Установка Тариэля Капанадзе

Установка Тариэля Капанадзе

Царев В.А.

I. Введение

a. Тесла

Что мы знаем о Николе Тесла и его работах? Простому обывателю деятельность Тесла безразлична и неинтересна. В школах и институтах о Тесла упоминается только когда говорят об одноименной единице индуктивности. Так общество "отблагодарило" великого практика за весь вклад, который он внес в развитие электротехники. Вся его деятельность окутана завесой таинственности, а многие просто считают его шарлатаном от науки. Оставим весь мусор, связанный с его именем, на совести тех, кто вольно или невольно пытался и сейчас пытается исказить наследие Тесла. Да воздастся всем по содеянному…

Обратимся к устройству, которое сейчас известно, как трансформатор Тесла. Во всем мире "тесластроители" ежегодно воспроизводят его многочисленные модификации. Основной целью у большинства таких любителей Тесла, является получение световых и звуковых эффектов, достигаемых в экспериментах с высоким напряжением, которое присутствует на выходе высоковольтной катушки трансформатора Тесла (ТТ). Многих также привлекают идеи Тесла по генерации энергии большой мощности, а еще более привлекательным, является попытка создания "сверхединичного" (СЕ) устройства на основе ТТ. Эта сфера альтернативной науки.

b. Немного о "поперечной" физике

Академическая наука запрещает "вечный двигатель" в замкнутой системе, поэтому альтернативная физика расширяет систему до незамкнутой, за счет привлечения такого понятия, как эфир. Официальная наука его не признает. Такое положение сложилось в начале XX века, когда теория дальнодействия утвердила себя на троне естествознания, а низвергнутая теория близкодействия была вынуждена отступить более чем на сто лет. Результат известен всем физикам мира - сейчас вместо физики торжествует математика, с ее абстрактными понятиями "точка", "вектор", "сила", "поле"… Никто не говорит, что математика не нужна, но ее главная роль состоит в количественном описании естественных процессов. Теперь же абстрактные математические модели изучаются, как реальные физические системы. И на их основе строятся еще более изощренные модели, выдаваемые за реальность. Ситуация, аналогична той, когда "Моська водит слона".

Подмену реальной физики математической абстракцией можно увидеть на "простом" примере одномерного колебания струны. Для него математика выдает хорошо известное волновое уравнение:

$\frac{\partial^2 u}{\partial x^2}=\frac{1}{v^2}\frac{\partial^2 u}{\partial t^2}$

Решения этого уравнения – гармонические функции координаты и времени. Вопрос только в том, что моделируется такими функциями. Общепринято выбирать в этом качестве координату положения струны Y = u(x,t). А есть ли физика, за таким выбором? Так ли интересно знать координату Y участка струны в какой-то момент времени? Математика на эти вопросы не даст ответа, ей все равно, что выражается такой функцией. Только физик обязан принять правильное решение. А зачем физику нужно знать положение участка струны, так ли важно для него, что "моментальный снимок" колебаний струны выглядит как синусоида? Так ли важна внешняя форма? Здравомыслящий человек, не задумываясь, ответит, что важна не форма, а содержание. К сожалению математик, решил иначе – у него на первом месте оказалась форма. Отсюда "торчат ноги поперечности" в электромагнитной теории. Именно математическое поперечное решение трехмерного волнового уравнения (внешняя форма) и приводит нас в мир "электромагнетизма" с его абстрактными "полями". Вы можете спросить, а что же еще можно выразить гармонической функцией? А хотя бы распределение плотности материала струны (p) вдоль ее оси: p = u(x,t).

Теперь "моментальный снимок" плотности будет изображен синусоидой. А это значит, что на всем протяжении струны существует синусоидальное распределение "сжатий" и "разряжений". Но это уже продольное решение того же волнового уравнения. Постарайтесь теперь непредвзято ответить на вопрос: какое решение имеет физический смысл, поперечное или продольное…?

