Электромотор – генератор

Другие тела могут иметь на поверхности электроны с другими магнитными полюсами, но это не будет мешать электронным кластерам присоединяться к ним противоположными магнитными полюсами. В результате заряд оказывается один, но с двумя магнитными полюсами, которые ошибочно отождествлялись с положительным зарядом (протоном) и отрицательным (электроном).

Как видим, человечеству потребовалось около 300 лет, чтобы понять истинный физический смысл положительных и отрицательных зарядов электричества, введённых нашими предками.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Читатель, прочитавший эту краткую научную информацию, поймёт, что продолжение преподавания старой электростатики школьникам и студентам недопустимо, так как это калечит их интеллектуальный потенциал.

15.  Электромотор – генератор МГ-1

Все существующие электрогенераторы имеют роторы и статоры. Их роторы приводятся внешним источником энергии, роль которого может выполнять падающий поток воды, водяной пар, двигатель внутреннего сгорания или электродвигатель. Считалось, что без внешнего привода ротора электрогенератора он не может вращаться. Однако в 2010 году был изобретён электрогенератор, ротор которого не имеет внешнего привода, а вращается за счёт электрической энергии, подаваемой в его обмотку возбуждения. В результате он стал первым электромотором – генератором. Роль мотора у него выполняет ротор, а роль генератора — статор (рис. 43). Потребовалось около 100 лет, чтобы понять, как заставить ротор генератора вращаться без постороннего привода [3].

Рис. 43. Электромотор – генератор МГ-1

Теоретический баланс мощности МГ-1 представлен на рис. 44, а экспериментальный пусковой – на рис. 45.

Известно, что первый закон динамики Ньютона отрицает наличие момента сил при равномерном вращении тела. Чтобы убедиться в ошибочности этого закона, рассмотрим теоретический баланс мощности МГ-1 на (рис. 44) и рассчитаем его по законам механодинамики.

В момент начала вращения ротора его пусковой момент преодолевает сопротивления в виде моментов механических и рабочих сопротивлений и в виде инерциального момента . Сумма этих сопротивлений равна (рис. 44). Как только ротор начинает вращаться равномерно, то инерциальный момент становится положительным и не сопротивляется вращению ротора, а способствует его равномерному вращению (рис. 44). Равномерному вращению ротора сопротивляются только рабочая нагрузка и механические, и аэродинамические сопротивления — [3]. Осциллограмма изменения пускового напряжения и тока, представленная на рис. 45, полностью подтверждает описанное теоретически.

Рис. 44. График изменения вращающих моментов, действующих на ротор МГ-1

при запуске его в работу, и при равномерном вращении

Осциллограмма импульсов напряжения и тока (рис. 45) записывалась в момент начала вращения ротора. Амплитуда первого пускового импульса тока более 10А. Она больше средней амплитуды почти в 2 раза и это естественно, так как в этот момент вращению ротора сопротивляются не только механические моменты , но и инерциальный момент (рис. 44).

Рис. 45. Осциллограмма пусковых значений напряжения и тока

обмотки возбуждения ротора без маховика

Анализ осциллограммы на рис. 45, показывает, что величины амплитуд импульсов тока становятся одинаковыми, примерно, после 5-го импульса. Это значит, что равномерное вращение ротора начинается после 5-го импульса. На рис. 44 момент, когда инерциальный момент становится положительным , соответствует точке В. Амплитуда первого импульса напряжения — 100В, а амплитуда первого импульса тока (рис. 45) — 10А. Это значит, что мощность пускового импульса равна 100х10=1000Вт. Она реализуется на преодоление инерциального момента и забирается у первичного источника энергии один раз, в момент пуска ротора в работу, и поэтому не учитывается в балансе мощности МГ-1, которая реализуется в течение многих часов его работы.

Поскольку инерциальный момент ротора участвует в процессе его пуска и при переходе его к равномерному вращению становится положительным, способствующим вращению ротора, то надо знать его величину. Для этого надо, прежде всего, определить кинетическую энергию равномерно вращающегося ротора и механическую мощность на его валу при этом вращении [4].

Связь между кинетической энергией равномерно вращающегося ротора и его мощностью следует из работы, совершаемой им при равномерном вращении за одну секунду. Учитывая массу ротора , его радиус инерции и частоту вращения , найдём кинетическую энергию . Так как мощность равна энергии, расходуемой в одну секунду, то при равномерном вращении ротора его кинетическая энергия численно будет равна механической мощности на его валу.

. (23)

Механическая мощность, постоянно действующая на валу ротора при его равномерном вращении, генерирует механический момент, рассчитываемый по формуле

. (24)

Таким образом, теория (рис. 44) и эксперимент (рис. 45) просто и убедительно доказывают ошибочность первого закона динамики Ньютона, из которого следует, что сумма моментов, действующих на равномерно вращающееся тело, равна нулю. Для устранения этой ошибки пришлось по новому систематизировать законы динамики механических движений тел, а устаревшее понятие «динамика» — заменить более точным для этого случая понятием «Механодинамика» [4].

Постоянное присутствие механического момента на валу равномерно вращающегося ротора указывает на то, что для поддержания этого вращения достаточно подавать ротору периодические импульсы моментов сил, которые поддерживали бы это вращение. Очевидность этого факта и послужила основой при разработке первого в мире электромотора – генератора МГ-1 (рис. 43).

Итак, мы вычислили величину мощности (23) на валу равномерно вращающегося ротора МГ-1 и инерциальный момент (24), сопровождающий это вращение и не признаваемый динамикой Ньютона. Прежде чем анализировать величину импульсной мощности, генерируемой МГ-1 и обеспечивающей равномерное вращение его ротора, рассмотрим процесс её формирования подробно.

16.  Новый закон формирования электрической мощности