Земля обладает отрицательным электрическим зарядом [4]. Общий заряд Земли q, равен 0,6.106 Кл. [5]. Увы пока никто не придумал, как использовать этот заряд для нужд народного хозяйства. Хотя вся Земля -- это просто склад электричества. Все что нужно это научиться это земное электричество добывать превращая в удобную и привычную для использования форму, а именно постоянный ток. Как это можно сделать и пойдет речь в этой статье.
Ряд вольта.
В начале напомню. что такое "ряд Вольта". Если два различных металла привести в соприкосновение, то между ними возникает разность потенциалов, называемая контактной разностью потенциалов. Так Итальянский физик А. Вольта (1745 -- 1827) установил, что если металлы
Al, Zn, Sn, Pb, Sb, Bi, Hg, Fe, Cu, Ag, Au, Pt, Pd привести в контакт в
указанной последовательности, то каждый предыдущий при соприкосновении с
одним из следующих зарядится положительно. Этот ряд называется рядом Вольта. Контактная разность потенциалов для различных металлов составляет от десятых до целых вольт [1]. Если два твёрдых проводника привести в соприкосновение, то между ними происходит обмен электронами, причём вначале преимущественно электроны переходят из проводника с меньшей работой выхода в проводник с большей работой выхода. В результате этого процесса проводники приобретают электрические заряды противоположных знаков, что приводит к появлению электрического поля, препятствующего дальнейшему перетеканию электронов. В конечном счёте достигается равновесие, при котором потоки электронов в обоих направлениях становятся одинаковыми, и между проводниками устанавливается К. р. п. [2].
То есть по началу движение или дрейф свободных электронов есть и если бы система не была замкнутой, то равновесие так бы и не наступило.
Пары Вольта.
Дрейф электронов в данных парах объясняется при помощи разницы в "Уровнях Ферми". До соединения металлов "Уровни Ферми" в проводниках разные, а при соединении "Уровни Ферми" приходя в равновесие.
[1]
Теперь "соберем" пары вольта из ряда Вольта Используя самые обычные и доступные материалы. Зачем? Это станет понятно далее. Итак, мы имеем следующие пары:
- (+Алюминий Al<>Железо Fe -) - (+Алюминий Al<>Медь Cu -)
- (+Железо Fe+<>Медь Cu -)
Остальные пары металлов игнорируем в силу их определенной экзотичности дороговизны или мало пригодности для монтажных работ.
Именно эти три основные пары Вольта самые доступные и любой может использовать их для получение электричества из Земли.
Далее вспоминаем информацию про то, что же влияет на "Уровни Ферми".
Уровень Ферми.
Казалось бы, использовать "пары Вольта" для получения электричества невозможно.
Однако если температура контактов не одинакова, то в цепи возникает электрический ток, называемый термоэлектрическим. Явление возбуждения термоэлектрического тока (явление Зеебека), а также тесно связанные с ним явления Пельтье и Томсона называются термоэлектрическими явлениями [2].
По сути ученые поняли, что если сделать систему не замкнутой обеспечить ее накачкой тепловой энергии, то никакого равновесия не наступит и "контактная пара" будет генерировать электрический ток до тех пор, пока есть подвод энергии. В случае с термопарой система поглощает тепловую энергию и уровень Ферми всегда в проводниках остаётся разный. Но уровень Ферми зависит не только от температуры. Смотрим таблицу "Энергия, температура и скорость Ферми"
[3]
Грубо говоря "уровень Ферми" это количество электронов + длинна их теплового или броуновского пробега. Или активность броуновского движения электронов. Насыщая металл электронами мы также будет влиять на "уровень Ферми" и система в которую из вне постоянно прибывают свободные электроны, а также вытекают никогда не придет в равновесие. Отсюда, что бы пары металлов из ряда Вольта работали как генератор электричества, достаточно насытить одну из пар избыточными электронами. Вот источником этих свободных или избыточных электронов и будет Земля.
Электрическое поле Земли [4].
В обычный день над пустынной равниной или над морем электрический потенциал по мере подъема возрастает с каждым метром примерно на 100 в. В воздухе имеется вертикальное электрическое поле Е величиной 100 в/м. Знак поля отвечает отрицательному заряду земной поверхности. Это означает, что на улице потенциал на уровне вашего носа на 200 в выше, чем потенциал на уровне пяток!
Раз существует электрическое поле, то должен быть и поверхностный заряд на земле (0 = e0Е). Если мы поместим у поверхности земли плоскую металлическую пластинку А и заземлим ее, то на ней появятся отрицательные заряды (фиг. 9.2,а).
[4]
И если Вы, когда ни будь слышали про то, что металлические крыши притягивают свободные электроны, то знайте, что заземлять их конечно можно, но это наоборот приводит к их электризации.
Заряды в однородном магнитном поле.
Далее вспоминаем теорию
.
'Диамагнитная ЭДС'.
На этом бы можно было и остановиться. Но с этим винтовым движением не все так просто. Приписывать движение по спираль только лишь вхождению под углом к силовым линиям конечно можно. Но это винтовое движение также вполне может возникает и под действием другой силы. Про которую все забывают. Движение по кругу или кольцу заряженной частицы всегда порождает магнитное поле.
Заряд, например, электрон двигаясь по кругу создаёт вокруг себя магнитное поле и стает мини электромагнитной катушкой. И на него в магнитном поле вполне может действовать выталкивающая диамагнитная сила.
Каждый свободный электрон в пластинах совершает хаотическое тепловое и броуновское движение. Но как только мы прикладываем к свободным электронам внешнее магнитное поле они эти свободные электроны начинают вращаться вокруг силовых линий и окутываются магнитным полем и стремятся переместиться в зону с менее плотным магнитным полем.
По сути возникает диамагнитная ЭДС.
А раз понятен сам принцип то можно создать по предложенной схеме электромагнитный диамагнитный электрогенератор.
Теперь собственно приступим к созданию единого механизма который будет качать электричество прямо из Земли в любой точке планеты.
Электрогенератор на диамагнитной ЭДС.
Теперь представим себе, как может быть устроен электрогенератор, использующий диамагнитную ЭДС. Электрон при кольцевом движении вокруг силовых линий приложенных из вне получает диамагнитные свойства и выталкивается с верхней пластины в нижнюю. По сути возникает диамагнитная ЭДС. А раз понятен сам принцип то можно создать по предложенной схеме электромагнитный диамагнитный электрогенератор.
Итак, мы уже знаем, что если мы поместим у поверхности земли плоскую металлическую пластинку АL (+) и заземлим ее, то на ней появятся отрицательные заряды (фиг. 9.2, а) [4]. Берем пару (+Алюминий Al <> Медь Cu -). А вернее пластину из Меди (Cu-) и объединяем ее с пластиной из Алюминия (Al+). Как показано на рисунке. Алюминий должен быть закреплён под пластиной из Меди.
И над спаренными пластинами помещаем сверху магниты. Если магниты электропроводящие, то между магнитами и пластинами следует подложить диэлектрик. И диамагнитная ЭДС будет выдавливать свободные электроны с верхней пластины в нижнюю и в цепи под действием диамагнитной ЭДС возникнет электрический ток.
Эпилог.
Итак, позволяя планете Земля инжектировать дополнительные электроны в металлы из ряда Вольта, можно влиять на 'Уровни Ферми' в этих металлах. А при наличии диамагнитной ЭДС и получать электричество прямо с поверхности Земли. В любой точке планеты в любое время суток. То есть море поверхностного отрицательного заряда который покрывает нашу планету вполне доступно для использования.