Возникает вопрос, если продольные решения волнового уравнения несут физический смысл, а поперечные решения отображают только форму процесса, то почему в электродинамике основной упор сделан на "поперечность"? Ответ прост. Если вводить продольное решение, то оно должно отображать свойство (например, плотность) "чего-то", в чем происходит волновой процесс. Но в теории дальнодействия нет "чего-то", что может иметь плотность и переносить колебания, а абстрактные "поля" выдержат и не такие надругательства над здравым смыслом. Теория близкодействия же, роль "чего-то" предлагает передать мировому эфиру. Именно он выступает несущей основой волновых процессов.

II. Устройство Тариэля Капанадзе

a. История установок

Не буду утомлять рассказом о вариантах исполнения установок. Была продемонстрирована работа "зеленого ящика" -3кВт, "аквариума" -5 кВт и "турецкого" варианта - 100 кВт…

b. Патент Капанадзе

Общеизвестен патент, на котором изобретатель схематически отражает принцип действия установки.

Здесь уместно сказать, что Капанадзе максимально засекретил и намеренно внес двусмысленность в патент своей установки. Последствием такой скрытности стали многолетние безуспешные попытки реинжиниринга его устройства.

c. Общее заблуждение

Первое, и самое главное заблуждение связано с намеренно неправильным использованием в патенте общепринятых терминов: "primary coil (7)" и "secondary coil (8)". Этими терминами принято обозначать обмотки в трансформаторе (первичная и вторичная). Так как Тесла использовал такую же терминологию для своего трансформатора, то элементы 7 и 8 были восприняты, как ТТ. В этом случае, роль элемента 7 выполняет индуктор, а элемент 8 - высоковольтная катушка. Другие катушки в патенте явно не отражены. Поэтому все попытки реинжиниринга проводились с одним и тем же ТТ, работающим в режиме накачки. Капанадзе усилил это заблуждение, добавив, что:

“Я бы не обнаглел бы так, чтобы сказать, что это моё изобретение. Я кое-что нашёл. Правильно. Это изобретение Н.Тесла. … Над его изобретением же работал, над его схемой. Я просто нашёл резонанс, который автоматически регулирует резонанс между первичной и вторичной катушкой. Если не будет резонанса …”.

А на вопрос: «Где Ваш резонанс?» Отвечает:

“- Вот здесь (показывает на "зеленый ящик"). И резонанс держится между первичной и вторичной обмотками. Резонанс внутри. Как раз это и является так сказать, в данный момент, секретом… Но я до этого никак не мог дойти… Резонанс внутри. Как раз это и является так сказать, в данный момент, секретом”.

Сконцентрировав внимание на "первичке" и "вторичке", и умолчав, что это не совсем то, что принято так называть, Капанадзе обеспечил себе значительную фору по времени. Альтернативщики рьяно принялись проводить эксперименты с накачкой ТТ, и попытками съема энергии с него. Не получив даже первичного эффекта и не понимая принципа работы устройства, сообщество последователей Капанадзе дружно бросалась из одной крайности в другую. Такие колебания позволяли легко управлять общей массой альтернативщиков, как пастух стадом. Любой грамотно запущенный намек на успех, позволял сбивать с толку и направлять общий поиск по заведомо ложному направлению, что в итоге приводило к значительной потере времени. Полезные крупицы знания тонули в огромном болоте бесполезной информации.

d. Принцип обратимости

Крайне важной информацией, чуть не потерявшейся бесследно, стал принцип обратимости. Его суть в применении к трансформатору Тесла, крайне проста. Если вы можете током в индукторе, добиться высоковольтных колебаний в контуре высоковольтной катушки, то справедливо и обратное утверждение - высоковольтные колебания в высоковольтной катушке индуцируют ток в ее индукторе. С этим никто не спорит, и подтверждения этому приводились от разных экспериментаторов. Остается сделать небольшой "ход конем", и посмотреть, к чему приведет этот принцип, когда цепь индуктора содержит нагрузку.

