گرفتن برق از هوا و آثار رعد و برق خلقتي و نيز بار الكتريسته

[pejuhesh232]

.

[najm143]

این دستگاه از هوا برق تولید می کند



مهندسان دانشگاه MIT به تازگی دستگاه کوچکی ساخته اند که می تواند انرژی ناشی از تغییر دمای هوا را جذب کند. دستگاه مذکور «رزوناتور حرارتی» نام گرفته است. دستگاه مذکور با استفاده از نوسان دمای هوا در چرخه روز و شب انرژی تولید می کند. به این ترتیب رزوناتور حرارتی یک منبع قدرت بلندمدت در اختیار دارد که برای سیستم های عملیاتی دور از مرکز ، بسیار کارآمد است.

آنتون کوتریل یکی از مولفان اصلی تحقیق می گوید: نوسانات دما در همه جا اتفاق می افتند و یک منبع دست نخورده انرژی به حساب می آیند. ما دستگاهی ساخته ایم که از این نوسانات استفاده می کند. این دستگاه در حقیقت تغییرات دما را به الکتریسیته تبدیل می کند.




رزوناتورهای حرارتی برخلاف پنل های خورشیدی نیازمند نور مستقیم خورشید نیستند. به عبارت دیگر در سایه نیز برق تولید می کنند. همچنین برخلاف توربین های بادی تحت تاثیر شرایط غیرقابل پیش بینی باد نیستند.
رزوناتور حرارتی به وسیله مواد گرمایی قدرتمند فعال می شود. این مواد گرمای محیط را به طور موثر منتقل می کنند و رساناهای قدرتمند گرما هستند که قابلیت ذخیره آن را نیز دارند.



این دستگاه همچنین به حفظ محیط زیست کمک می کند.



https://youtu.be/zzGnNkOxdpI

https://youtu.be/GOBoOEU27Fc

[najm143]

تولید برق به وسیله یک میدان مغناطیسی ( رزونانس مغناطیسی)



پروفسور MIT Marin Soljacic و تیمش به همراه چندین شرکت برق معتقدند که ما می توانیم . یک اصل است که قدمتی بالغ بر صد سال دارد ، در اصل توسط نیکولا تسلا ساخته شده و به نام "برج کویل تسلا" معروف شده است ، وسیله ای که او از آن برای پرتوی انرژی استفاده می کرد. کمتر کسی اعتقاد داشت که سیم پیچ تسلا کار خواهد کرد .

هنگامی که یک جریان الکتریکی از طریق سیم پیچ سیم عبور می کند ، یک میدان مغناطیسی ایجاد می شود. برعکس ، هنگامی که سیم پیچ سیم از یک میدان مغناطیسی عبور می کند ، یک جریان الکتریکی ایجاد می شود. با بهره گیری از این پدیده ، می توان با ایجاد یک میدان مغناطیسی قدرتمند با استفاده از یک ایستگاه پایه از سیم کویل متصل به سوکت دیواری ، و گیرنده ساخته شده از یک سیم کویل متصل به یک وسیله الکترونیکی ، انرژی را به صورت بی سیم انتقال داد. این همان مفهومی است که ما برای شارژ یک مسواک برقی بی سیم از آن استفاده می کنیم و در مسافت های بسیار کوتاه بسیار خوب عمل می کند.

پروفسور سولجاچیچ و تیم وی هنوز بر روی همان اصل کار می کنند ، فقط آنها یک ترفند کوچک فیزیک را برای انتقال انرژی هدفمندتر و کارآمد تر اضافه کردند و این کار را در مسافت های بسیار طولانی تر انجام دادند.

ترفند آنها به عنوان "رزونانس مغناطیسی" شناخته شده است و از نظر مفهومی شبیه به چگونگی خرد شدن یک لیوان در هنگام خواندن یک خواننده اپرا در اتاق است: وقتی فرکانس موج صدا با فرکانس رزونانس تشدید می شود ، لیوان خرد می شود.

