimo-i2-2etii.piti).
В той же час діапазон зміни питомого електричного опору землі різних грунтів величезний.At the same time, the range of changes in the specific electrical resistance of the ground of different soils is huge.
Наприклад глина має питомий електричний опір 1-50 Ом/м, піщаник 10-102 Ом/м, а кварц 1072- 1011 Ом/м. Для порівняння приведемо питомі електричні опори природних розчинів, що заповнюють пори і тріщини. Наприклад, природні води в залежності від розчинених в них солей бо мають питомий електричний опір 0,07-600 Ом/м, з них річні і прісні грунтові води - 60-300 Ом/м,For example, clay has a specific electrical resistance of 1-50 Ohm/m, sandstone 10-102 Ohm/m, and quartz 1072-1011 Ohm/m. For comparison, we will give the specific electrical resistances of natural solutions that fill pores and cracks. For example, natural waters, depending on the salts dissolved in them, have a specific electrical resistance of 0.07-600 Ohm/m, of which annual and fresh ground water - 60-300 Ohm/m,
а морська вода та глибинні води - 0,1-1 Ом/м (див. Удельное злектрическое сопротивлениеand sea water and deep waters - 0.1-1 Ohm/m (see Specific electrical resistance
Земли. Режим доступа: ПЕр://єІесігіса! / 5спооїІпто/5ргамосппік/роіІє2пов/1343-цдеїІпове- )еіеКтіспе5зКое-5оргоїїміепів. Піті).Earth. Access mode: Пер://еІесигиса! / 5spooiiIpto/5rhamosppik/roiIe2pov/1343-tsdeiIpove- )eieKtispe5zKoe-5orgoiimiepiv. Petey).
Слід зазначити, що для Землі властиві телуричні чи земні струми. Телуричні струми (також земні струми) - електричні струми, що течуть у поверхні земної кори. Вперше виявлені у провіднику (дроті), що з'єднував дві більш-менш віддалені одна від другої точки земної поверхні.It should be noted that telluric or terrestrial currents are characteristic of the Earth. Telluric currents (also terrestrial currents) are electric currents flowing in the surface of the earth's crust. They were first discovered in a conductor (wire) that connected two more or less distant from each other point of the earth's surface.
В умовах сучасних лабораторій земні струми виявляє потенціометр шляхом спостереження різниці потенціалів між двома електродами, розміщеними у різних точках земного фунту. В сучасній науці земні струми пояснюються обертанням Землі, при якому відбувається тертя між земною поверхнею і прошарками атмосфери. Походження земних струмів приписували також руху Землі в електричному чи магнітному полі (див. Земні струми. Режим доступу:In the conditions of modern laboratories, earth currents are detected by a potentiometer by observing the potential difference between two electrodes placed at different points of the earth pound. In modern science, terrestrial currents are explained by the rotation of the Earth, which causes friction between the Earth's surface and the layers of the atmosphere. The origin of earth currents was also attributed to the movement of the Earth in an electric or magnetic field (see Earth currents. Access mode:
Нерз //ги.мікіредіа.огоа/мікічеро у697 У6ро 9585 У60ро 96809500 95809501 95889500 9585 9501 9582 ро у6вЕЬОО У6вАЧЬОО 9588).Nerz //gy.mikiredia.ogoa/mikichero у697 У6ро 9585 У60ро 96809500 95809501 95889500 9585 9501 9582 ро у6вЕБОО У6вАЧОО 9588).
Таким чином, прошарок землі між шинами "земля" проводить струм.Thus, the layer of earth between the "ground" tires conducts current.
Недоліком відомого способу та пристрою є необхідність генерування високовольтної напруги, великі габарити приймального та передавального резонансних трансформаторів та подача на вхід однопровідної лінії електропередач високовольтної напруги.The disadvantage of the known method and device is the need to generate high-voltage voltage, the large dimensions of the receiving and transmitting resonance transformers, and the input of a single-wire high-voltage power transmission line.
Поставлена технічна задача створення такого способу передачі енергії по однопровідній лінії електропередач та пристрою для його реалізації, при якому можна було б: а) здійснювати передачу енергії не тільки постійного, але і змінного струму, чи постійного та змінного струмів одночасно, б) уникнути необхідність генерування високовольтної напруги, в) уникнути її подачу на вхід однопровідної лінії електропередач, г) виключити необхідність створення та використання ємнісних струмів.The technical task of creating such a method of energy transmission along a single-wire power transmission line and a device for its implementation was set, in which it would be possible to: a) transfer energy not only of direct current, but also of alternating current, or of direct and alternating currents at the same time, b) to avoid the need to generate high-voltage voltage, c) avoid its application to the input of a single-wire power transmission line, d) eliminate the need to create and use capacitive currents.
В поставленій технічній задачі створення новітнього способу передачі енергії постійного чи/та змінного струму та пристрою для його здійснення, бажано застосувати новітні фізичні принципи та операції, наприклад, періодичної дії соленоїдальним імпульсним магнітним полем високої частоти на площину поверхні першого та другого плоских високочастотних коливальних контурів з низькою частотою комутації, причому у непарні та парні півперіоди сигналу частоти комутації з метою перетворення потенціальної енергії у кінетичну енергію руху електронів таIn the given technical task of creating the latest method of direct and/or alternating current energy transfer and the device for its implementation, it is desirable to apply the latest physical principles and operations, for example, the periodic action of a high-frequency solenoid pulsed magnetic field on the surface plane of the first and second flat high-frequency oscillating circuits with low switching frequency, and in odd and even half-cycles of the switching frequency signal in order to convert potential energy into kinetic energy of electron movement and
Зо інших від'ємно заряджених квазічастинок, операцію індукції електрорушійної сили тощо, а також нового порядку і умов проведення цих операцій.From other negatively charged quasi-particles, the operation of electromotive force induction, etc., as well as the new order and conditions for conducting these operations.
При цьому ще ставиться задача виключення впливу на показники електричної енергії нестабільності параметрів однопровідної лінії електропередач, що обумовлена дією зовнішніх дестабілізуючих факторів, та запропонувати такий пристрій для передачі електроенергії по однопровідній лінії електропередач, реалізація якого забезпечила б зменшення кількості та громіздкості технічного обладнання та виключила б необхідність використання високовольтної напруги.At the same time, there is also the task of eliminating the influence of the instability of single-wire power line parameters on the electric power indicators, which is caused by the action of external destabilizing factors, and to propose such a device for the transmission of electricity over a single-wire power line, the implementation of which would ensure a reduction in the number and bulkiness of technical equipment and eliminate the need the use of high-voltage voltage.
Вирішення поставленої технічної задачі досягається тим, що запропонований спосіб передачі енергії постійного чи/та змінного струму по однопровідній лінії електропередач та пристрій для його здійснення, оснований на взаємодії імпульсного магнітного поля високої частоти з вільними електронами та іншими від'ємно зарядженими квазічастинками, що існують у матеріалі, на який діє це поле, формуванні струмів переносу та зміщення, в числі останніх і струмів зв'язаних зарядів, а також на використанні явища електромагнітної індукції.The solution to the given technical problem is achieved by the fact that the proposed method of direct and/or alternating current energy transmission along a single-wire power transmission line and a device for its implementation is based on the interaction of a high-frequency pulsed magnetic field with free electrons and other negatively charged quasi-particles that exist in the material on which this field acts, the formation of transfer and displacement currents, including the latter and currents of bound charges, as well as the use of the phenomenon of electromagnetic induction.
Від відомих запропоноване технічне рішення відрізняється тим, що для забезпечення дії закону збереження енергії (механічної та електромагнітної) послідовно з'єднують між собою першу шину "земля", перший плоский високочастотний коливальний контур, однопровідну лінію електропередач, другий плоский високочастотний коливальний контур і другу шину "земля", яку з'єднують з першою шиною "земля" через земляний електропровідний прошарок, розташований між зазначеними шинами по коротшому шляху, і тим самим створюють механічну систему замкненого типу.The proposed technical solution differs from the known ones in that to ensure the effect of the law of conservation of energy (mechanical and electromagnetic), the first "earth" bus, the first flat high-frequency oscillating circuit, a single-wire power line, the second flat high-frequency oscillating circuit and the second bus are connected in series "ground", which is connected to the first bus "ground" through an earth conductive layer, located between the specified buses along a shorter path, and thereby create a mechanical system of the closed type.
Екранують від дії зовнішніх магнітних полів перший та другий плоскі високочастотні коливальні контури і першу та другу двоконтурні високочастотні котушки індуктивності. У непарні та парні півперіоди низької частоти комутації, формують високочастотні, стабільний за частотою і амплітудою прямокутні імпульси струму (типу меандр) за допомогою двотактного кварцованого генератора пачок імпульсів високої частоти.The first and second flat high-frequency oscillating circuits and the first and second two-circuit high-frequency inductance coils are shielded from the action of external magnetic fields. In the odd and even half-cycles of low switching frequency, high-frequency, stable frequency and amplitude rectangular current pulses (meander type) are formed using a two-stroke quartz generator of high-frequency pulse bundles.