Проведем мысленный эксперимент. Возьмем прямой процесс в ТТ, когда его накачивают индуктором. Запомним выходной потенциал на высоковольтной катушке (он характеризует амплитуду ВВ колебаний). Теперь добавим нагрузку в цепь индуктора. Что нам потребуется, чтобы добиться такого же потенциала на "горячем" верху высоковольтной катушки, какой был без нагрузки? Правильно, мы должны обеспечить генератором тот же самый ток в индукторе, какой был в нем без нагрузки. То есть наш генератор накачки должен работать в режиме генератора тока. Применим теперь принцип обратимости к ТТ с нагрузкой в индукторе. В результате, получается, что при одинаковом значении амплитуды колебаний в ВВ контуре, что с нагрузкой в индукторе, что без нее - ток в контуре индуктора меняться не будет. Иначе говоря, пассивный трансформатор Тесла будет вести себя как генератор тока, по отношению к нагрузке в цепи его индуктора. Это идеальный вариант, бесконечно увеличивать нагрузку в индукторе нельзя, наступит предел. Однако, если пассивный (приемный) ТТ работает, как генератор тока, то это объясняет принцип построения установки Капанадзе.

Проверку в симуляторе, что трансформатор в импульсном режиме работает, как генератор тока провел GTK5:

“Максимальный ток во вторичке равен максимальному току в первичке при изменении нагрузки на шесть!!! порядков. Ктр =1, L1=L2=1H ”.

e. Посты Magic (форум Matri-X, 2009г) по устройству Капанадзе

Для реализации схемы с двумя трансформаторами необходимы следующие элементы:

1. 1) источник высоковольтного потенциала, накопительный конденсатор, разрядник, и "активный" ТТ;

2. 2) "пассивный" ТТ, выступающий в роли понижающего трансформатора;

3. 3) нагрузка в цепи индуктора пассивного ТТ.

Узловым элементом в активном ТТ является его ВВ катушка с проводом заземления, образующие последовательный колебательный контур. Каждый импульс возбуждения, поданный на индуктор, вызывает раскачку этого контура на частоте его собственных свободных колебаний. Если импульсы возбуждения поступают не синфазно, то свободные колебания в контуре каждый раз сбиваются. Естественно встает вопрос о достижении синхронизма между собственными колебаниями ВВ контура и импульсами возбуждения. Эта задача решается применением колец ФАПЧ.

ФАПЧ нужен (по Magic'у), чтобы добиться синхронизма между "передатчиком" (индуктором) и "приемником" (ВВ контуром): «Держите резонанс и услышите радиостанцию». Как это делается в теле- и радиоприемниках? – подстройкой резонансной частоты самого приемного контура. Казалось бы, сказать что-то новое по этой теме нельзя. И, тем не менее, Капанадзе (по словам Magic'а) все же сказал… Что же?

Как говорится, чтобы что-то спрятать – надо это положить на виду: «Ведь всё прозрачно. Тесла и Капанадзе это сделали….». Частота собственных колебаний ВВ контура в активном ТТ:

“… меняется от температуры, влажности, вибраций и прочего. Замените "и прочего" – на изменения, вносимые нагрузочной катушкой (индуктор пассивного ТТ), вызванные резкими или медленными изменениями нагрузки… Все эти суммарные изменения устраивают постоянный дрейф резонансной частоты …Подстраивать контур - с высоким напряжением в нём? Как это можно назвать - скажите сами себе... Тесла контур не подстраивал в процессе эксплуатации, а ПРИДУМАЛ много проще. Тариэль тоже с головой дружит…”.

“…Капанадзе решил эту задачу очень красиво. Он сделал "ход конём", и не один ход. Т.е. решил её не “в лоб”… ”.

Если нельзя подстраивать частоту и фазу ВВ контура, то надо подстраивать частоту и фазу передающей "станции" (индуктора).

Это настолько очевидно, и просто…, что никто и не видит. Именно про такой ФАПЧ говорил Magic, и именно о таком синхронизме говорит Капанадзе, и если присмотреться, то именно такая подстройка, и реализована в его патенте, позволяющая автоматически поддерживать синхронизм высоковольтного разряда с колебаниями в ВВ контуре активного ТТ. Здесь помощь ФАПЧ просто необходима.

