ГЛАВНЫЙ ЗАКОН ИМПУЛЬСНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ Канарёв Ф.М. Анонс.

ГЛАВНЫЙ ЗАКОН ИМПУЛЬСНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
Канарёв Ф.М.
kanarevfm@mail.ru
Анонс. История науки засвидетельствовала не только научные достижения, которые формировали благополучие землян, но глобальные научные ошибки, которые сдерживают
научный прогресс и рост благополучия землян. Среди многочисленных научных ошибок,
лидирующие позиции занимает ошибочный закон формирования импульсной электрической мощности. В исправлении этого закона заложен самый большой потенциал глобальной экономии электроэнергии. Дорога в жизнь этому закону будет открыта следующим
поколением и учёных и политиков. Покажем, как была замечена суть ошибочности старого закона формирования средней величины импульсной электрической мощности и как
она была исправлена.
В учебниках по электротехнике и электронике приводится математическая модель
для расчёта средней величины PCC электрической импульсной мощности, реализуемой
амплитудами импульсов напряжения U A и амплитудами импульсов тока I A со скважностью импульсов S (рис. 1) [1], [2]
T T
PCC    U (t )dt  I (t )dt  PCC  U A 
0 0
IA
.
S
(1)
Рис. 1. Осциллограмма импульсов напряжения и тока
Более 10 лет назад, начиная лабораторные экспериментальные исследования по использованию импульсов напряжения и тока для нагрева раствора воды с использованием
выпрямителя, мы обратили внимание на явное противоречие, заложенное в формуле (1)
для вычисления средней электрической мощности. Длительность наших опытов составляла 5 мин. = 300с (рис. 2). Средняя амплитуда напряжения – 300В, а средняя амплитуда тока 50А при скважности импульсов S  T /   100 . Из этих данных неоспоримо следует,
что средняя величина импульсного напряжения равна UC  U A / S  300 / 100  3,0В , а
средняя величина импульсного тока равна I C  I A / S  50 / 100  0,50 A . Из этого автоматически
следует,
что
средняя
величина
импульсной
мощности
равна
2
PC  U C  I C  3,0  0,50  1,50Ватта . Формула (1) из учебников убеждает нас, что средняя
величина
импульсной
мощности
в
100
раз
больше
и
равна
PCC  (U A  I A ) / S  (300  50) / 100  150Ватт . Элементарное научное здравомыслие подсказывает, что если формула (1) правильна, то из неё следует, что амплитудная величина
напряжения U A  300В подаётся потребителю непрерывно в течение всего опыта 300с
(рис. 2). Это - явный абсурд, противоречащий осциллограмме (рис. 1).
Рис. 2. Длительность опыта 300с (5 минут): а) суммарная длительность 3с (3 сек)
всех импульсов напряжения и b) такая же суммарная длительность импульсов тока
При скважности импульсов напряжения и тока S  100 и длительности опыта 300с
потребитель получает энергию всего 300/100=3сек., а 297сек. Он работает, не получая
электроэнергии. Из описанного неоспоримо следует формула для расчёта средней величины импульсной электрической мощности (рис. 1 и 2).
PC 
UA  IA
.
S2
(2)
Существует множество вариантов для экспериментальной проверки достоверности
формулы (2) и ошибочности формулы (1). Опишем некоторые из них. Чтобы понять физический процесс формирования показаний приборов, запишем осциллограмму (рис. 4)
на клеммах аккумулятора и проанализируем процесс формирования средней величины
импульсной электрической мощности, реализуемой на клеммах лампочки (рис. 3) [2].
Рис. 3. Схема для измерения напряжения, тока и мощности,
реализуемой аккумулятором на импульсное питание лампочки
Осциллограмма, снятая с клемм аккумулятора, представлена на рис. 4.