На первинну обмотку першої двоконтурної високочастотної котушки індуктивності подають струм від джерела електричної енергії, що підлягає передачі,A current is supplied to the primary winding of the first two-circuit high-frequency inductor from a source of electrical energy to be transmitted,
Причому струм подають зустрічно струму через вторинну обмотку першої двоконтурної високочастотної котушки індуктивності, яка слугує навантаженням двотактного кварцованого бо генератора пачок імпульсів високої частоти.Moreover, the current is fed against the current through the secondary winding of the first double-circuit high-frequency inductor, which serves as a load of the two-stroke quartz generator of high-frequency pulse packets.
Струм прямокутної форми і високої частоти пропускають через вторинну обмотку першої двоконтурної високочастотної котушки індуктивності, яка слугує навантаженням двотактного кварцованого генератора пачок імпульсів високої частоти.A current of rectangular shape and high frequency is passed through the secondary winding of the first double-circuit high-frequency inductor, which serves as a load of a two-stroke quartz generator of high-frequency pulse packets.
Здійснюють амплітудну модуляцію струму прямокутної форми і високої частоти, який тече крізь вторинну обмотку першої двоконтурної високочастотної котушки індуктивності.Amplitude modulation of the rectangular and high-frequency current flowing through the secondary winding of the first double-circuit high-frequency inductor is carried out.
Синхронізують процес передавання та приймання електричної енергії, для цього по радіоканалу передають на приймальну сторону парафазний сигнал, який також формують двотактним кварцованим генератором пачок імпульсів високої частоти.Synchronize the process of transmission and reception of electrical energy, for this, a paraphase signal is transmitted to the receiving side via a radio channel, which is also formed by a two-stroke quartz generator of high-frequency pulse packets.
Підсилюють отриманий парафазний сигнал і тим самим відтворюють форму парафазного сигналу до прямокутної, - типу "меандр".The received paraphase signal is amplified and thereby reproduces the shape of the paraphase signal to a rectangular, "meander" type.
Живлять підсиленим парафазним сигналом первинну обмотку другої двоконтурної високочастотної котушки індуктивності, яку розташовують перпендикулярно площі поверхні другого плоского високочастотного коливального контуру.The primary winding of the second two-circuit high-frequency inductance coil, which is placed perpendicular to the surface area of the second flat high-frequency oscillating circuit, is fed with an amplified paraphase signal.
На площину поверхні першого та другого плоских високочастотних коливальних контурів періодично, з низькою частотою комутації, діють соленоїдальним імпульсним магнітним полем високої частоти у непарні та парні півперіоди сигналу частоти комутації, відповідно.The surface plane of the first and second flat high-frequency oscillating circuits is periodically, with a low switching frequency, affected by a high-frequency solenoid pulsed magnetic field in the odd and even half-periods of the switching frequency signal, respectively.
Всередині плоских високочастотних коливальних контурів формують вихрове електричне поле, яке, в свою чергу, створює відповідне магнітне поле.Inside the flat high-frequency oscillating contours, a vortex electric field is formed, which, in turn, creates a corresponding magnetic field.
Одночасно, за рахунок силової дії імпульсного магнітного поля на зв'язані електрони, створюють поперечні високочастотні коливання їх відносно свого середнього положення.At the same time, due to the force action of the pulsed magnetic field on the bound electrons, transverse high-frequency oscillations are created relative to their average position.
Завдяки безперервним високочастотним коливанням електронів та від'ємно заряджених квазічастинок поперек їх руху по контуру механічної системи замкненого типу формують електромагнітну хвилю високої частоти.Due to the continuous high-frequency oscillations of electrons and negatively charged quasi-particles across their movement along the circuit of a closed-type mechanical system, a high-frequency electromagnetic wave is formed.
На приймальному кінці здійснюють перетворення індукції електромагнітного поля зазначеної електромагнітної хвилі високої частоти у електрорушійну силу.At the receiving end, the induction of the electromagnetic field of the specified high-frequency electromagnetic wave is converted into an electromotive force.
За допомогою вторинної обмотки другої високочастотної двоконтурної котушки індуктивності перетворюють наведену електрорушійну силу у струм або напругу на КС-навантаженні.With the help of the secondary winding of the second high-frequency double-circuit inductor, the induced electromotive force is converted into current or voltage on the CS load.
При необхідності змінний струм випрямляють і по отриманим електричним параметрам судять про потужність переданої енергії постійного чи/га змінного струмів.If necessary, the alternating current is rectified and based on the obtained electrical parameters, the power of the transmitted energy of direct or alternating currents is judged.
Зо 2. Пристрій для передачі енергії постійного чи/та змінного струму за п. 1, включає в себе: однопровідну лінію електропередач; джерело струму, що підлягає передачі; першу та другу двоконтурні високочастотні котушки індуктивності, перший коливальний контур першої двоконтурної високочастотної котушки індуктивності підключений до виходу джерела струму, який підлягає передачі; перше та друге джерела постійного струму, перші виходи яких з'єднані, відповідно, з першим і другим внутрішніми заземленнями, до яких підключені й перші виводи першого і другого конденсаторів, другі виводи яких з'єднані з другими виходами першого та другого джерел постійного струму відповідно; ЕС-навантаження, що являє собою паралельно з'єднані між собою резистор та конденсатор, які підключені паралельно другому коливальному контуру другої двоконтурної високочастотної котушки індуктивності.From 2. The device for transmitting direct and/or alternating current energy according to point 1, includes: a single-wire power transmission line; current source to be transmitted; the first and second two-circuit high-frequency inductors, the first oscillating circuit of the first two-circuit high-frequency inductor is connected to the output of the current source to be transmitted; first and second DC sources, the first outputs of which are connected, respectively, to the first and second internal grounds, to which the first terminals of the first and second capacitors are connected, the second terminals of which are connected to the second outputs of the first and second DC sources, respectively ; EC load, which is a resistor and a capacitor connected in parallel, which are connected in parallel to the second oscillating circuit of the second two-circuit high-frequency inductor.
Від відомих пристрій відрізняється тим, що в нього додатково введені передавач радіоїмпульсів, приймач, підсилювач потужності, двотактний кварцований генератор пачок імпульсів високої частоти, перша та друга шини "земля", перший та другий плоскі високочастотні коливальні контури, що індуктивно з'єднані з другим і першим коливальними контурами відповідно першої та другої двоконтурних високочастотних котушок індуктивності.The device differs from known devices in that it additionally includes a radio pulse transmitter, a receiver, a power amplifier, a two-stroke quartz generator of high-frequency pulse packets, the first and second "ground" buses, the first and second flat high-frequency oscillating circuits inductively connected to the second and the first oscillating circuits of the first and second two-circuit high-frequency inductors, respectively.
Другий коливальний контур першої двоконтурної високочастотної котушки індуктивності підключений одним кінцем до другого виходу першого джерела постійного струму і другим кінцем - до першого виходу двотактного кварцованого генератора пачок імпульсів високої частоти, другий вихід якого з'єднаний з входом передавача радіоіїмпульсів, чий вихід через передавальну і приймальну антени підключений до входу приймача.The second oscillating circuit of the first two-circuit high-frequency inductor is connected at one end to the second output of the first direct current source and at the other end to the first output of the two-cycle quartz generator of high-frequency pulse packets, the second output of which is connected to the input of the radio pulse transmitter, whose output is through the transmitting and receiving antenna is connected to the input of the receiver.
Вхід живлення приймача з'єднаний з третім виходом другого джерела постійного струму, вихід підключений до входу підсилювача потужності, вхід живлення якого через перший коливальний контур другої двоконтурної високочастотної котушки індуктивності з'єднаний з другим виходом другого джерела постійного струму.The power input of the receiver is connected to the third output of the second direct current source, the output is connected to the input of the power amplifier, the power input of which is connected to the second output of the second direct current source through the first oscillating circuit of the second two-circuit high-frequency inductor.
При цьому вихід першого плоского високочастотного коливального контуру через однопровідну лінію електропередачі підключений до входу другого плоского високочастотного коливального контуру, чий вихід і вхід першого плоского високочастотного коливального контуру з'єднані, відповідно, з другою і першою шинами "земля".At the same time, the output of the first planar high-frequency oscillating circuit is connected through a single-wire power transmission line to the input of the second planar high-frequency oscillating circuit, whose output and input of the first planar high-frequency oscillating circuit are connected, respectively, to the second and first "ground" buses.
