Фундаментальные ошибки электроизмерительных приборов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Фундаментальные ошибки электроизмерительных приборов

Канарёв Ф.М.

Анонс

импульсный питание лампочка электролизёр

Старый закон электротехники по формированию электрической мощности сформировал у всех пользователей электроизмерительных приборов представление о правильности их показаний. Однако, эта правильность зависит, прежде всего, от закономерностей изменения напряжения и тока, которые могут искажать показания приборов в десятки раз. Покажем такие искажения и приведём экспериментальные результаты, доказывающие их достоверность.

Все источники электроэнергии, созданные человеком, производят её непрерывно. Почти все потребители электроэнергии, созданные человеком, потребляют её также непрерывно. Все приборы, регистрирующие расход электроэнергии, также настроены на непрерывный режим её потребления, поэтому искажают величину энергии, потребляемую импульсами. Причины этого искажения установлены недавно. В результате появился новый закон формирования средней импульсной мощности, реализация которого в измерительных приборах, импульсных генераторах и импульсных потребителях электроэнергии, снижает затраты на её производство и потребление в количество раз, равное скважности импульсов напряжения. Этот закон реализуется и в Природе, атомы и молекулы, которой излучают и поглощают энергию также импульсами. Импульсами энергии питается и такой важный орган живых организмов, как сердце.В России разработаны и испытаны первые в мире самовращающиеся генераторы электрических импульсов. Роль мотора у них выполняет ротор, а роль генератора - статор. Потребляя электроэнергию от первичного источника питания импульсами, они производят импульсы напряжения и тока, а также генерируют механическую мощность на валу ротора, величина которой, примерно, равна электрической мощности. Электромоторы-генераторы - самые экономные производители и потребители электрической энергии.

1. Анализ процессов непрерывного и импульсного питания лампочки

Начнём с теории, на основании которой разработаны все электроизмерительные приборы. Конечно, главным показателем электричества является её энергия. Для характеристики её расхода в секунду введено понятие мощность. Теоретическая модель для расчёта электрической мощности имеет вид

. (1)

Математическое содержание этой модели безупречно, но только при условии непрерывности изменения функций напряжения и тока , например, переменного синусоидального напряжения и тока. Для постоянного напряжения и тока она принимает простой вид

. (2)

Аккумулятор, например, реализует свою энергию или мощность на питание лампочки непрерывным напряжением , которое формирует непрерывный ток, например, . Вполне естественно, что мощность , реализуемая аккумулятором в этом случае, определится по формуле (2) и будет равна

. (3)

Ваттметр РХ120 (рис. 1) подтвердит правильность этих показаний. Осциллограмма, снятая на клеммах аккумулятора (рис. 2), также покажет, что средние значения напряжения и тока равны: ; соответственно. Расчёт мощности по формуле (2) даст величину . Никаких противоречий в показаниях проборов в этом случае нет.

Рис. 1. Схема для измерения напряжения, тока и мощности, реализуемой аккумулятором на непрерывное питание лампочки

Рис. 2. Осциллограмма напряжения и тока на клеммах аккумулятора и лампочки

Введём в схему электронный ключ (рис. 3), который будет подавать на клеммы лампочки импульсы напряжения, а они будут формировать импульсы тока (рис. 4).

Рис. 3. Схема для измерения напряжения, тока и мощности, реализуемой аккумулятором на импульсное питание лампочки

Чтобы понять физический процесс изменения показаний приборов, запишем осциллограмму и сравним её показания с показаниями остальных приборов (рис. 4).

Рис. 4. Осциллограмма импульсной разрядки аккумулятора

Сразу замечаем (рис. 4), что при импульсном потреблении электроэнергии функции напряжения и тока теряют свой аналитический вид непрерывных функций. В результате полностью исключается возможность аналитического расчёта величины мощности по формуле (1). На осциллограмме (рис. 4) явно видны прямоугольные импульсы напряжения и тока длительностью , которая значительно меньше длительности периода (рис. 4).

