top
logo


Elektrosztatikus szívattyú

Írta: Joubert Attila és Magyar Tamás

A minap Magyar Tamás barátom az Interneten bóklászva egy érdekes oldalt talált. Egy elektrosztatikus elven működő olajszivattyú volt látható. Aztán mire este én is meg akartam nézni, a lap „eltűnt”… (!? Persze azóta lehet, hogy megint van, de nem kerestük azóta).

Tamás emlékezetből felvázolta nekem az egyszerű kísérletet, és megbeszéltük. Mivel sok fantáziát láttunk benne, elhatároztuk, hogy V. Feri barátunkkal hármasban elvégzünk néhány egyszerű, ámde lényeges alapkísérletet. A kísérletezés tökéletesen sikerült, az eredmények bíztatóak és „misztikusak” voltak melyeket az alábbiakban adok közre.

 

Az Elektrosztatikából köztudott, hogy két fémlemezből álló kondenzátort feltöltve, az behúzza magába a dielektrikumot, ha van, valamint ha az könnyen el tud az adott irányba mozdulni. A jelenség okát és képleteit az elektrosztatikával foglalkozó könyvekben lelheti fel a kedves olvasó. Az első kísérlet célja az volt, hogy kiderítsük, mi a helyzet akkor, ha a dielektrikum polarizálható folyadék. A kísérleteinkhez – jobb híján – szivattyú olajt használtunk. Az olajt egy kis vajas dobozba töltöttük körülbelül másfél centi magasan. Függőlegesen beleállítottunk két egymással párhuzamos fémlemezt (az anyaga mellékes, csak vezető legyen, mi nyák-lemezeket használtunk). A fémlemezekből így kialakított sík-kondenzátorra rákötöttünk 3kV egyenfeszültséget. Az olaj ekkor felszaladt a lemezek közé, körülbelül egy centiméter magasra. A lemezek távolsága mintegy másfél milliméter lehetett. A lemezeket hőre lágyuló műanyag (hő-pisztolyos) ragasztócsík tartotta távol egymástól. Az elrendezés nagyjából az alábbi ábrán látható (a ragasztócsík nélkül). (1. ábra)

 

Lamellák

Ez után adott volt a kérdés. Mi lenne, ha egy parányi lyukat fúrnánk az egyik lemezen olyan magasságban, hogy a felkúszó olaj folyamatosan kijuthasson rajta. A kicsiny távolságok mellett még a lyuk és a másik lemez közé egy kis árnyékoló lemezt is be kellett volna iktatnunk, aminek kivitelezhetőségét nehézkesnek tartottunk az adott körülmények közt.

Az Interneten az alábbi szerű ábra volt (2. ábra).

Kieszeltünk tehát egy másik furfangos megoldást. Két körülbelül négy centiméteres hosszúságú rézcsövet használtunk fel. Az egyik hat milliméter külső átmérőjű, míg a másik húsz milliméter külső átmérőjű (vízvezetékcső) volt. Méretre alakított műanyag gyűrűkkel koncentrikusan távol tartottuk a vastagabbat a vékonyabbtól. A vékony csövön apró hárommilliméteres lyukakat furkálunk. A vastagon, pedig csak egy öt millimétereset.

Az egész elrendezés a 3. ábrán látható.

 

Hengerek

Az ábrán a két cső közötti térrész le van zárva a végeknél, hogy a belső henger felületén kialakult túlnyomás miatt a folyadék - a kis lyukakon át - annak közepébe kerüljön, ne pedig tengely irányban kiáramoljon. Ennél a fajta elrendezésnél (ahol nem homogén a térerő) egy másik jelentős hatás is érvényesül. Ismert a törvény, hogy a dipólusokra az inhomogén terekben egy járulékos erő hat, mégpedig a nagyobb térerősség irányába mutat. Ez az erő akár mozgásba is hozhatja a molekulákat (ha azok elmozdulhatnak) annak ellenére, hogy azok töltést nem szállítanak, így a hatást létrehozó elektromos teret esetleges lerakódásukkal nem közömbösítik, az elektródákat nem sütik ki.

Rákapcsoltuk tehát az így kialakított csőkondenzátorra az előbb is alkalmazott nagyfeszültséget (3kV), és az olaj folyamatosan (nem túl látványosan, de jól láthatóan) bugyogni kezdett.