З. Пристрій за п. 2 відрізняється тим, що як перша та друга шини "земля" використовують ідентичні за параметрами і виготовлені з того ж металу, що й однопровідна лінія електропередачі, пару стрижнів, пару шарів, пару плоских однозаходних спіральних котушок індуктивності чи пару плоских двозаходних спіральних котушок індуктивності.C. The device according to item 2 differs in that as the first and second "ground" buses, identical in parameters and made of the same metal as the single-wire power transmission line, a pair of rods, a pair of layers, a pair of flat single-turn spiral inductors or a pair flat two-way spiral inductors.
На Фіг. 1 наведена структурна схема відомого пристрою для передачі електроенергії, де 1 - високочастотний генератор, 2 - високовольтний трансформатор Тесла, З - однопровідна лінія електропередач, 4 - двопівперіодний випрямляч, 5 - антена, 6 - електричний конденсатор, 7 - розширювач спектра, 8 - навантаження (лампа розжарювання).In Fig. 1 shows the structural diagram of a known device for power transmission, where 1 is a high-frequency generator, 2 is a Tesla high-voltage transformer, C is a single-wire power transmission line, 4 is a two-half-cycle rectifier, 5 is an antenna, 6 is an electric capacitor, 7 is a spectrum expander, and 8 is a load. (incandescent lamp).
На Фіг. 2 наведена інша структурна схема відомого пристрою для передачі електроенергії, де 1 їі 2 - вхідні та вихідні клеми трифазної мережі, З і 4 - перший та другий перетворювачі частоти, 5 і 6 - прийомний та передавальний трансформатор Тесла, 7 - однопровідна лінія електропередач, 8 і 9 - перший та другий конденсатори, 10 і 11 - перша та друга шини "земля".In Fig. 2 shows another structural diagram of a known device for power transmission, where 1 and 2 are the input and output terminals of a three-phase network, C and 4 are the first and second frequency converters, 5 and 6 are the Tesla receiving and transmitting transformer, 7 is a single-wire power transmission line, 8 and 9 - the first and second capacitors, 10 and 11 - the first and second buses "earth".
На Фіг. З наведена структурна схема запропонованого пристрою для передачі енергії постійного чи/та змінного струму по однопровідній лінії електропередач, де 1 - джерело енергії постійного чи/та змінного струму, що підлягає передачі; 2 і З - перше та друге джерела постійного струму; 4 - кварцований двотактний генератор пачок імпульсів високої частоти; 5 - передавач радіоімпульсів; 6 - передавальна антена; 7 - приймач; 8 - приймальна антена; 9 - підсилювач потужності; 10 і 11 - розв'язувальні ємності; 12 - ємність навантаження; 13 - резистор навантаження; 14 і 15 - магнітні екрани; 16 і 17 - вхідний та вихідний високочастотні коливальні контури, відповідно першої та другої двоконтурних високочастотних котушок індуктивності; 18 ії 19 - вихідний та вхідний високочастотні коливальні контури, відповідно, першої та другої двоконтурних високочастотних котушок індуктивності; 20 і 21 - перший та другий плоскі високочастотні коливальні контури; 22 - однопровідна лінія електроперадач; 23 і 24 - перша та друга шини "земля"; 25 і 26 - перше та друге внутрішні заземлення.In Fig. C shows the structural diagram of the proposed device for transmitting direct and/or alternating current energy along a single-wire power transmission line, where 1 is the source of direct and/or alternating current energy to be transmitted; 2 and Z - the first and second direct current sources; 4 - quartz two-stroke generator of high-frequency pulse bundles; 5 - transmitter of radio pulses; 6 - transmission antenna; 7 - receiver; 8 - receiving antenna; 9 - power amplifier; 10 and 11 - solution containers; 12 - load capacity; 13 - load resistor; 14 and 15 - magnetic screens; 16 and 17 - input and output high-frequency oscillating circuits, respectively, of the first and second two-circuit high-frequency inductors; 18 and 19 - output and input high-frequency oscillating circuits, respectively, of the first and second two-circuit high-frequency inductors; 20 and 21 - the first and second flat high-frequency oscillating contours; 22 - single-wire power transmission line; 23 and 24 - the first and second tires "earth"; 25 and 26 - the first and second internal grounding.
На Фіг. 4 наведені зовнішній вигляд першої та другої шин "земля" 23 і 24, за які використовують ідентичні за параметрами і виготовлені з того ж металу, що й однопровідна лінія електропередачі 22: а) пару стрижнів, б) пару шарів, в) пару плоских однозаходних спіральних котушок індуктивності, г) пару плоских двозаходних спіральних котушок індуктивності.In Fig. 4 shows the appearance of the first and second "earth" buses 23 and 24, for which identical parameters and made of the same metal as the single-wire power transmission line 22 are used: a) a pair of rods, b) a pair of layers, c) a pair of flat one-way spiral inductors, d) a pair of flat two-way spiral inductors.
На Фіг. 5 представлено графічне зображення "пачок" високочастотних імпульсів струму (чи напруги) на виходах "1" і "2" двотактного генератора 4, де позначено: Тв - періодIn Fig. 5 presents a graphic image of "bundles" of high-frequency current (or voltage) pulses at the outputs "1" and "2" of the two-stroke generator 4, where it is indicated: Tv - period
Зо високочастотного сигналу; Те - період низької частоти комутації.From a high-frequency signal; That is a period of low switching frequency.
На Фіг. 6 наведено умовне зображення магнітного поля соленоїда що представляє собою циліндричну котушку індуктивності з одним коливальним контуром радіусом ВА і довжиною І яка містить М витків мідного проводу.In Fig. 6 shows a conventional image of the magnetic field of a solenoid, which is a cylindrical inductance coil with one oscillating circuit of radius BA and length I, which contains M turns of copper wire.
При цьому пристрій для передачі енергії постійного чи/та змінного струму за п. 1, що включає в себе джерело струму 1, що підлягає передачі; однопровідну лінію електропередач 22; першу та другу двоконтурні високочастотні котушки індуктивності 16 ії 18, 17 ї 19, перший коливальний контур 16 першої двоконтурної високочастотної котушки індуктивності підключений до виходу джерела струму 1; перше та друге джерела постійного струму 2 і 3, перші виходи яких з'єднані, відповідно, з першим і другим внутрішніми заземленнями 25 і 26, до яких підключені й перші виводи першого і другого конденсаторів 10 і 11, другі виводи яких з'єднані з другими виходами першого та другого джерел постійного струму 2 і З відповідно. КС- навантаження являє собою паралельно з'єднані між собою резистор 13 та конденсатор 12, які підключені паралельно другому коливальному контуру 17 другої двоконтурної високочастотної котушки індуктивності.At the same time, the device for transmitting direct and/or alternating current energy according to item 1, which includes a current source 1 to be transmitted; single-wire power transmission line 22; the first and second two-circuit high-frequency inductors 16 and 18, 17 and 19, the first oscillating circuit 16 of the first two-circuit high-frequency inductor is connected to the output of the current source 1; first and second direct current sources 2 and 3, the first outputs of which are connected, respectively, to the first and second internal grounds 25 and 26, to which the first terminals of the first and second capacitors 10 and 11 are connected, the second terminals of which are connected to the second outputs of the first and second DC sources 2 and 3, respectively. KS load is a resistor 13 and a capacitor 12 connected in parallel, which are connected in parallel to the second oscillating circuit 17 of the second two-circuit high-frequency inductor.
Від відомих пристрій відрізняється тим, що в нього додатково введені передавач радіоїмпульсів 5 з передавальною антеною 6, приймач 8 з приймальною антеною 7, підсилювач потужності 9, кварцований двотактний генератор пачок імпульсів високої частоти 4, перша та друга шини "заземлення" 23 і 24, перший та другий плоскі високочастотні коливальні контури 20 ц 21, що індуктивно з'єднані з другою і першою коливальними контурами 18 їі 19 першої та другої двоконтурних високочастотних котушок індуктивності відповідно.The device differs from known devices in that it additionally includes a radio pulse transmitter 5 with a transmitting antenna 6, a receiver 8 with a receiving antenna 7, a power amplifier 9, a quartz two-stroke pulse generator of high frequency pulses 4, the first and second "grounding" buses 23 and 24, the first and second flat high-frequency oscillating circuits 20 and 21, which are inductively connected to the second and first oscillating circuits 18 and 19 of the first and second two-circuit high-frequency inductors, respectively.
Другий коливальний контур 18 першої двоконтурної високочастотної котушки індуктивності підключений одним кінцем до другого виходу першого джерела постійного струму 2 їі другим кінцем - до першого входу двотактного кварцованого генератора пачок імпульсів високої частоти 4, другий вихід якого з'єднаний з входом передавача радіоіїмпульсів 5, чий вихід через передавальну 6 і приймальну 8 антени підключений до входу приймача 7.The second oscillating circuit 18 of the first two-circuit high-frequency inductor is connected at one end to the second output of the first direct current source 2 and at the other end to the first input of the two-cycle quartz generator of high-frequency pulse packets 4, the second output of which is connected to the input of the radio pulse transmitter 5, whose output through the transmitting 6 and receiving 8 antennas is connected to the input of the receiver 7.