Математики, долго не думая, предложили заменить аналитический метод интегрирования, следующий из формулы (1), графоаналитическим, в котором сохранена математическая суть формулы (1). Суть графоаналитического метода проста. Измеряются ординаты функций напряжения и тока одновременно и перемножаются (рис. 4). Затем, количество этих произведений складывается и, полученная сумма делится на количество произведений. Вполне естественно, что эту операцию выполняют математические программы, закладываемые в измерительные приборы. Программы, закладываемые в осциллографы, ваттметры и электронные счётчики электроэнергии, способны измерять в секунду десятки и сотни тысяч ординат напряжения и тока, и выдавать их средние значения. Поскольку закономерности изменения напряжения и тока, представленные на осциллограмме (рис. 4), не являются непрерывными функциями, то формула (1) оказывается неспособной дать аналитический результат, поэтому мы заменяем в ней знак равенства, между левой и правой частями, стрелкой (), и записываем результат графоаналитического решения, который необходим нам для анализа осциллограммы и сравнения результатов этого анализа с показаниями приборов. Тогда формула (1) принимает вид

(4)

А теперь проверим эквивалентность аналитического и графоаналитического решений уравнения (4). Символ в конечном выражении формулы (4) - скважность импульсов. Она равна отношению периода к длительности импульсов (, рис. 4)

Возникает вопрос: каким образом скважность импульсов появляется в формуле (4) в результате её графоаналитического решения? Скважность импульсов появляется в знаменателе конечного вида графоаналитического решения следующим образом.

Программа учитывает общее количество произведений ординат напряжения и тока в интервале всего периода , в том числе - и с нулевыми значениями. После деления общей суммы произведений ординат напряжения и тока на общее количество этих произведений, включая и количество с нулевыми значениями, получается результат меньше результата произведения амплитудных значений напряжения и тока (рис. 4). Обусловлено это присутствием в общей сумме произведений ординат напряжения на ординаты тока и нулевых значений этих произведений. Величина, уменьшающая среднюю величину мощности, названа скважностью импульсов. В данном случае её величина равна результату . Из этого следует, что деление произведения амплитудных значений напряжения и тока на скважность импульсов эквивалентно растягиванию импульса мощности на длительность всего периода . Это сразу противоречит не только аксиоме Единства, требующей непрерывного участия напряжения и тока в формировании мощности, но также и - системе СИ, которая признаёт достоверными лишь те значения мощности, которые формируются параметрами напряжения и тока непрерывно. Графоаналитический же метод решения уравнения (4) построен на дискретном участии напряжении и тока в процессе формирования средней импульсной мощности, которая в интервале равна нулю, а система СИ требует непрерывный процесс формирования мощности. В чём суть этого противоречия?

Анализ процесса работы, описанной программы обработки осциллограммы, с первого взгляда кажется соответствующим реальности. Доказательство достоверности этой реальности специалисты - электротехники базируют на том, что мощность это - произведение напряжения на ток и добавляют: нет тока - нет мощности, а величина напряжения в момент равенства тока нулю не играет никакой роли. Мощный, для абсолютного большинства - убийственный аргумент. Но мы не относим себя к этому большинству и задаём наивные вопросы. Вот главный из них.

На осциллограмме (рис. 4) явно видно падение номинального напряжения () на клеммах аккумулятора в интервале длительности () импульса тока до и восстановление его до номинального значения в интервале () равенства тока нулю. Это означает, что амплитудное значение напряжения участвует в формировании мощности только в интервале длительности () импульса и не участвует в формировании мощности в интервале (рис. 4). Формула же (4) доказывает, что амплитудное значение напряжения участвует в формировании средней величины импульсной мощности в интервале всего периода . Чему верить? Формуле (4) или осциллограмме?

Для здравого смысла ответ однозначный - верить осциллограмме. Но этого недостаточно. Нужно экспериментальное доказательство достоверности результата, который следует из неё. Чтобы понять суть постановки эксперимента, доказывающего достоверность осциллографической информации (рис. 4) и ошибочность информации, следующей из формулы (4), надо внимательнее проанализировать осциллограмму (рис. 4).

Анализ начнём с определения понятия единицы мощности - Ватта. Ватт - это величина энергии, произведённой или потреблённой непрерывно в течение секунды. Это значит, что напряжение и ток, формирующие мощность, должны действовать непрерывно в течение секунды, а значит и - периода. Если мощность формируют импульсы напряжения и тока, то их действие также должно быть растянуто до длительности всей секунды или - периода. Такое требование следует из системы СИ.