Реализация установки может быть разной. Например, в 3 кВт установке резонансные объемы ВВ колебаний совмещены для активного и пассивного ТТ. Токовая и понижающая обмотка пассивного ТТ, а также бифилярная ВВ катушка и ее индуктор активного ТТ, размещены в едином модуле. Использование бифиляра, с учетом его большой рассредоточенной емкости, позволяет получить достаточно низкую частоту высоковольтных колебаний в образованном с заземлением последовательном колебательном контуре.

“…Ёмкость разряжается через разрядник на первичную толстую короткую катушку. Классика ТТ. Вторая катушка находится в самом низу, её не видно. Она хорошо изолирована. Это бифилярная катушка, которая имеет повышенную собственную ёмкость и запасает в себе значительно больше энергии, чем простая катушка. При данном размере её резонансная частота порядка 60…70 kHz. Вторая катушка в этом варианте установки одним концом подсоединена к земляному кабелю внутри катушки. Второй конец никуда. Поэтому земляной провод механически зафиксирован внутри катушек. Сверху неё намотана третья нагрузочная катушка. Необходимое количество не влезло в длину каркаса и выпущено симметрично с обоих концов ”. (Magic)

(два варианта исполнения обмоток в модуле; управляемый источник вместе с накопительным конденсатором изображен как "блок заряда")

В 100 кВт установке применены уже два стандартных трансформатора Тесла, с передачей высоковольтного потенциала с "горячего" верха одного по "линии связи" на другой (материал "линии связи" необходимо подбирать экспериментально).

В последующих постах Magic касается конкретной реализации схемы управления на ФАПЧ. По его словам схема построена по варианту синтезирования частоты (с использованием делителей). Когда используется пропуск k собственных колебаний ВВ контура, и фаза запуска высоковольтного источника потенциала привязывается к фазе собственных свободных колебаний в высоковольтном последовательном контуре активного ТТ.

Более подробно задачи ФАПЧ можно определить следующим образом:

Первое кольцо ФАПЧ отслеживает уход частоты собственных свободных колебаний ВВ контура активного ТТ (F_рез = F_опорн = F_{несущая}, является опорной для ФАПЧ) и принудительно меняет частоту и фазу момента "пуска" заряда конденсатора.

Для режима захвата и режима удержания необходимо переключение полосы захвата ФНЧ (лучше автоматическое, а не тумблером, как у Капанадзе). Такое переключение режимов должно сопровождаться изменением (k) - числа пропускаемых периодов колебаний F_опорн(определяется счетчиком пропусков, см. далее).В процессе захвата (синхронизации) используются удлиненные интервалы с бóльшим значением (k_удл). После установления синхронизации первое кольцо ФАПЧ переводится в режим удержания, и соответственно уменьшается значение числа пропусков(k_станд). Сигнал со счетчика пропусков запускает счетчик "зажигания" (отсчет n импульсов дискретизации ГУН от начала "пускового" k-периода колебаний ВВ контура).

· Частота дискретизации F_гун1 определяется счетчиком дискретизации (разбивка периода колебаний ВВ контура на N_дискр)

F_гун = F_рез * N_дискр

· Частота "кадровой развертки" определяется счетчиком пропусков (пропуск k-колебаний)

F_кадр = F_рез / k = F_гун1 / m (где m = k * N_дискр)

· Частота "строчной развертки" определяется счетчиком "зажигания" (отсчет n-импульсов дискретизации от сигнала "кадровой развертки"). Его выходной сигнал формирует временную реперную точку, в которую необходимо попасть разрядом.

Использование в схеме трех указанных счетчиков потребуется только на экспериментальном этапе, для подбора оптимальных значений N_дискр, k_удл, k_станд, n. Итоговая схема значительно упростится.

Итак, суть 1-го кольца ФАПЧ состоит в том, чтобы следить за собственными колебаниями ВВ контура активного ТТ и определять временную точку (репер) в которую надо произвести разряд.