تیم MIT با تنظیم آهنربای ایستگاه ، با آهنربا گیرنده برای هم خوانی در همان فرکانس ، قادر به ایجاد بار الکتریکی در گیرنده های خاص تنظیم شده ، شده اند.

https://youtu.be/I1IDC8FEIBU

[najm143]

کویل دو قطبی تسلا



دو پایانه خروجی ولتاژ بالا وجود دارد که هر یک به یک انتهای ثانویه متصل هستند و یک جرقه بین آنها به وجود می آید.
کویل تسلا دستگاهی است که بر اساس رزونانس مغناطیسی عمل می‌کند و از یک سیم‎پیچ اولیه که معمولا به صورت تخت یا مخروطی است و یک سیم‎پیچ ثانویه که به صورت استوانه‎ای به دور لوله پیچیده می‎شود، تشکیل می‎شود. سیم‎پیچ اولیه توسط یه فاصله هوایی به یک منبع ولتاژ بالا(همچون ترانس نئون و یا مولد ولتاژ بالا ساخته شده با ترانس فلای بک) متصل میشود. نحوه کار به این صورت است که ولتاژ منبع تغذیه ولتاژ بالا در خازن ذخیره شده و زمانی که به حد شکست ولتاژ فاصله هوایی برسد جرقه زده میشود و انرژی ذخیره شده در خازن ها در سیم پیچ اولیه تخلیه می‎شود.



رزونانس مغناطیسی:

اما همانطور که گفته شد کویل تسلا بر اساس رزونانس مغناطیسی کار میکند. برای اینکه مفهوم رزونانس براتون بهتر مشخص بشه یه تاب رو در نظر بگیرین که یک فرد پنجاه کیلویی روی ان نشسته شروع به تاب دادن فرد می‌کنید اما هر بار فقط کمی نیرو به آن وارد می‌کنید تاب شروع به تکان خوردن می‌کند و شما دقیقاً در لحظه‌ای که تاب به سمت شما می‌آید و می‌خواهد برگردد به آن مجدداً نیرو وارد می‌کنید به عبارتی با آهنگ حرکت تاب به آن نیرو وارد می‌کنید اتفاقی که میافته اینه که هر بار که نیرو وارد می‌کنید این نیرو با نیروهایی که قبلاً وارد کردید جمع می‌شود. شما با همان نیروی کم می‌توانید فرد پنجاه کیلویی را تا مرز چرخیدن به دور محور تاب هم حرکت دهید معنی رزونانس هم به همین صورت هست و حاصل بده بستان میان خازن و سلف‌هاست.

بذارید یکم مسئله رو بازتر کنیم شما هر بار مقدار نیروی مشخصی به تاب وارد می‌کردید آیا تا بینهایت این نیروهای اعمالی باهم جمع می‌شوند؟ جواب منفی است اگر چنین بود ما با اندکی انرژی به منابع انرژی بی پاییانی می‌رسیدم دلیل این موضوع هم وجود تلفات در سیستم است. هر با که نیرویی به تاب وارد می‌کنید مقداری از آن در سیستم‌های حرکتی تاب به هدر میرود از طرفی معادله آونگی تاب به صورت خطی پیش نمی‌رود و برای اینکه تاب بیشتر بالا برود میزان انرژی مورد نیاز به چندین برابر حالت قبل افزایش پیدا می‌کند.



مدار معادل کویل تسلا:

اگر به برق آشنایی داشته باشید میدانید که راکتانس خازنی و اندوکتانس سلفی در فرکانس رزونانس به سمت صفر می‌روند حال در یک مدار ایدال که مقاومت داخلی سلف و خازن صفر باشد با اندکی جریان اعمالی می‌توان شاهد این باشیم که بینهایت آمپر جریان در مدار در حال عبور است و یا در یک مدار سری ولتاژ سر هر المان(خازن یا سلف)به سمت بینهایت رفته است.



خب احتمالاً با خودتون میگین اینها چه ارتباطی به کویل تسلا دارد؟

کویل تسلا دقیقاً بر همین اساس که گفته شد کار میکنه هر سیم‌پیچ تسلا که به صورت استوانه‌ای پیچیده میشه دارای یه ظرفیت خازنی و سلفی مشخصی هستش و سیم‌پیچ که به تغذیه متصل است درست همانند شما که تاب را هل می‌دادید عمل می‌کند.