Вновь смотрим на формулу (4) и пытаемся понять, как в ней отражены требования системы СИ? В ней величина скважности импульсов принадлежит только амплитудному значению тока , величина которого равна нулю в интервале . Это значит, что амплитудное значение тока в формуле (4) растянуто до длительности всего периода . Графически это означает, что вертикальный импульс тока с амплитудой и длительностью , представленный на осциллограмме, надо, не меняя его площадь, растянуть до длительности периода . В результате он становится горизонтально лежащим узким прямоугольником с ординатой (рис. 5). Эта процедура эквивалентна реализации требования системы СИ к непрерывному действию тока в интервале каждого периода , а значит и - каждой секунды.

Рис. 5. Осциллограмма импульсной разрядки аккумулятора при импульсном питании лампочки (рис. 3)

А теперь анализируем напряжение. В формуле (4) оно представлено амплитудным значением падения напряжения на клеммах аккумулятора в интервале всего периода . Однако, осциллограмма (рис. 5) показывает, что амплитудное значение напряжения участвует в формировании средней величины импульсной мощности только в интервале длительности импульса и не участвует в интервале , когда ток равен нулю. Это означает, что формула (4) завышает среднюю величину мощности в количество раз, равное скважности импульсов напряжения . Чтобы устранить это искажение, надо вертикальный импульс напряжения также растянуть до длительности периода, не меняя его площадь, то есть - разделить амплитудное значение напряжения на скважность импульсов . Тогда, формула (4) становится такой

. (5)

Теперь ясно, как поставить эксперимент, чтобы доказать ошибочность формулы (4) и достоверность формулы (5). Надо взять аккумулятор, загрузить его импульсным потребителем, записать осциллограммы напряжения и тока, определить величину средней мощности, формируемой импульсами напряжения и тока, по формулам (4) и (5) и проследить за скоростью падения напряжения на клеммах аккумулятора, загруженного потребителями с мощностями, рассчитанными по формулам (4) и (5).

Важно при этом знать особенности процесса разрядки аккумулятора. Если на клеммах аккумулятора - 12,5В, то его разрядка считается допустимой лишь в интервале 12,5-11,0В. Большее падение напряжения приводит к потере им своих эксплуатационных качеств. Падение напряжения на 3-4 Вольта, считается недопустимым.

Для доказательства достоверности математической модели (5), используемой для расчёта средней импульсной мощности, проанализируем баланс мощности электромотора - генератора МГ-2, который потребляет энергию из аккумулятора импульсами напрямую, без каких-либо промежуточных электронных устройств. Роль мотора у него выполняет ротор, а роль генератора - статор.

В качестве нагрузки для электромотора-генератора возьмём ячейку электролизёра (рис. 6) и проследим за процессом разрядки мотоциклетного аккумулятора 6МТС-9, питающего электромотор - генератор МГ-2, и сравним с процессом разрядки такого же аккумулятора, питающего совокупность лампочек с общей мощностью, равной мощности, отбираемой у аккумулятора электромотором - генератором, рассчитанной по старой математической модели (4).

Рис. 6. Фото МГ-2 + 2 аккумулятора 6МТС-9 + ячейка электролизёра

Питание обмотки возбуждения ротора (Р) осуществлялось поочерёдно от аккумуляторов 1 и 2 (рис. 7). На рис. 7 показано положение переключателей АА1, при котором аккумулятор 1 питает обмотку возбуждения (Р) ротора, и положение переключателей ВВ1, при котором с обмотки статора (С) снимаются импульсы ЭДС индукции для зарядки аккумулятора 2. В работе эти переключатели переключались вручную, примерно, через пол часа. Кроме этого с обмотки статора (С) снимались импульсы ЭДС самоиндукции, которые питали электролизёр.

Осциллограмма, снятая с клемм МГ-2 и аккумулятора на 100-й минуте опыта, длившегося 3 часа 10 мин., представлена на рис. 8. Значения напряжения и мощности, рассчитанные по старой математической модели (4), обозначены символами и , а по - новой - (5) - и . В момент пуска МГ-2 вольтметр показывал среднее напряжение на клеммах аккумулятора, равное 12,60В. Оно полностью совпадало с показаниями осциллографа. Частота вращения ротора электромотора-генератора МГ-2 - 1800об/мин. Справа от осциллограммы представлены результаты её обработки, выдаваемые автоматически и - расчётные по формулам (4) и (5).