Второе кольцо ФАПЧ отвечает за синхронизацию в реальном времени разряда и выходного сигнала "зажигания", поступающего с первого кольца ФАПЧ. Его задача обеспечить нужное "опережение" начала старта заряда накопительной емкости, чтобы момент разряда пришелся в нужную временную точку, которую определяет первое кольцо. Без этой дополнительной синхронизации разрядник постоянно будет "промахиваться". Сигнал с разрядника можно снимать при помощи делителя напряжения.

Теперь о главном. Преимущества двухкольцевой схемы накачки.

Когда происходит разряд? Когда превышается пороговое напряжение разрядника. Насколько стабильно это пороговое напряжение? Как выяснилось экспериментально, стабильно, но со временем начинает "плыть". А что задает текущий потенциал разрядника? – накопительный конденсатор, к которому подключен разрядник. Чем его можно заряжать? Отдельным генератором.

Таких схем заряда, с более менее стабильной скоростью заряда, можно найти достаточно. Но сверх стабильной скорости заряда не требуется. Иначе стоимость такого генератора станет заоблачной. Нужен просто стабильный генератор заряда (только с управлением "старт"/"стоп"!). Генератор заряда включен во второе кольцо ФАПЧ. Выдал ФНЧ этого кольца "минус" (опаздываем с разрядом), ГУН изменил частоту и фазу сигнала "Старт" (генератор начинает заряд конденсатора немного раньше). Выдал ФНЧ "плюс" (опережаем с разрядом), генератор по сигналам с ГУН начинает заряд немного позже. А что подается на входы фазового детектора второго кольца? Правильно, первый сигнал - от первого кольца ФАПЧ (момент нужной фазы колебаний), а второй сигнал - от разрядника. Что это за сигнал с разрядника? Да, с обычного делителя напряжения. Нет разряда - уровень один, начался разряд - другой уровень. А фазовый детектор работает по фронтам, и ему на вход подаются временной репер от первого кольца, и фронт от делителя на разряднике. Он их сравнивает. Если большая разница (рассинхронизация), автоматически включается "быстрый" ФНЧ 1-го кольца (режим поиска, легкий маховик). Генератор заряда подводится к нужной точке синхронизма, и включается "медленный" ФНЧ (режим удержания, тяжелый маховик). Если "ушла" частота и фаза собственных колебаний ВВ контура (тут Тесла начинал ручную регулировку), то детектор второго кольца ФАПЧ опять выдаст большой потенциал с ФНЧ (рассинхронизация"). Включается "быстрый" ФНЧ, и генератор заряда снова подводится к синхронизму. Переключение на "медленный" ФНЧ. И т.д...

Никакой ручной регулировки - ФАПЧ сама выполняет ее. А вся "петля": детектор, генератор заряда накопительного конденсатора, разрядник, делитель напряжения, фазовый детектор... - это и есть второе кольцо ФАПЧ. Нам не нужны силовые быстродействующие ключи!, их с успехом заменит 2-е кольцо ФАПЧ. Да еще фору даст полупроводниковым схемам по фронтам включения. Да и ограничений на вольтаж заряда нет жестких, хочешь больше энергии (U²), возьми высоковольтный конденсатор, и не обязательно с большой емкостью, да раздвинь немного разрядный промежуток. Хочешь много энергии и быстрый заряд, уменьши еще емкость конденсатора.

Итак, суть 2-го кольца ФАПЧ состоит в том, чтобы избавиться от дорогостоящих силовых ключей в схеме накачки и обойти временную нестабильность скорости заряда. Полупроводниковые ключи с успехом заменит обычный разрядник. Второе кольцо ФАПЧ будет принудительно менять время начала заряда накопительной емкости, чтобы пробой разрядника происходил именно в точке, которую задает "маховик" 1-го кольца.

Этот вариант Magic назвал решением "не в лоб, а ход конем". А использование силовых ключей - вариантом "в лоб".