3
Рис. 4. Осциллограмма, снятая с клемм аккумулятора, питавшего лампочку импульсами
напряжения U A и тока I A
На осциллограмме (рис. 4) явно видны прямоугольные импульсы напряжения с амплитудой U A , меньшей номинального напряжения на клеммах аккумулятора. Это результат падения напряжения при появлении нагрузки с амплитудой тока I A и длительностью
 , равной длительности действия амплитудного рабочего напряжения U A . Длительность
импульсов напряжения и тока  значительно меньше длительности периода T следования
импульсов. Ясно видно (рис. 4), что падение напряжения начинается в точке В и заканчивается в точке D. После прекращения действия нагрузки напряжение на клеммах аккумулятора восстанавливается почти до номинального значения. Ясно видно также, что в интервале DE напряжение не участвует в работе, а формула (1) пытается убедить нас в том,
что амплитудное значение U A напряжения действует непрерывно. Удивительно то, что
нашлись читатели нашего сайта, не понимающие сути этого центрального момента, и защищающие достоверность формулы (1), которая явилась следствием перевода процесса
аналитического интегрирования функций напряжения U (t ) и - тока I(t) в процесс графоаналитического решения этого уравнения [2].
Однако, перевод аналитического метода решения уравнения (1) в графоаналитический требовал основательных знаний по физике и, особенно по электротехнике, которых у математиков не оказалось. Они не задумывались о физической сути процесса генерации средней величины импульсной мощности. В результате
физико-математическая
ошибка (1), допущенная математиками и не обнаруженная инженерами-электриками, задержала развитие экономной импульсной энергетики почти на 100лет. Вот суть этой
ошибки.
При составлении программы для графоаналитического решения уравнения (1) с целью определения средней величины импульсной мощности PCC , реализуемой первичным
источником питания, в данном случае, - аккумулятором, роль ориентира выполняло само
математическое уравнение (1), которое предназначено для вычисления средней мощности, генерируемой непрерывно меняющимися функциями напряжения U (t ) и тока I (t ) .
В формуле (1) перемножаются результаты интегрирования функций напряжения и тока.
При графоаналитическом методе решения этого уравнения перемножаются ординаты
напряжения и тока. Затем полученные произведения складываются и делятся на общее
количество произведений в интервале периода T . В результате получается средняя вели-
4
чина электрической мощности PCC , математическая формула, для расчёта которой принимает вид, представленный в конце формулы (1).
Электроника, реализующая математические программы, заложенные в современные электронные электроизмерительные приборы, способна измерять в секунду десятки
тысяч ординат функций напряжения и тока, перемножать их и выдавать средние значения
напряжения, тока и мощности с большой точностью. Проследим, как это делается. Для
этого внимательно присмотримся к осциллограмме на рис. 4. Измеряется ордината импульса напряжения U i и ордината импульса тока I i . Затем они перемножаются, полученные произведения складываются, и учитывается общее количество полученных произведений в интервале периода T . Вот тут и начинается процесс формирования физикоматематических ошибок. Когда ординаты напряжения и тока снимаются в интервале длительности их импульсов  , то физико-математические законы не нарушаются, так как
процесс генерирования напряжения и тока, в интервале длительности импульса, непрерывный. Как только закончился интервал  длительности импульса, то ток исчезает из
электрической цепи и процесс генерирования мощности, реализуемой аккумулятором,
прекращается до следующего импульса [2].
А теперь обратим внимание на главное. После прекращения действия импульса
тока с амплитудой I A и длительностью  , напряжение на клеммах аккумулятора не падает до нуля, а восстанавливается до своего номинального значения (рис. 4, интервал DЕ)
и прекращает своё участие в процессе генерации средней величины импульсной мощности PCC (рис. 4). Вольтметр, подключённый к клеммам аккумулятора, показывает его номинальное напряжение, которое не участвует в формировании средней величины мощности, когда прерывается импульс, то есть в интервале T   . Программа, продолжает, в интервале отсутствия импульсов T   , перемножать нулевые значения ординат тока и полные ординаты номинального напряжения на клеммах аккумулятора. В результате количество произведений с нулевыми значениями тока и не нулевыми значениями напряжения
входит в общее количество этих произведений за период T .