Рис. 7. Схема поочерёдной разрядки и зарядки аккумуляторов электромотором - генератором МГ-2

На РОТОРЕ -рабочий ход

Ток, показанный амперметром 2,80А; .

Осциллограф: ; ; ; ; (4).

Расчётные данные: ; ; (5).

Рис. 8. Осциллограммы электромотора-генератора МГ-2 на 100 - й минуте эксперимента

Итак, электронная программа осциллографа базируется на математической модели (4). Она определяет средние значения напряжения и тока автоматически. Справа осциллограммы на рис. 8 представлены средние значения мощностей:

(4),

(5).

В этом эксперименте получено 8,57литра смеси газов () за 3 часа 10 минут. В табл. 1 приведены величины падения напряжений на клеммах аккумуляторов, питавших МГ-2.

Таблица 1. Падение напряжения на клеммах аккумуляторов за 3 часа 10 минут

Главное доказательство ошибочности старого математического закона (4) формирования средней величины импульсной электрической мощности и достоверность нового закона (5) - в сравнении времени разрядки аккумулятора, питавшего импульсами напряжения и тока МГ-2, со временем разрядки такого же аккумулятора, питавшего совокупность лампочек с общей мощностью, равной осциллографической мощности МГ-2, рассчитанной по старой математической модели (4).

Согласно старому закону (4) формирования средней величины импульсной электрической мощности на клеммах ротора МГ-2, подключённого к аккумулятору, он забирал (4) средней импульсной мощности (рис. 8). Каждый аккумулятор, работая в режиме разрядки и неполной подзарядки, терял в час на своих клеммах 0,1В.

Начальное напряжение на клеммах аккумулятора, к которому были подключены лампочки общей мощностью (21+5+5+5)=36,00 Вт , равнялось 12,78В. После 1-го часа и 40 минут оно опустилось до 4,86В или на 7,92В. Это в 7,92/0,3=26,00 раз больше скорости падения напряжения на клеммах аккумулятора, питавшего МГ-2, без учета разного времени их работы. Этого вполне достаточно, чтобы сделать однозначный вывод о полной ошибочности старого закона (4) формирования средней импульсной электрической мощности. Конечно, мы не учли 8,57 л смеси водорода и кислорода, полученной путём электролиза воды электрической энергией, вырабатываемой МГ-2. Это, как говорят, дополнительная энергия. Из осциллограммы на рис. 8 следует, что прямые затраты электроэнергии на получение одного литра смеси водорода и кислорода составили 0,60Ватта.

Мы не будем описывать здесь второй подобный эксперимент. Он длился 72 часа. За это время, каждый аккумулятор, питавший электромотор-генератор МГ-1 и получавший от него частичную зарядку, потерял на своих клеммах около 1,5В. Эта величина находится в пределах допустимой нормы разрядки аккумулятора.

Итак, математическая модель (1) даёт точные результаты величины мощности, реализуемой производителем и потребляемой потребителем непрерывно. Если электроэнергия потребляется импульсами, то формула (4), следующая из формулы (1) завышает реальный её расход в количество раз, равное скважности импульсов напряжения. Для правильного расчёта средней импульсной мощности надо использовать формулу (5). Она же должна быть основой при разработке математических программ, закладываемых в электронные электроизмерительные приборы.

А теперь возвратимся к рис. 3 и прокомментируем показания приборов, представленных на этой схеме и указывающих расход электроэнергии аккумулятором на импульсное питание лампочки. Вольтметр покажет номинальное напряжение на клеммах аккумулятора равное, примерно, . Эта величина напряжения, как мы уже доказали экспериментально, не участвует в формировании средней импульсной мощности, которую реализует аккумулятор на питание лампочки. Скважность импульсов напряжения и тока на осциллограмме (рис. 5) равна . Амперметр при отключённом осциллографе, покажет среднюю величину тока, равную . Эту же величину тока покажет автоматически и осциллограф.

Таким образом, показания вольтметра и амперметра дают величину средней импульсной мощности, реализуемой аккумулятором на питание лампочки, равную . Эта величина полностью совпадает с результатом расчёта по формуле (4), которая, как мы уже доказали в 5,56 раз больше реальной средней импульсной мощности, реализуемой аккумулятором на импульсное питание лампочки.