Вхід живлення приймача 7 з'єднаний з третім виходом другого джерела постійного струму 3, вихід підключений до входу підсилювача потужності 9, вхід живлення якого через перший коливальний контур 19 другої двоконтурної високочастотної котушки індуктивності з'єднаний з першим виходом другого джерела постійного струму 3. При цьому вихід першого плоского бо високочастотного коливального контуру 20 через однопровідну лінію електропередачі 22 підключений до входу другого плоского високочастотного коливального контуру 21, чий вихід і вхід першого плоского високочастотного коливального контуру 20 з'єднані, відповідно, з другою і першою шинами "земля" 23 і 24.The power input of the receiver 7 is connected to the third output of the second direct current source 3, the output is connected to the input of the power amplifier 9, the power input of which is connected to the first output of the second direct current source 3 through the first oscillating circuit 19 of the second double-circuit high-frequency inductor. therefore, the output of the first planar high-frequency oscillating circuit 20 is connected via a single-wire power transmission line 22 to the input of the second planar high-frequency oscillating circuit 21, whose output and input of the first planar high-frequency oscillating circuit 20 are connected, respectively, to the second and first buses "ground" 23 and 24.
З. Пристрій за п. 2, відрізняється тим, що як перша та друга шини "земля" 23 і 24 використовують ідентичні за параметрами і виготовлені з того ж металу, що й однопровідна лінія електропередачі, пару стрижнів, пару шарів, пару плоских однозаходних спіральних котушок індуктивності чи пару плоских двозаходних спіральних котушок індуктивності.C. The device according to item 2, differs in that as the first and second "ground" busbars 23 and 24, identical in parameters and made of the same metal as the single-wire power transmission line, a pair of rods, a pair of layers, a pair of flat one-way spirals are used inductor or a pair of flat two-turn spiral inductors.
Суть запропонованого способу передачі енергії постійного чи/та змінного струму по однопровідній лінії електропередач та пристрою для його здійснення полягає в наступному.The essence of the proposed method of direct and/or alternating current energy transmission along a single-wire power transmission line and the device for its implementation is as follows.
Запропонований спосіб передачі енергії постійного чи/гта змінного струму по однопровідній лінії електропередач оснований на взаємодії імпульсного магнітного поля високої частоти з вільними електронами та іншими від'ємно зарядженими квазічастинками, що існують у матеріалі, на який діє це поле, формуванні струмів переносу та зміщення, в числі останніх і струмів зв'язаних зарядів, а також на використанні явища електромагнітної індукції.The proposed method of direct or alternating current energy transmission along a single-wire power line is based on the interaction of a pulsed high-frequency magnetic field with free electrons and other negatively charged quasi-particles existing in the material affected by this field, the formation of transfer and displacement currents, including the latter and currents of bound charges, as well as on the use of the phenomenon of electromagnetic induction.
Відомо, що закон збереження механічної енергії діє тільки в системах замкненого типу. В такій системі енергія електронів та інших негативно заряджених квазічастинок може переходити з одного виду у другий і передаватися від одного електрона чи квазічастинки до інших, але її загальна кількість залишається незмінною (див. Закон сохранения знергии в механике. Режим доступа: пЕр//рогпаука.ого/580034И1. піт! або пЕрз//5ішдоредіа.ги/4 12 7аКоп-5оНгапепіуа- епегдії-м-тепапіке. піті|.It is known that the law of conservation of mechanical energy works only in closed systems. In such a system, the energy of electrons and other negatively charged quasiparticles can change from one form to another and be transferred from one electron or quasiparticle to others, but its total amount remains unchanged (see the Law of conservation of energy in mechanics. Access mode: pEr//hornspider. ogo/580034И1. pit! or pErz//5ishdoredia.gy/4 12 7aKop-5oNgapepiua-epegdiyi-m-tepapike. piti|.
Слід зазначити, що закон збереження механічної енергії дозволяє отримати зв'язок між координатами та швидкостями квазічастинок у двох різних точках траєкторії їх руху.It should be noted that the law of conservation of mechanical energy allows obtaining a relationship between the coordinates and velocities of quasi-particles at two different points of their trajectory.
На цьому законі базується процес перетворення потенціальної енергії механічної системи замкненого типу у кінетичну енергію руху електронів та інших від'ємно заряджених квазічастинок за рахунок взаємодії імпульсного магнітного поля високої частоти з електронами та іншими зарядженими квазічастинками цієї системи.The process of converting the potential energy of a closed-type mechanical system into the kinetic energy of the movement of electrons and other negatively charged quasi-particles due to the interaction of a pulsed high-frequency magnetic field with electrons and other charged quasi-particles of this system is based on this law.
З іншого боку запропонований спосіб базується ще на фундаментальних висновках теоремиOn the other hand, the proposed method is based on the fundamental conclusions of the theorem
Умова - Пойнтінга: "електрична енергія від генератора до приймача передається не по провідникам лінії електропередачі, а електромагнітним полем, що оточує ці провідники. СаміPoynting's condition: "electrical energy from the generator to the receiver is transmitted not by the conductors of the power transmission line, but by the electromagnetic field surrounding these conductors. Themselves
Зо провідники виконують дві інші функції: 1) створюють умови для отримання електромагнітного поля; 2) є направляючими для потоку електроенергії" (див. Теорема Умова-Пойнтінга для електромагнітного поля; пер://5ішдореаіа.ги/3 43182 Ієотета-итома-роуїіпда-ауа- еіеКітотадпіїподо-роїуа. піті).Z conductors perform two other functions: 1) create conditions for obtaining an electromagnetic field; 2) are guides for the flow of electricity" (see The Condition-Poynting theorem for the electromagnetic field; per://5ishdoreaia.gy/3 43182 Ieoteta-itoma-rouiipda-aua-eieKitotadpiipiopodo-roiua. piti).
Електрична енергія передається електромагнітною хвилею, що утворюється в механічній системі замкненого типу завдяки нескінченому руху електронів та інших від'ємно заряджених частинок під дією високочастотного імпульсного магнітного поля і створення ними відповідного електричного та магнітного полів, які утворюється струмами переносу та зміщення.Electric energy is transmitted by an electromagnetic wave, which is formed in a closed-type mechanical system due to the endless movement of electrons and other negatively charged particles under the action of a high-frequency pulsed magnetic field and their creation of the corresponding electric and magnetic fields, which are formed by transfer and displacement currents.
Прийом електричної енергії здійснюється згідно з законом електромагнітної індукції, за яким в прийомному провідному контурі виникає електрорушійна сила при будь-якій зміні магнітної індукції, що пронизує площу, охоплену цим контуром. За значенням електрорушійна сила індукції в замкненому контурі дорівнює, по модулю, значенню швидкості зміни магнітного потоку через цей контур (див. Явище електромагнітної індукції. Режим доступу: пере: /5іШайев.пеї /ргемієш/3733295/раде:З/).The reception of electrical energy is carried out according to the law of electromagnetic induction, according to which an electromotive force arises in the receiving conductive circuit at any change in the magnetic induction that permeates the area covered by this circuit. In value, the electromotive force of induction in a closed circuit is equal, modulo, to the value of the rate of change of the magnetic flux through this circuit (see The phenomenon of electromagnetic induction. Access mode: pere: /5iShayev.pei /rgemiesh/3733295/rade:Z/).
Від відомих запропоноване технічне рішення відрізняється тим, що спочатку забезпечують дію закону збереження енергії (механічної та елекромагнітної, шляхом створення та використання системи замкненого типу. Для цього послідовно з'єднують між собою ряд функціональних блоків пристрою: першу шину "земля" 23, перший плоский високочастотний коливальний контур 20, однопровідну лінію електропередач 22, другий плоский високочастотний коливальний контур 21 і другу шину "земля" 24, яку з'єднують з першою шиною "земля" 23 через земляний електропровідний прошарок, розташований між зазначеними шинами по коротшому шляху. Тим самим створюють умови для забезпечення дії закону збереження енергії. Згідно з запропонованим способом, екранують від дії зовнішніх магнітних полів коливальні контури (елементи) передавальної та прийомної частин пристрою, зокрема: перший та другий плоскі високочастотні коливальні контури 20 і 21, та першу і другу двоконтурні високочастотні котушки індуктивності (16, 18117 і 19).The proposed technical solution differs from the known ones in that it first ensures the operation of the law of conservation of energy (mechanical and electromagnetic, by creating and using a closed-type system. For this, a number of functional blocks of the device are connected in series: the first bus "earth" 23, the first flat a high-frequency oscillating circuit 20, a single-wire power transmission line 22, a second flat high-frequency oscillating circuit 21 and a second "ground" bus 24, which is connected to the first "ground" bus 23 through an earth conductive layer located between the specified buses along a shorter path. create conditions for ensuring the operation of the law of conservation of energy. According to the proposed method, the oscillating circuits (elements) of the transmitting and receiving parts of the device are shielded from the action of external magnetic fields, in particular: the first and second flat high-frequency oscillating circuits 20 and 21, and the first and second two-circuit high-frequency inductors (16, 18117 and 19).