Далее, программа делит сумму произведений амплитудных значений напряжения и тока, полученных в интервале длительности импульса  , на общее количество произведений, полученных за весь период T . В итоге получается произведение амплитудных
значений напряжения и тока, разделённое на скважность импульсов S один раз (см. формулу 1). Математики-прикладники, не мудрствуя лукаво, сразу дают, по их мнению,
очень убедительную интерпретацию полученному результату, объясняя электротехникам
«достоверность» полученного результата (1) следующим образом. Есть напряжение и ток,
есть мощность, нет тока – нет мощности, а величина напряжения, которое присутствует в
момент (рис. 4, DЕ), когда ток равен нулю (в интервале T   ), не играет никакой роли. С
виду, очень убедительное объяснение, а при тщательном анализе – фундаментальная
ошибка с глобальными последствиями для всего человечества.
Система СИ требует непрерывного участия напряжения и тока в формировании
мощности в интервале каждого периода T , а значит и каждой секунды [3]. Часть I A / S
формулы (1) строго соответствует этому требованию, так как из неё следует, средняя величина тока I C , действующего непрерывно в интервале всего периода. Она вычисляется
по формуле I C  I A / S и её величина показана на рис. 4. Сразу возникает вопрос: каким
образом формула (1) учитывает неучастие амплитудного значения U A в интервале T   ?
Формула (1) даёт нам однозначный ответ – никак. Она (формула и её творцы) считает, что
напряжение участвует в формировании мощности, реализуемой аккумулятором, своей
амплитудной величиной U A непрерывно.
5
А теперь посмотрим внимательно ещё раз на осциллограмму (рис. 4) и обратим
внимание на физическую суть, содержащуюся в формуле (1). Она заключается в том, что
вертикальный прямоугольный импульс тока с амплитудой I A и длительностью  превратился в горизонтальный прямоугольник с амплитудой I C , заполняющий длительность
всего периода T . Это полностью соответствует системе СИ, требующей непрерывное
участие тока в формировании мощности в интервале всего периода, а значит и – секунды
[3]. Значит формула (1) правильно учитывает участие тока в формировании мощности.
Можно ли делать такой же вывод и об участии напряжения в формировании средней величины мощности? Нет, конечно, формула (1) убеждает нас в том, чего нет в реальности. Из неё следует, что амплитудное значение напряжения U A участвует в формировании средней величины импульсной мощности своей полной амплитудной величиной
U A в интервале всего периода T , а осциллограмма (рис. 4) отрицает этот факт. Из неё
следует, что напряжение со своим амплитудным значением U A участвует в формировании средней величины импульсной мощности только в интервале длительности импульса
 , а во всём остальном интервале T   оно не участвует в формировании средней величины импульсной мощности, так как в этом интервале ( T   ) цепь разомкнута и на клеммах лампочки нет напряжения. Оно присутствует только на клеммах аккумулятора и равно своему номинальному значению, а формула (1) приписывает напряжению обязанность не только проявлять себя в показаниях приборов, но и участвовать в формировании
средней величины импульсной мощности. Это явная фикция оказалась недоступной для
понимания нескольких поколений академиков-энергетиков всех академий мира.
В результате этой физико-математической ошибки величина средней импульсной мощности на питание лампочки, реализуемой аккумулятором, ошибочно увеличивается в количество раз равное скважности импульсов напряжения. Удивительно то, что
этот ключевой момент оказывается непонятным всем докторам наук и академикам РАН,
которые уже шушукаются: кому присудить премию «Глобальная энергия» так, чтобы, как
говорят, обвести вокруг пальца государственную власть, которая, не мудрствуя лукаво,
безропотно соглашается с академиками, и проигнорировать реальные глобальные научные
энергетические достижения «лжеучёных». У нас остаётся одна возможность – пожелать
им всем успеха в накоплении исторического позора.
Итак, чтобы правильно учитывать мощность, реализуемую первичным источником
энергии, надо, прежде всего, знать требования системы СИ к непрерывному действию
напряжения и тока в течение секунды, а значит и в течение каждого периода. Реализуется
это требование просто – путем деления амплитудного значения напряжения U A на
скважность S импульсов. В результате получается средняя величина напряжения
U C  U A / S , действующая в течение всего периода T (рис. 4).