В чём суть ошибки в расчёте средней импульсной мощности по показаниям вольтметра и амперметра? Этот вопрос возникает достаточно часто, поэтому для формирования правильных представлений о сути ошибки, искажающей истинную величину средней импульсной мощности, введём понятие «потолочное напряжение» и будем понимать под ним номинальное напряжение на клеммах первичного источника питания. У аккумулятора оно равно 12,0В. Осциллограф (рис. 3 и 5) четко фиксирует величину потолочного напряжения, которое участвует в формировании средней импульсной мощности не непрерывно, как это следует из формулы (4), а импульсно, как это следует из формулы (5). Система СИ требует амплитуду импульса напряжения, участвующего в формировании средней импульсной мощности, разделить на скважность импульсов. В нашем случае скважность импульсов равна . Тогда реальная величина среднего напряжения, участвующего в формировании средней мощности, будет равна , а реальная величина средней мощности, реализуемой аккумулятором на импульсное питание лампочки, оказывается равной .

Вполне естественно, что ваттметр (рис. 3) также покажет искажённую величину средней мощности. Математическая программа, заложенная в него, соответствует формуле (4), в которую входит потолочное напряжение, равное номинальному напряжению на клеммах аккумулятора 12,0В. Поэтому математическая программа, базирующаяся на математической формуле (4), заложенной в ваттметр, завысит его показания в количество раз, равное скважности импульсов напряжения, то есть в раза. Следует отметить, что программа, заложенная в ваттметр правильно, определит среднюю величину импульсного тока. Причину этой правильности мы уже детально проанализировали и описали.

Перед нами встаёт вполне закономерный следующий вопрос: если лампочка подключена не к аккумулятору, а к обычной электрической сети и получает энергию импульсами, генерируемыми электронным генератором электрических импульсов, то, что покажут приборы, представленные на рис. 9?

Рис. 9. Схема для измерения напряжения, тока и мощности, реализуемой электрической сетью на импульсное питание лампочки

Ответ очевиден. На клеммах ваттметра будет не средняя величина импульсного напряжения, подаваемого лампочке, а потолочное напряжение сети, равное 220В. Математическая программа, заложенная в ваттметр или счётчик электроэнергии, будет давать результат, соответствующий формуле (4), который, как мы уже доказали, завышает реальную величину мощности и энергии в количество раз, равное скважности импульсов напряжения.

Таким образом, вольтметр, амперметр, ваттметр и счётчик электроэнергии (рис. 9) завышают среднее значение импульсной величины мощности и энергии в количество раз, равное скважности импульсов напряжения. Учитывая изложенное, продолжим анализ показаний электроизмерительных приборов, регистрирующих мощность, реализуемую на питание электролизёров.

2. Анализ процесса импульсного питания электролизёра

Электролизёр - это совокупность пластинчатых анодов и катодов, каждая пара которых называется ячейкой. Раствор размещается между пластинами электродов. Напряжение на клеммы электролизёра можно подавать непрерывно, а можно - импульсами. Мы уже увидели потенциальные возможности импульсного процесса подачи напряжения на клеммы лампочки. Теперь надо выяснить, как реализовать эту возможность на клеммах электролизёра? Схема подключения измерительных приборов к клеммам электролизёра, представлена на рис. 10.

Рис. 10. Схема для измерения напряжения, тока и мощности, реализуемой электрической сетью на импульсное питание электролизёра

Главная особенность схемы, представленной на рис. 10, - возможность записи импульсов напряжения и тока, генерируемых электронным генератором электрических импульсов и направляемых на клеммы электролизёра через ваттметр. Осциллограмма указанных импульсов представлена на рис. 11. На ней чётко видны импульсы напряжения и тока, и - отсутствие, так называемого, потолочного напряжения.

Рис. 11. Осциллограммы напряжения и тока перед ваттметром (рис. 10)

А теперь подключим осциллограф к клеммам электролизёра (рис. 12), у которого присутствует потолочное напряжение и осциллограмма (рис. 13) четко фиксирует его.