زمانی که اسپارک گپ جرقه میزنه و مدار بسته میشه یه انرژی به سیم‌پیچ منتقل میشه که این انرژی توسط میدان مغناطیسی به سیم‌پیچ استوانه‌ای منتقل میشه و از اونجایی که سیم‌پیچ استوانه‌ای یه مدار باز هستش مقدار مقاومت اون عدد پایینی هستش همین باعث میشه در این مدار یه سلف و یه مقدار خازنی(این مقدار ظرفیت خازنی به خاطر شکل سیم‌پیچ که شبیه صفحه‌های فلزی کنار هم هستند به وجود می‌اید) و به خاطر باز بودن مدار، سیم‌پیچ در فرکانس رزونانس خودش شروع به نوسان می کنه و باعث ایجاد ولتاژهای بسیار بالا در دو سر سیم‌پیچ استوانه‌ای می‌شود.



https://www.youtube.com/watch?v=P_gjMB_UvpY

https://youtu.be/eI9-q863KTc?t=9

[najm143]

دانشمندان از هوا برق گرفتند



پژوهشگران "دانشگاه ماساچوست در امهرست" (University of Massachusetts Amherst) آمریکا در مطالعه اخیرشان موفق به ایجاد جریان الکتریکی از رطوبت موجود در هوا شده‌اند.


پژوهشگران ادعا کرده‌اند دستگاهی که توسط آن موفق به ایجاد جریان برقی از بخار آب شده‌اند، می‌تواند جایگزین باتری‌های قابل شارژ در تلفن‌ها و ساعت‌های هوشمند شود.

دستگاه مذکور "ایرژن" (Air Gen) نام دارد و حاوی سیم‌های پروتئینی کوچک است که با جذب بخار آب از جو، برق تولید می‌کند.

دستگاه، الکترود‌ها را به نانوسیم‌های پروتئینی که توسط یک نوع باکتری به نام "ژئوباکتر" (geobacter) تولید می‌شود متصل می‌کند. نانوسیم‌های پروتئینی بدون آلودگی، قابل تجدید پذیری و کم هزینه هستند.

علاوه بر جایگزینی آن‌ها به عنوان باتری در تلفن‌ها، ساعت‌های هوشمند و سایر فناوری‌های پوشیدنی، دستگاه ایرژن دارای کاربرد‌هایی در زمینه پزشکی، انرژی تجدید پذیر و تغییرات آب و هوایی نیز است.

هوای گرم حاصل از گرم شدن کره زمین حاوی بخار آب بیشتری است که باعث می‌شود این دستگاه برای استفاده در آینده مناسب باشد.

"جون یائو" (Jun Yao) مهندس برق "دانشگاه ماساچوست در امهرست" گفت: ما به معنای واقعی کلمه در حال تولید برق از هوای رقیق هستیم. دستگاه ایرژن می‌تواند در ۲۴ ساعت از شبانه روز و در تمام هفت روز هفته انرژی پاک تولید کند.

محققان می‌گویند این انرژی حتی در مناطقی با رطوبت کم مانند صحرای بزرگ آفریقا نیز قادر به تولید برق است و می‌تواند دستگاه‌های الکترونیکی کوچک را نیرودهی کند.

"درک لاولی" (Derek Lovley) میکروبیولوژیستی که بیش از ۳۰ سال پیش موفق به کشف میکروب ژئوباکتر شد در این باره گفت: این شگفت انگیزترین و مهیج‌ترین کاربرد نانوسیم‌های پروتئینی است.



ایرژن به نور خورشید یا باد احتیاج ندارد و این باعث برتری آن نسبت به سایر منابع انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی و باد می‌شود. ایرژن برای این کار به یک ورقه نازک از نانوسیم‌های پروتئینی که کمتر از ۱۰ میکرون ضخامت دارند و توسط باکتری‌ها تولید می‌شود، نیاز دارد. در پایین این ورقه نانوسیم‌ها، یک الکترود وجود دارد، در حالی که یک الکترود کوچک‌تر که تنها بخشی از ورقه را پوشش می‌دهد نیز در بالای آن قرار دارد. منافذ بسیار ریز بین نانوسیم‌ها، شرایطی را ایجاد می‌کنند که جریان الکتریکی بین دو الکترود ایجاد می‌کند. تیم تحقیقاتی در حال برنامه‌ریزی برای تولید این دستگاه در مقیاس گسترده هستند.