Ошибочная формула (1) более 100 лет работает во всех электроизмерительных
приборах, учитывающих расход электроэнергии и прочно блокирует процесс разработки
экономных импульсных потребителей электроэнергии. Для превращения ошибочной
формулы (1) в безошибочную, надо учитывать скважность импульсов тока и импульсов
напряжения. В результате достоверной оказывается формула (2).
PC 
UA  IA
U I
 если...SU  S I ..то...PC  А 2 А .
SU  S I
S
(2)
А теперь представим одно из многочисленных экспериментальных доказательств
достоверности формулы (2) и ошибочности формулы (1). На рис. 5 представлен электромотор-генератор МГ-1, питающийся от аккумуляторов.
6
Рис. 4. Мотор-генератор в режиме разрядки и зарядки аккумуляторов и - питания
электролизёра
Мотор-генератор МГ-1 проработал непрерывно 72 часа, в режиме поочередного
питания от одной группы мотоциклетных аккумуляторов и зарядки второй группы, при
одновременном питании электролизёра. За это время напряжение каждого аккумулятора
упало в среднем на 0,7Вольта. Учитывая количество аккумуляторов - 8 и ёмкость каждого – 18Ач, имеем величину энергии, которую отдали все аккумуляторы за 72 часа непрерывной работы E AK  18  0,7  3600  8  362880 Дж. Из этого следует, что мощность, реализовываемая всеми аккумуляторами на вращение ротора МГ-1 и на питание электролизёра, равна PAK  362880 / 72  3600  1,40Ватта . При этом электролизёр произвёл 43
литра газовой смеси водорода и кислорода. Следовательно, на получение 1 литра указанной смеси, реализовывалась мощность, равная 1,4 Ватта / 43  0,033Ватта / литр.
Более 10 лет мы демонстрируем экспериментальные батареи отопления (рис. 5).
Рис. 5: а) батарея, нагреваемая ТЭНом; b) батарея, нагреваемая предплазменной ячейкой
Одна из них нагревается обычным ТЭНом, а вторая – запатентованной тепловой
ячейкой, питаемой импульсами напряжения с амплитудами U A  1000B и импульсами тока с амплитудами I A 50 A при скважности импульсов S  100 . Приборы, наивысшего
7
класса точности, подключённые к клеммам ячейки, показывают: U C  10B и I C  1,5 A .
Формула (2) даёт среднюю величину мощности PC  U C  I C  10  1,5  15,0Bт. Счётчик
электроэнергии фиксирует мощность на клеммах ТЭНа, равную, примерно, 880Вт, а на
клеммах ячейки - более 1,0 кВт.
Конечно, при полной реализации описанного, энергетический эффект не будет стократным, но в любом случае он будет в десятки раз выше, чем у всех существующих бытовых энергетических системах.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Пока земляне довольны ошибочным законом (1) формирования средней импульсной электрической мощности. Реальный закон (2) формирования средней электрической
импульсной мощности готов к реализации, но она, видимо, будет отложена.
Источники информации
1. Канарёв Ф.М. Монография микромира.
http://micro-world.su/index.php/2010-12-22-11-45-21/663-2012-08-19-17-07-36
2. Канарёв Ф.М. Импульсная энергетика. Том II монографии «Начала физхимии микромира». http://www.micro-world.su/index.php/2010-12-22-11-45-21/228----ii3. Бурдун Г.Д. Справочник по международной системе единиц (СИ). М. 1977. Издательство стандартов. 232 с.
4. Канарёв Ф.М. ВИДЕО – ТРИ БАТАРЕИ ОТОПЛЕНИЯ.
http://micro-world.su/index.php/2010-12-22-11-39-37/598-2012-05-04-11-53-58
5. Канарёв Ф.М. Реальный автономный источник энергии.
http://micro-world.su/index.php/2010-12-22-11-39-37/622-2012-06-07-09-26-07
6. Канарёв Ф.М. Видео доклад на конференции: Закон сохранения энергии - глобальная
физико-математическая ошибка.
http://micro-world.su/index.php/2010-12-22-11-39-37/681-2012-09-08-08-35-35