Це роблять для виключення дії неінформативних магнітних полів на процес здійснення руху електронів та інших від'ємно заряджених квазічастинок та підвищення завадостійкості пристрою.This is done to exclude the effect of non-informative magnetic fields on the process of the movement of electrons and other negatively charged quasi-particles and to increase the immunity of the device.
У непарні півперіоди низької частоти комутації оо ; формують високочастотні, стабільний за частотою (70) і амплітудою прямокутні імпульси струму (типу "меандр", див. Фіг. 5, а): ! 1 2 віп(ігп- юр 2 віп(ідп - ТЛО івчл (0) Тр зла ВВ У- 5 2 5-- па-ї 0 2гп-1 2 пато 2п-1 (3In the odd half-cycles of the low switching frequency oo; form high-frequency, stable frequency (70) and amplitude rectangular current pulses (of the "meander" type, see Fig. 5, a): ! 1 2 vip(igp-jur 2 vip(idp - TLO ivchl (0) Tr zla VV U- 5 2 5-- pa-i 0 2gp-1 2 pato 2p-1 (3
У (1) індекс "л" означає формування струму у непарні (лівий вихід) півперіоди частоти комутації. У парні (індекс "п") півперіоди низької частоти комутації, формують високочастотні, стабільний за частотою і амплітудою прямокутні імпульси струму (типу меандр, див. Фіг. 5, б):. ! 1 25 8віпіга- юр 2 віп(дп - 1 ді івча () 2 Тр зп ВИЗ 2523252 пПаи-ї 2п-1 2 пд 02гп-1 (2) де І - амплітудне значення високочастотного імпульсного струму.In (1), the index "l" means current generation in odd (left output) half-cycles of the switching frequency. In the even (index "n") half-periods of low switching frequency, form high-frequency, stable in frequency and amplitude rectangular pulses of current (meander type, see Fig. 5, b):. ! 1 25 8vipiga-yur 2 vip(dp - 1 di ivcha () 2 Tr zp VIZ 2523252 pPai-i 2p-1 2 pd 02gp-1 (2) where I is the amplitude value of the high-frequency impulse current.
Струми (1) ї (2) формують за допомогою двотактного кварцованого генератора з індуктивним навантаженням (обмотка 18 високочастотної котушки індуктивності).Currents (1) and (2) are formed using a two-stroke quartz generator with an inductive load (winding 18 of the high-frequency inductor).
На первинну обмотку 16 першої двоконтурної високочастотної котушки індуктивності (контури 16, 18) від джерела 1 електричної енергії, що підлягає передачі, подають струм, який, наприклад, має постійну та змінну складові:The primary winding 16 of the first two-circuit high-frequency inductor (circuits 16, 18) is supplied with a current, which, for example, has constant and variable components from the source 1 of electric energy to be transmitted:
ЩО) 10 тя віп(оі Фо) (3) де і. постійна складова струму; Ін - амплітуда змінного струму, що надходить на первинну обмотку 16; 21 | то . частота та початковий фазовий зсув змінного струму,WHAT) 10 tya vip(oi Fo) (3) where i. constant current component; In - the amplitude of the alternating current entering the primary winding 16; 21 | then frequency and initial phase shift of alternating current,
Струм (1) прямокутної форми і високої частоти пропускають через вторинну обмотку 18 першої двоконтурної високочастотної котушки індуктивності (контури 17, 19), яка слугує навантаженням двотактного кварцованого генератора 4. При коефіцієнті трансформації рівному одиниці, забезпечується пропорційна дія струму (3) на струм (1).Current (1) of rectangular shape and high frequency is passed through the secondary winding 18 of the first double-circuit high-frequency inductor (circuits 17, 19), which serves as a load of the two-stroke quartz oscillator 4. With a transformation coefficient equal to unity, the proportional effect of current (3) on current ( 1).
В результаті через вторинну обмотку 18 котушки індуктивності потече струм ! І 1 2 віп(га- Подія 22 віп(ідп - ДОД і - Ши - То - тя 8 пої - еВ - : 5-3: 2-35 - 3 - 0 Вю со іменної я ха | зна Уа (4) який у непарні півперіоди частоти комутації формує імпульсне соленоїдальне магнітне поле високої частоти, об'ємна щільність магнітної енергії якого: 2 2As a result, current will flow through the secondary winding 18 of the inductor! I 1 2 exp(ha- Event 22 exp(idp - DOD i - Shi - To - tya 8 poi - eV - : 5-3: 2-35 - 3 - 0 Vyu so nominal I ha | zna Ua (4) which in the odd half-cycle of the switching frequency, it forms a high-frequency pulsed solenoidal magnetic field, the volume density of magnetic energy of which is: 2 2
Ммо Ве пед шм я ун Кп) но но ,; (5) де п о- число витків високочастотної котушки індуктивності 18 соленоїда; М о - об'єм соленоїда; ММ. енергія магнітного поля високої частоти, напруженість якого змінюється пропорційно квадрату добутку струму (4) на число витків П.Mmo Ve ped shm i un Kp) no no,; (5) where p is the number of turns of the high-frequency inductor 18 of the solenoid; Mo is the volume of the solenoid; MM. the energy of a high-frequency magnetic field, the intensity of which varies proportionally to the square of the product of the current (4) by the number of turns P.
Синхронізують процес передавання та приймання електричної енергії. Для цього поSynchronize the process of transmission and reception of electrical energy. For this purpose
Зо радіоканалу передають на приймальну сторону парафазний сигнал чо()- Пвчп (укд (6) де г - хвильовий опір передавальної антени б передавача 4, КД. коефіцієнт ділення.From the radio channel, a paraphase signal is transmitted to the receiving side of the paraphase signal чо()- Pvchp (ukd (6) where r is the wave resistance of the transmitting antenna b of transmitter 4, KD is the division coefficient.
Парафазний сигнал пс() також формують за допомогою двотактного кварцованого генератора 4.The paraphase signal ps() is also formed using a two-stroke quartz oscillator 4.
На приймальній стороні підсилюють отриманий парафазний сигнал (6). Живлять підсиленим сигналом первинну обмотку 19 другої двоконтурної високочастотної котушки індуктивності (контури 17, 19). При цьому котушку індуктивності розташовують перпендикулярно площі поверхні другого плоского високочастотного коливального контуру 21.On the receiving side, the received paraphase signal (6) is amplified. The primary winding 19 of the second two-circuit high-frequency inductor (circuits 17, 19) is fed with an amplified signal. At the same time, the inductor is placed perpendicular to the surface area of the second flat high-frequency oscillating circuit 21.
В результаті індукції електромагнітного поля високочастотного коливального контуру 21, через первинну обмотку 19 другої двоконтурної високочастотної котушки індуктивності (контури 17, 19) у парні півперіоди низької частоти 520 комутації потече струм ! І 1 2 віп(ігп-1)оді М 2, віп(ди - Од ік) - Ша - То -Тя 8704 --2---523233---5/ 8-3 - (0 -Пю сосна |у Уа - (7)As a result of the induction of the electromagnetic field of the high-frequency oscillating circuit 21, a current will flow through the primary winding 19 of the second two-circuit high-frequency inductor (circuits 17, 19) in the even half-cycles of the low frequency 520 switching! I 1 2 vip(igp-1)odi M 2, vip(dy - Od ik) - Sha - To -Tya 8704 --2---523233---5/ 8-3 - (0 -Pyu pine |y Wow - (7)
Слід зазначити, що на площини поверхні першого та другого плоских високочастотних коливальних контурів 20 і 21 періодично, з низькою частотою комутації оо, діють соленоїдальним імпульсним магнітним полем високої частоти що у непарні та парні півперіоди сигналу частоти комутації, відповідно.It should be noted that the surface planes of the first and second flat high-frequency oscillating circuits 20 and 21 are periodically, with a low switching frequency oo, acted upon by a high-frequency solenoidal pulsed magnetic field in the odd and even half-cycles of the switching frequency signal, respectively.
Фізично процес передачі можна пояснити наступним чином.Physically, the transfer process can be explained as follows.