Рис. 12. Схема для измерения напряжения, тока и мощности, реализуемой электрической сетью на импульсное питание электролизёра

Рис. 13. Осциллограмма напряжения и тока питания электролизёра: 1 - импульс напряжения; 2 - импульс тока; - средняя величина постоянного, потолочного потенциала на клеммах электролизёра

Обратим внимание на то (рис. 13), что электролизёры, заряжаясь в начале работы, приобретают постоянный потенциал , свойственный конденсатору или аккумулятору. Величину этого потенциала мы уже назвали потолочной. Она увеличивается с увеличением количества ячеек в электролизёре. Приборы, измеряющие мощность на клеммах электролизёра, формируют показания, в которых учитывается величина постоянного (потолочного) потенциала , принадлежащая электролизёру, и средняя величина, формирующегося при этом импульсного тока .

На рис. 13 хорошо видно, что импульсы напряжения восстанавливают средний потенциал электролизера, который уменьшается при отсутствии импульса. Это значит, что нет нужды подавать напряжение в электролизёр непрерывно, так как он имеет свой потенциал, для поддержания заданной величины которого достаточна периодическая подзарядка электролизёра.

При такой системе подачи электрической энергии в электролизёр измерительные приборы учитывают не среднюю величину импульсного напряжения, которое необходимо для его подзарядки, а полную (потолочную) среднюю величину постоянного потенциала , которая, вполне естественно, не имеет никакого отношения к энергии, подаваемой электролизёру (рис. 11). Потолочный потенциал больше средней величины амплитуды напряжения, необходимого для подзарядки электролизёра в количество раз, равное скважности импульсов напряжения. Так работают все современные электролизёры. Из изложенного следует, что реальная энергия, затрачиваемая на процесс импульсного электролиза воды, меньше той, которую показывают приборы. Как определить её величину?

Электронный генератор электрических импульсов (рис. 10) генерирует импульсы напряжения (рис. 11) и подаёт их на клеммы электролизера. Мы уже знаем суть ошибочных показаний приборов, фиксирующих импульсное потребление электроэнергии, поэтому без труда можем предсказать показания всех приборов, представленных на схемах (рис. 10 и 12). Прежде всего, все приборы правильно определяют среднюю величину импульсного тока и ошибаются только при определении средней величины импульсного напряжения. Эта ошибка всегда присутствует в той части электрической цепи, где есть потолочное непрерывное напряжение (рис. 4, 5, 8, 13).

Многолетнее использование вольтметра М2004, класса точности 0,2 (ГОСТ 8711-78) и амперметра М20015, класса точности 0,2 (ГОСТ 8711-60) показало, что их показания средних значений импульсного напряжения и тока очень близки к средним величинам импульсного напряжения и тока, следующим из осциллограммы при учёте скважности их импульсов. Поэтому мы с доверием относились и относимся к достоверности показаний этих приборов при измерении средних значений импульсов напряжения и тока (рис. 14).

Итак, на схемах (рис. 10 и 12) вольтметры покажут среднюю величину потолочного потенциала постоянно присутствующего на клеммах электролизёра. Эту же величину выдаст автоматически и программа, заложенная в осциллограф. Амперметр покажет среднюю величину импульсов тока, которая будет близка к этой же величине, фиксируемой программой осциллографа автоматически. Эти показания соответствуют расчёту средней импульсной мощности на клеммах электролизёра по формуле (4), которая, как мы уже доказали, увеличивает реальную величину мощности в количество раз равное скважности импульсов напряжения. На рис. 11 скважность импульсов напряжения и тока, примерно, одинаковая. Она равна . Это значит, что показания вольтметра, амперметра и ваттметра завышают величину мощности, реализуемую на клеммах электролизёра в 11 раз.

Рис. 14. Вольтметр, амперметр и осциллограф, использованные нами, в экспериментах

Возникает законный вопрос: во сколько раз счётчик электроэнергии увеличит реальную мощность на клеммах электролизёра? Ответ прост. На клеммах счётчика электроэнергии всегда присутствует потолочное напряжение 220В. Средняя величина тока на клеммах счётчика электроэнергии будет несколько больше средней величины, показываемой амперметром. Таким образом, если общее напряжение на клеммах электролизёра будет 220В, то счётчик увеличит реальный расход электроэнергии на электролиз воды, примерно в 11 раз. Если на клеммах электролизёра будет меньшее общее напряжение, искажение будет ещё больше.