 

Itt jegyzem meg a következőket:

 

  1. az eszköz kizárólag szemléltetés céljára készült, megerősítve bennünket a térenergia létéről és esetleges kinyerésének lehetőségéről

  2. tudomásunk van arról, hogy szigetelők a felületükről leadhatnak, vagy a felületükre megköthetnek töltéseket – ez történik a dörzselektromosságnál, ahol az egyik anyag felvesz, a másik anyag lead elektront a felületéről.

  3. jelen kísérletünkben a szigetelő folyadék a töltött elektródákkal való érintkezése nem kizárt hogy vesz el elektronokat azoktól – ennek kiderítésére más töltés-szállítás elvén alapuló kísérletekkel lehetne választ adni

  4. meggyőződésünk, hogy tisztán inhomogén terekben (töltés áramlás nélkül) is működik a fent felvázolt kísérleti eszköz.

  5. az áramlás akkor is létrejön, ha legalább az egyik elektródát szigeteléssel borítjuk be (pl. körömlakkal lekenjük), ami talán kiküszöbölheti a 3. pont problémáját, bár eltolási áram jelentkezhet, ami a szabad töltésekre erővel hathat.

 

Rögtön lelkes vita is támadt köztünk a dolog láttán. A kérdés az volt, hogy ha az olaj jó szigetelő, lehet-e töltésáramlás a két elektróda közt. Mert ha igen, azaz mérhető áram a nagyfeszültségű áramkörben, akkor van veszteség, és semmi mást nem készítettünk, mint egy elnyűhetetlen, ámde teljesen normális szivattyút. Viszont, ha nincs töltésáramlás, akkor egy nagy feszültségű kondenzátorral táplálva a rendszert, az sosem sül ki annak ellenére, hogy folyamatosan áramlásban tartja a folyadékot (a folyamatos súrlódás ellenére!). A probléma rögtön jelentkezett, parányi áramot mértünk. Viszont amint egyre jobb, és jobb szigetelést tettünk a vajas doboz alá, annál kisebb lett a mért áram, miközben az olaj áramlása továbbra is fennállt. Mivel műszereink a kérdéses tartományban nem mértek már megbízhatóan, ezért a kételyek és találgatások (még ha csekély mértékben is) megmaradtak.

Ezek után következett a legegyszerűbb kísérlet. Az egyik nagyfeszültségű elektróda egy tű volt, ami az olajba függőlegesen merült, míg a másik egy függőleges síkkal az olajba állított kis fémlemezke volt. A lemez síkja (matematikai értelemben véve) a tű tengelyével egybeesett. A vezető és a fémlemez elrendezése hasonlított a népszerű „Lifter-éhez

A szokásos feszültséget (3kV) rákapcsolva ekkor is folyamatos áramlást láttunk. Érdekes módon nem akkor áramlott a leghevesebben, amikor a legközelebb volt a tű a lemezhez. Található volt egy optimális távolság.

Elvileg lehetne készíteni egy olyan Hungarocellből készült kis hajót, aminek az „üzemanyagtartálya” egy - kis geometriai méretű, könnyű ámde nagy feszültségű - kondenzátor a hajtóműve, pedig az iménti két elektróda? Ha a folyadék igen jó szigetelő (vagy az egyik elektróda a folyadékban elektromosan jól szigetelt) lenne, akkor talán a kis hajó a végtelenségig úszna egy lavórban körbe-körbe? Hol lehet a buktató?

 

Budapest, 2006. június 14.

 

Utószó

 

Az elmúlt egy év alatt a fentebb említett jelenségen sokat töprengtünk. És arra a véleményre jutottunk, hogy energiaveszteség nem csak töltés-kiáramlás útján lehetséges. Pl. műanyagokat is lehet nagyfrekvenciásan hegeszteni, ahol semmi egyenáramú komponenst nem lehet mérni. Szóval tanácstalanságom nőtt, ugyanis azt elhiszem, hogy egy szigetelő dipólusainak beforgatásához energia kell, de azt nem látom tisztán, hogy ez az energia hogyan okozhat folyamatos egyenáramot a szigetelőben (olajban). Jelen esetünkben, pedig ez van.

 

Budapest, 2007. június 19.

Módosítás dátuma: 2011. október 13. csütörtök, 08:25
 

bottom
top

Olvasóink

Oldalainkat 59 vendég böngészi

A legújabbak

A legnépszerűbbek


bottom