Всередині плоских високочастотних коливальних контурів 20 ї 21 формують вихрове електричне поле, яке, в свою чергу, створює відповідне магнітне поле.Inside the flat high-frequency oscillating circuits 20 and 21 form a vortex electric field, which, in turn, creates a corresponding magnetic field.
За рахунок силової дії імпульсного магнітного поля з енергією (5) на зв'язані електрони контурів 20 їі 21, встановлюють поперечні високочастотні коливання їх відносно свого середнього положення. Причому коливання вниз здійснюються у непарні, а коливання вверх - у парні півперіоди високочастотного сигналу. Слід зауважити, що у парні півперіоди високочастотного сигналу дія імпульсного магнітного поля на контур 20 відсутня, тому електрони та інші від'ємно заряджені квазічастинки повертаються у своє середнє положення завдяки пружності середовища, в якому вони рухаються.Due to the force action of the pulsed magnetic field with energy (5) on the bound electrons of circuits 20 and 21, transverse high-frequency oscillations are established relative to their average position. Moreover, downward oscillations are carried out in odd, and upward oscillations - in even half-periods of the high-frequency signal. It should be noted that during the even half-cycle of the high-frequency signal, there is no effect of the pulsed magnetic field on circuit 20, so electrons and other negatively charged quasiparticles return to their average position due to the elasticity of the medium in which they move.
Слід зауважити, що в природі існує два види струмів: струм зв'язаних зарядів і струм провідності. Струм зв'язаних зарядів - це переміщення середніх положень зв'язаних електронів і ядер, що складають молекулу, відносно центра молекули.It should be noted that there are two types of currents in nature: the current of bound charges and the current of conduction. The current of bound charges is the movement of the average positions of the bound electrons and nuclei that make up the molecule relative to the center of the molecule.
Струм провідності - це направлений рух чи переміщення на великі відстані вільних зарядів (наприклад, іонів чи вільних електронів). У випадку, коли цей струм тече ні у речовині, а у вільному просторі, замість терміну "струм провідності" використовують термін "струм переносу".Conduction current is the directed movement or long-distance movement of free charges (for example, ions or free electrons). In the case when this current flows not in the substance, but in free space, instead of the term "conduction current" the term "transfer current" is used.
Інакше кажучи, струм переносу чи струм конвекції зумовлений переносом електричних зарядів у вільному просторі зарядженими квазічастинками чи тілами під дією електричного поля. (див.In other words, the transfer current or convection current is caused by the transfer of electric charges in free space by charged quasi-particles or bodies under the action of an electric field. (see
Ток смещения (злектродинамика. Режим доступа!) пор //ги.мікіредіа.огд/лмікі/6ро чУвА2 У6ро 5вЕСЬОО УВА 9501 т581 55600 я6всеьро 9585 9501 958 9 ро Увь 55ро -вроро дев 9601 968 /9601 У58р096ро У96вворо д685 9600 У6вАЗЬО1 90582 96 рі ово я6ро у6вЕЧЬОО 9084 500 9588 У500 95809500 9580 9600 95809500 9588 9600 95вАЧЬООDisplacement current (electrodynamics. Access mode!) por //hy.mikiredia.ogd/lmiki/6ro chUvA2 U6ro 5veSOO UVA 9501 t581 55600 ya6vsero 9585 9501 958 9 ro Uvj 55ro -vroro dev 9601 968 /9601 U58r096ro U96vvoro69080685 ri ovo ya6ro u6veЧОО 9084 500 9588 У500 95809500 9580 9600 95809500 9588 9600 95вАЧОО
Фев).Feb).
Завдяки дії на контури 20 ії 21 соленоїдального імпульсного поля високої частоти в них забезпечуються безперервні коливання відносно свого початкового положення електронів таDue to the effect on circuits 20 and 21 of a high-frequency solenoidal pulse field, continuous oscillations relative to their initial position of electrons are ensured in them and
Зо інших від'ємно заряджених квазічастинок, що нескінченно рухаються по контуру механічної системи замкненого типу завдяки пружності середовища. Тим самим вони створюють високочастотне електричне і відповідне високочастотне магнітне поля, які разом утворюють високочастотну електромагнітну хвилю, яка й передає електричну енергію з входу на вихід однопровідної лінії електропередач.Of other negatively charged quasiparticles that move endlessly along the circuit of a closed-type mechanical system due to the elasticity of the medium. Thus, they create high-frequency electric and corresponding high-frequency magnetic fields, which together form a high-frequency electromagnetic wave, which transmits electrical energy from the input to the output of a single-wire power line.
Таким чином, коливання електронів та від'ємно заряджених квазічастинок поперек їх руху вздовж контуру механічної системи замкненого типу породжують поздовжню електромагнітну хвилю високої частоти іо - Фо/2л. яка розповсюджується по однопровідної «лінії електропередач з швидкістю світла. Ця хвиля переносить енергію електронів і квазічастинок, що рухаються, зліва на право.Thus, the oscillations of electrons and negatively charged quasiparticles across their movement along the circuit of a closed-type mechanical system generate a longitudinal electromagnetic wave of high frequency io - Fo/2l. which propagates along a single-wire “power line at the speed of light. This wave carries the energy of electrons and quasiparticles moving from left to right.
На приймальному кінці здійснюють перетворення індукції електромагнітного поля, що обумовлено струмом (7), у електрорушійну силу, деAt the receiving end, the induction of the electromagnetic field caused by the current (7) is converted into an electromotive force, where
Е- Зо а ; (8)E- Zo a ; (8)
Ф() не . . - магнітний потік, що описується рівнянням величинF() is not. . - magnetic flux described by the equation of quantities
ФІ) - В,4(). 5. сово; - піко(). 5 (9)FI) - B,4(). 5. owl; - pico(). 5 (9)
З- площа поверхні коливального контуру 20; В- модуль вектора магнітної індукції; 9: - кут між вектором магнітної індукції і нормаллю до плоскості контуру 20.Z- surface area of the oscillating contour 20; B- module of the magnetic induction vector; 9: - the angle between the magnetic induction vector and the normal to the contour plane 20.
За допомогою вторинної обмотки 17 другої високочастотної двоконтурної котушки індуктивності, яка перетворює (збільшує чи зменшує) наведену електрорушійну силу (8) у струм через резистор 13 ВСнь - навантаження. Середнє значення цього струму описується рівнянням величин: т, оо с - оо с - інф - Ї Дт -Ів вті зпензсода в з зате 0 Пдя 0 2гп-1 2 пря 02п-1 - -Кю т віп(іоі Фі, (10)With the help of the secondary winding 17 of the second high-frequency double-circuit inductor, which converts (increases or decreases) the induced electromotive force (8) into a current through the resistor 13 VSn - the load. The average value of this current is described by the equation of quantities:
де К - коефіцієнт пропорційності, що залежить від співвідношенням числа витків коливальних контурів 18 і 19 та постійної часу АС. навантаження, або у напругу що) Щі Авін() на АвСн навантаженні.where K is the proportionality factor, which depends on the ratio of the number of turns of oscillating circuits 18 and 19 and the AC time constant. load, or in the voltage that) Shchi Avin() on AvSn load.
При необхідності змінний струм випрямляють і по отриманим електричним параметрам судять про споживану потужність переданої енергії постійного чи/га змінного струму.If necessary, the alternating current is rectified and based on the obtained electrical parameters, the power consumption of the transmitted energy of direct or alternating current is judged.
Основною перевагою запропонованого способу передачі енергії постійного чи/та змінного струму по однопровідній лінії електропередач є те, що він оснований на перетворені енергії постійного чи/та змінного струму у кінетичну енергію руху електронів та інших від'ємно заряджених квазічастинок завдяки дії на них імпульсного магнітного поля високої частоти, породженням струмів переносу та зміщення і відповідних магнітних полів, які створюють повздовжню високочастотну електромагнітну хвилю, яка передає енергію на приймальний кінець однопровідної лінії електропередач, з наступним зворотним перетворенням їх енергії, згідно закону електромагнітної індукції, у енергію, що живить навантаження.The main advantage of the proposed method of direct and/or alternating current energy transfer over a single-wire power line is that it is based on the transformed energy of direct and/or alternating current into the kinetic energy of the movement of electrons and other negatively charged quasi-particles due to the action of a pulsed magnetic field on them of high frequency, by the generation of transfer and displacement currents and the corresponding magnetic fields, which create a longitudinal high-frequency electromagnetic wave that transmits energy to the receiving end of a single-wire power transmission line, with the subsequent reverse transformation of their energy, according to the law of electromagnetic induction, into energy that feeds the load.
На відміну, наприклад, від способу, запропонованого Тесла, запропонований спосіб не базується на подачі на вхід однопровідної лінії електропередач високовольтних реактивних напруг, які породжують ємнісні струми і є небезпечними для споживача електроенергії.Unlike, for example, the method proposed by Tesla, the proposed method is not based on applying high-voltage reactive voltages to the input of a single-wire power transmission line, which generate capacitive currents and are dangerous for the electricity consumer.