Таким образом, все приборы, представленные на схемах (рис. 10 и 12) покажут несуществующий увеличенный расход электроэнергии на электролиз воды.

3. Анализ процесса импульсного питания тепловой ячейки

А теперь подберём потребитель импульсов напряжения и тока, у которого не формируется потолочный потенциал. Таким потребителем является процесс импульсного нагрева воды с минимальным присутствием щёлочи. Схема подключения приборов такая же, как и на рис. 12. Осциллограмма импульсов напряжения и тока представлена на рис. 15. На ней импульсы напряжения и тока со скважностью .

Приборы, подключённые по схеме, представленной на рис. 12, зафиксировали следующие показатели. Вольтметр показывал 10В. Расчёт по осциллограмме, где амплитуда импульсов напряжения равна 1000В, а их скважность - дал ту же величину - 10В. Амперметр показал 1,5А. Расчёт по осциллограмме, где амплитуда импульсов тока равна 150А при скважности импульсов показал ту же величину - 1,5А. Расчёт по формуле (5) даёт среднюю величину импульсной мощности, равную . Показания электронного ваттметра РХ-120 колебались в интервале 10-25Ватт. Такой результат, как мы предполагаем, обусловлен отсутствием на осциллограмме (рис.15, b) потолочного напряжения. Составители программы для этого ваттметра, видимо, учли такой вариант. В этом случае среднюю импульсную мощность можно определить единственным методом - определением средних значений напряжения и тока, и последующим перемножением этих значений, что полностью соответствует формуле (5).

а)b)

Рис. 15. а) - тепловая предплазменная ячейка; b) -осциллограмма импульсов напряжения и тока, подаваемых на клеммы трех последовательно соединённых предплазменных тепловых ячеек.

Обе батареи, представленные на рис. 16, нагревались до 80 град. за 0,5 часа. При этом, все приборы, подключённые к клеммам батареи с тремя тепловыми ячейкам, показывали мощность на её клеммах, равную 15Ватт, а на другой батарее -870Ватт.

Нашу лабораторию посетило несколько зарубежных и российских делегаций специалистов, которые привозили с собой свои приборы и убеждались в правильности результатов наших публикаций об эффективности наших тепловых предплазменных ячеек (рис. 15, а). Все они обещали привести собственные электронные генераторы, которые гарантированно реализуют указанный энергетический эффект. Мы убеждали их, что это невозможно, так как сеть имеет потолочное напряжение 220В. Ток, приходящий на клеммы счётчика электроэнергии, тоже больше тока на клеммах батареи, так как в нем отражаются дополнительные нагрузки, формируемые электронным генератором электрических импульсов. Однако, наши гости, категорически отказывались верить нам. Они уезжали и через пару месяцев вновь приезжали со своими электронными генераторами электрических импульсов и уверяли нас, что они гарантируют получение эффекта, обнаруженного нами, с помощью электронных генераторов, изготовленных ими.

Одна российская делегация привезла заранее подготовленные протоколы испытаний, в которых председателем значился академик РАН. Он непрерывно звонил и интересовался результатами, намереваясь немедленно прилететь из Москвы для подписания протокола испытаний. Но всё заканчивалось по нашим предсказаниям. Результаты таких испытаний были отрицательные. Суть причины не в электронном генераторе электрических импульсов, а в ошибочности учета электроэнергии серийными счётчиками электроэнергии. Все они работают по программам, следующим из формулы (4), а достоверный результат средней величины импульсной мощности получается только тогда, когда в счётчик электроэнергии заложена программа, следующая из формулы (5).

Рис. 16. а) - экспериментальная батарея отопления, нагреваемая тремя последовательно соединёнными тепловыми ячейками; b) - экспериментальная батарея, нагреваемая теном мощностью 1кВт.

Заключение

Каждый желающий может проверить самостоятельно описанные показания приборов, представленных в этой статье. Кто уже знаком с нашим патентом на МГ-1 и МГ-2, может провести эксперимент и с его участием.

Литература

1. Канарёв Ф.М. Импульсная энергетика. 2- ой том монографии «Начала физхимии микромира. http://www.micro-world.su/ Папка «Монографии».

2. Канарёв Ф.М. Новый закон формирования электрической мощности.

http://www.micro-world.su/ Папка «Статьи».

Размещено на Allbest.ru