Розглянемо суть запропонованого способу на прикладі роботи пристрою для передачі енергії постійного чи/та змінного струму по однопровідній лінії електропередач.Let us consider the essence of the proposed method using the example of the operation of a device for transmitting direct and/or alternating current energy over a single-wire power transmission line.
Пристрій для передачі енергії постійного чи/та змінного струму за п. 1, включає в себе джерело струму 1, що підлягає передачі, перше та друге джерела постійного струму 2 і 3, перший і другий конденсатори 10 і 11, ЕС-навантаження, яке являє собою паралельно з'єднані між собою резистор 13 та конденсатор 12, першу та другу двоконтурні високочастотні котушки індуктивності 16 ї 18,17 і 19, однопровідну лінію електропередач 22, перше і друге внутрішні заземлення 25 і 26, які з'єднані між собою певним чином.The device for transmitting direct and/or alternating current energy according to item 1, includes a current source 1 to be transmitted, first and second direct current sources 2 and 3, first and second capacitors 10 and 11, EC load, which represents a resistor 13 and a capacitor 12 are connected in parallel with each other, the first and second double-circuit high-frequency inductors 16 and 18, 17 and 19, a single-wire power transmission line 22, the first and second internal groundings 25 and 26, which are connected to each other in a certain way .
Від відомих пристрій відрізняється тим, що в нього додатково введені передавач радіоїмпульсів 5, передавальна антена б, приймальна антена 7, приймач 8, підсилювач потужності 9, кварцований двотактний генератор 4 пачок імпульсів високої частоти, перша та друга шини "заземлення" 23 і 24, перший та другий плоскі високочастотні коливальні контури 20 і 21, перша та друга двоконтурні високочастотні котушки індуктивності, що певним чиномThe device differs from known devices in that it additionally includes a radio pulse transmitter 5, a transmitting antenna b, a receiving antenna 7, a receiver 8, a power amplifier 9, a quartz push-pull generator 4 high-frequency pulse bundles, the first and second "grounding" buses 23 and 24, first and second planar high-frequency oscillating circuits 20 and 21, first and second two-circuit high-frequency inductors, which in a certain way
Зо зв'язані між собою та з відомими функціональними блоками пристрою.They are connected to each other and to the known functional blocks of the device.
Припустимо, що необхідно передати енергію змінного струму (3) від джерела 1 до Внен - навантаження (див. Фіг. 4). Включають перше та друге джерела постійного струму 2 і З і тим самим включають, відповідно, двотактний кварцований генератор 4 пачок імпульсів високої частоти і передавач радіоіїмпульсів 5 та приймач 8 і підсилювач потужності 9.Suppose that it is necessary to transfer alternating current energy (3) from source 1 to Vnen - load (see Fig. 4). Include the first and second sources of direct current 2 and C and thus include, respectively, a two-cycle quartz generator 4 of a high-frequency pulse bundle and a radio pulse transmitter 5 and a receiver 8 and a power amplifier 9.
Згідно з Фіг. 4, навантаженням джерела струму 1 є перший коливальний контур 16 першої двоконтурної високочастотної котушки індуктивності.According to Fig. 4, the load of the current source 1 is the first oscillating circuit 16 of the first two-circuit high-frequency inductor.
Другий коливальний контур 18 першої двоконтурної високочастотної котушки індуктивності (з контурами 16 і 18) є навантаженням двотактного кварцованого генератора 4.The second oscillating circuit 18 of the first two-circuit high-frequency inductor (with circuits 16 and 18) is the load of the two-stroke quartz oscillator 4.
Слід зазначити, що згідно з запропонованим способом, перша і друга двоконтурні котушки індуктивності (контури 16 ії 18, 17 і 19) розташовані строго перпендикулярно площині поверхні першої та другої плоских високочастотних контурів 20 і 21 відповідно.It should be noted that according to the proposed method, the first and second double-circuit inductors (circuits 16 and 18, 17 and 19) are located strictly perpendicular to the plane of the surface of the first and second flat high-frequency circuits 20 and 21, respectively.
Двотактний кварцований генератор 4 формує високочастотні, стабільний за частотою (70) і амплітудою пачок прямокутних імпульсів струму (1) і (2) (імпульси типу меандр, див. Фіг. 5, а, б).Two-stroke quartz generator 4 forms high-frequency, stable frequency (70) and amplitude bundles of rectangular current pulses (1) and (2) (meander-type pulses, see Fig. 5, a, b).
Причому у непарні півперіоди низької частоти комутації 520 на прямому виході "1" формуються пачки високочастотних імпульсів (1). У парні півперіоди низької частоти комутації ці пачки високочастотних імпульсів формуються на інверсному виході "2" зазначеного генератора 4.Moreover, in the odd half-cycle of the low switching frequency 520, bundles of high-frequency pulses (1) are formed at the direct output "1". In even half-cycles of a low switching frequency, these high-frequency pulse bundles are formed at the inverse output "2" of the indicated generator 4.
З метою синхронізації процесу передавання та приймання електричної енергії по радіоканалу передають на приймальну сторону парафазний сигнал (б), який також формують за допомогою двотактного кварцованого генератора 4.In order to synchronize the process of transmission and reception of electrical energy, a paraphase signal (b) is transmitted to the receiving side via the radio channel, which is also generated using a two-stroke quartz generator 4.
З інверсного виходу двотактного кварцованого генератора 4 сигнал (6) надходить на вхід передавача 5 радіоїмпульсів, передається і приймається, відповідно, передавальною і приймальною антенами 6 і 7. З антени 7 сигнал надходить на вхід приймача 8, з виходу якого він надходить на вхід підсилювача потужності 9. За допомогою останнього відтворюється сигнал (2).From the inverse output of the two-stroke quartz oscillator 4, the signal (6) enters the input of the transmitter 5 of radio pulses, is transmitted and received, respectively, by the transmitting and receiving antennas 6 and 7. From the antenna 7, the signal enters the input of the receiver 8, from the output of which it enters the input of the amplifier power 9. With the help of the latter, the signal (2) is reproduced.
Після включення джерела струму 1, через другий коливальний контур 18 потече струм (4), який формує соленоїдальне імпульсне магнітне поле високої частоти, об'ємна щільність магнітної енергії якого визначається за рівнянням величин (5).After turning on the current source 1, a current (4) will flow through the second oscillating circuit 18, which forms a high-frequency solenoidal pulsed magnetic field, the volume density of the magnetic energy of which is determined by the equation of quantities (5).
На приймальній стороні підсилюють отриманий парафазний сигнал. Живлять підсиленим сигналом (6) первинну обмотку 19 другої двоконтурної високочастотної котушки індуктивності (контури 17, 19). Зазначену котушку індуктивності розташовують перпендикулярно площі поверхні другого плоского високочастотного коливального контуру 21.On the receiving side, the received paraphase signal is amplified. The primary winding 19 of the second two-circuit high-frequency inductor (circuits 17, 19) is fed with an amplified signal (6). The specified inductor is placed perpendicular to the surface area of the second flat high-frequency oscillating circuit 21.
Періодично, з низькою частотою комутації о , у непарні та парні півперіоди сигналу частоти комутації, діють соленоїдальним імпульсним магнітним полем високої частоти на площини поверхні, відповідно, першого та другого плоских високочастотних коливальних контурів 20 і 21.Periodically, with a low switching frequency o , in the odd and even half-cycles of the switching frequency signal, a high-frequency solenoidal pulsed magnetic field is applied to the surface planes, respectively, of the first and second flat high-frequency oscillating circuits 20 and 21.
Згідно з реалізованим способом, всередині плоских високочастотних коливальних контурів 20 ї 21 формується вихрове електричне поле, яке, в свою чергу, створює відповідне магнітне поле. За рахунок силової дії імпульсного магнітного поля з енергією (5) на зв'язані електрони контурів 20 ї 21, встановлюються поперечні високочастотні коливання їх відносно свого середнього положення. Слід зауважити, що у парні півперіоди високочастотного сигналу дія імпульсного магнітного поля на контур 20 відсутня. Тому електрони та інші від'ємно заряджені квазічастинки повертаються у своє середнє положення завдяки пружності середовища, в якому вони існують.According to the implemented method, a vortex electric field is formed inside the flat high-frequency oscillating circuits 20 and 21, which, in turn, creates a corresponding magnetic field. Due to the force action of a pulsed magnetic field with energy (5) on the bound electrons of circuits 20 and 21, transverse high-frequency oscillations are established relative to their average position. It should be noted that during the even half-cycle of the high-frequency signal, there is no effect of the pulsed magnetic field on circuit 20. Therefore, electrons and other negatively charged quasiparticles return to their average position due to the elasticity of the medium in which they exist.
Завдяки індукції електромагнітного поля високочастотного коливального контуру 21, через первинну обмотку 19 другої двоконтурної високочастотної котушки індуктивності (контури 17, 19) у парні півперіоди низької частоти 520 комутації потече струм (7).Due to the induction of the electromagnetic field of the high-frequency oscillating circuit 21, a current (7) will flow through the primary winding 19 of the second two-circuit high-frequency inductor (circuits 17, 19) in the even half-cycles of the low frequency 520 switching.
На плоскі високочастотні контури 20 і 21 діє соленоїдальне імпульсне поле високої частоти.A high-frequency solenoid pulse field acts on flat high-frequency circuits 20 and 21.
Завдяки цієї дії забезпечуються безперервні коливання відносно свого середнього положення електронів та інших від'ємно заряджених квазічастинок, які, завдяки пружності середовища, нескінченно рухаються по контуру механічної системи замкненого типу. Завдяки цьому створюються високочастотне електричне і відповідне високочастотне магнітне поля, які разом утворюють високочастотну електромагнітну хвилю. Ця хвиля і здійснює передачу електричної енергії з входу на вихід однопровідної лінії електропередач.Thanks to this action, continuous oscillations relative to their average position of electrons and other negatively charged quasi-particles are ensured, which, thanks to the elasticity of the medium, endlessly move along the circuit of a closed mechanical system. Thanks to this, high-frequency electric and corresponding high-frequency magnetic fields are created, which together form a high-frequency electromagnetic wave. This wave transfers electrical energy from the input to the output of a single-wire power line.
На приймальному кінці здійснюється перетворення індукції електромагнітного поля, що обумовлено струмом (7), у електрорушійну силу (8). При цьому магнітний потік (9) визначається струмом шкг (О),At the receiving end, the induction of the electromagnetic field caused by the current (7) is converted into electromotive force (8). At the same time, the magnetic flux (9) is determined by the shkg current (O),
За допомогою вторинної обмотки 17 другої високочастотної двоконтурної котушкиUsing the secondary winding 17 of the second high-frequency double-circuit coil
Зо індуктивності електрорушійна сила (8) перетворюється (збільшує чи зменшує) у струм (10) через резистор 13 АС. навантаження, або у напругу що) - Анін(у,From the inductance, the electromotive force (8) is converted (increased or decreased) into current (10) through a 13 AC resistor. load, or in voltage that) - Anin(u,
При необхідності змінний струм випрямляють та вимірюють електричні параметри, за якими судять про споживану потужність переданої електроенергії.If necessary, the alternating current is rectified and electrical parameters are measured, which are used to judge the power consumption of the transmitted electricity.
Слід зазначити, що плоскі високочастотні контури 20 ї 21 можуть бути виконаними як одновитковими (див. Фіг. 4), - при дії на них імпульсного магнітного поля з широким спектром частот, так й багатовитковими, - у вигляді плоскої багатовиткової однозаходної спіралі (Фіг. 5, в) або плоскої багатовиткової двозаходної спіралі (див. 5, г). В останньому випадку використання двозаходної спіралі обумовлено підвищенням ємності котушок 20 і 21 у випадках дії на них імпульсного магнітного поля з звуженим частотним спектром. Крім того, використання багатовиткових двозаходної спіралі дає можливість накопичувати заряджені квазічастинки між витками контурів, що створює кращі умови для розповсюдження високочастотної хвилі вздовж лінії електропередач.It should be noted that the flat high-frequency circuits 20 and 21 can be made both single-turn (see Fig. 4), - when acting on them by a pulsed magnetic field with a wide spectrum of frequencies, and multi-turn, - in the form of a flat multi-turn one-way spiral (Fig. 5, c) or a flat multi-turn two-way spiral (see 5, d). In the latter case, the use of a two-way spiral is due to an increase in the capacity of the coils 20 and 21 in the case of a pulsed magnetic field with a narrowed frequency spectrum acting on them. In addition, the use of a multi-turn two-way spiral makes it possible to accumulate charged quasi-particles between the turns of the circuits, which creates better conditions for the propagation of high-frequency waves along the power line.
Пристрій за п. 2 від відомих відрізняється тим, що як першу та другу шини "земля" 23 і 24 використовують ідентичні за параметрами і виготовлені з того ж металу, що й однопровідна лінія електропередачі, пару стрижнів, пару шарів, пару плоских однозаходних спіральних котушок індуктивності чи пару плоских двозаходних спіральних котушок індуктивності (див. Фіг. 4).The device according to item 2 differs from the known ones in that as the first and second "ground" busbars 23 and 24 are used identical in terms of parameters and made of the same metal as the single-wire power transmission line, a pair of rods, a pair of layers, a pair of flat one-way spiral coils inductors or a pair of flat two-turn spiral inductors (see Fig. 4).
Таким чином, запропоноване технічне рішення забезпечує передачу енергії постійного чи/та змінного струму по однопровідній лінії електропередач без генерування і передачі по лінії електропередач високовольтної реактивної напруги. Крім того, запропоноване технічне рішення просто в реалізації, не містить громіздкого обладнання і спеціальних заходів щодо безпеки його експлуатації.Thus, the proposed technical solution provides direct and/or alternating current energy transmission over a single-wire power transmission line without generating and transmitting high-voltage reactive voltage over the power transmission line. In addition, the proposed technical solution is simple to implement, does not contain bulky equipment and special measures regarding the safety of its operation.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA201807328A UA123776C2 (en) | 2018-07-02 | 2018-07-02 | METHOD OF TRANSMISSION OF DC OR AC ACTURE ON ONE-WIRE ELECTRIC TRANSMISSION LINE AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA201807328A UA123776C2 (en) | 2018-07-02 | 2018-07-02 | METHOD OF TRANSMISSION OF DC OR AC ACTURE ON ONE-WIRE ELECTRIC TRANSMISSION LINE AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA123776C2 true UA123776C2 (en) | 2021-06-02 |
Family
ID=76135299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA201807328A UA123776C2 (en) | 2018-07-02 | 2018-07-02 | METHOD OF TRANSMISSION OF DC OR AC ACTURE ON ONE-WIRE ELECTRIC TRANSMISSION LINE AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA123776C2 (en) |
-
2018
- 2018-07-02 UA UAA201807328A patent/UA123776C2/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2135299C (en) | Apparatus and method for single line electrical transmission | |
| SE419269B (en) | PROCEDURE AND DEVICE FOR DETERMINATION OF THE ELECTRICAL POWER FORM OF THE MARK | |
| CN101316053A (en) | Magnetic coupling resonant wireless energy transmission device | |
| Mende | New Properties of Reactive Elements and the Problem of Propagation of Electrical Signals in Long Lines | |
| Li et al. | Modeling and implementation of a long-distance seawater single-wire CPT system for underwater sensor | |
| UA123776C2 (en) | METHOD OF TRANSMISSION OF DC OR AC ACTURE ON ONE-WIRE ELECTRIC TRANSMISSION LINE AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| Mende | Induction and Parametric Properties of Radio-Technical Elements and Chains and Property of Charges and their Flows | |
| CN202649374U (en) | Inputting or detecting device based on capacitive sensing non-contact signals | |
| RU2567181C1 (en) | System for very low-frequency and extremely low-frequency communication with deep-sunk and remote objects - 1 | |
| RU2659409C1 (en) | Communication system of super low frequency and extremely low frequency ranges with deeply submerged and remote objects | |
| Van Pham et al. | Wireless energy harvesting system through metal for aerospace sensor | |
| RU2307438C1 (en) | Method for transmitting electrical energy over long distances in three-phase system | |
| Morecroft et al. | The shielding of electric and magnetic fields | |
| WO2013191576A1 (en) | Method for transmitting electromagnetic energy and device for implementing same | |
| Xu et al. | Design of magnetic shielding structure for wireless charging coupler | |
| Bank | New One-Way Line for Electric Transmission System | |
| Bhaskar et al. | Design of wireless power transfer system for charging of electronic gadgets | |
| Khilov | Theoretical fundamentals of electrical engineering | |
| Wakte et al. | Wireless transmission of electrical energy by using inductive coupling | |
| Syahputra et al. | Tilt Angle Effect Analysis on Nodes of Inductive Resonance Wireless Power Transfer | |
| Chen et al. | The mechanism of turn-to-turn capacitance in inductance winding and its calculation methods | |
| Steinmetz | The general equations of the electric circuit—III: Variation of constants r, L, C, and g, and its effects | |
| Pravin et al. | Wireless power transmission using indcutive coupling | |
| Wu et al. | A Novel Wireless Power Transfer System with Capacitive Transmitters and Inductive Receiver for Undersea Applications | |
| US7656242B2 (en) | Electromagnetic electric generator |