Два кольца ФАПЧ регулируют частоту и фазу системы управления зарядом/разрядом, обеспечивая синхронизацию накачки с колебаниями в высоковольтном контуре активного ТТ. Фактически, такая схема управления разрядником является электронным аналогом механического Electrical Circuit Controller Тесла.

“…В любом телевизионном приемнике с кинескопом стоит микросхема, которая обслуживает кадровую и строчные развертки. В этих микросхемах используется два кольца ФАПЧ - одно находит место начала строки, а другое начинает развертку строки несколько раньше, чтобы луч по времени попал строго во временную метку, выданную первым кольцом…”. (Lesovic)

Что еще в постах Magic’а подтверждает использование ТТ в схеме Капанадзе?

Он говорит, что используется не дуга, а «искровой разряд (электрическая искра) управляемый, маломощный …». О чем это он…? Разговор идет об активном ТТ и разряднике в цепи индуктора. А на вопрос micomy о типе разрядника: «…управляемый разрядник (магнитный)?», Magic отвечает, что «…Не магнитный. Как раз это и является так сказать, в данный момент, секретом ...».

Теперь-то мы понимаем, что секрет это – схема управления разрядником.

А как быть с добротностью? Ведь если нагрузить съемный индуктор то, как принято считать, добротность ВВ контура активного ТТ должна понизиться и, соответственно, должны пострадать его резонансные колебания. Однако система управления накачкой отслеживает любые изменения состояния в рабочем контуре, и незамедлительно отреагирует на них, подстроив частоту и фазу разрядов. В итоге, как бы не менялась фаза колебаний в ВВ контуре активного ТТ, подкачка будет происходить все время в нужный момент.

Рассмотрев свойства системы ФАПЧ, принудительно синхронизирующего частоту и фазу разрядов с собственными колебаниями ВВ контура, необходимо обратить внимание еще на два важных момента. Имеется в виду:

1) правильный выбор момента фазы (определяется счетчиком "зажигания");

2) реализация ударного импульса в цепи индуктора накачки;

3) реализация узла автоматической регулировки мощности.

Для решения первой задачи, необходимо, чтобы счетчик "зажигания" позволял смещаться внутри всего периода колебаний ВВ контура (n >= N_дискр), позволяя подобрать наиболее оптимальный момент разряда. К чему может привести слепое следование рекомендации производить накачку в "вершину напряжения", уже приводилось выше в цитате Andrew. Попадать в вершину необходимо, только, с правильным сочетанием полярности вершины и накачки.

Неправильное сочетание полярности накачки с колебаниями резонатора

Вторая задача – получение однонаправленного апериодического разряда в первичной обмотке активного ТТ. Как все знают, обычный разряд накопительного конденсатора на индуктор приведет к колебательному процессу в образовавшемся контуре. Эти колебания недопустимы, иначе они сорвут собственные колебания в ВВ контуре. Нужен резкий "ВВ щелчок" по индуктору, после которого контур накачки должен быть разомкнут. Передний фронт "щелчка" индуцирует в ВВ контуре резкий выброс потенциала, который должен точно попасть на "пик" его собственных колебаний, и приподнять итоговую амплитуду колебаний. Способов подачи ВВ "щелчка" много, например, по методу Тесла (механический контроллер). Другим вариантом может стать апериодический разряд, когда в контуре из конденсатора и индуктора происходит только разовое однополярное полу-колебание. Для достижения этого, в контур индуктора вводится демпфер (резистор + диод). Конечно, такой вариант сопровождается потерей энергии на демпфере, зато легок и дешев в реализации.

Периодический и апериодический разряд

Третья задача - обеспечить автоматическую защиту по выходной мощности. Бедини в седьмой лекции обронил: "Если процесс введения в резонанс трансформатора Тесла организован правильно, то ..." (дальше не договорил). Продолжим его мысль: "... то это приведет к "разгону" высоковольтной катушки". В итоге, без отвода избыточной энергии, устройство выйдет из строя.

“…Делаются стандартные пропуски N колебаний. Разряд в каждую волну несущей при моём управлении я сделать не успеваю. Поэтому пропуски. Назвал их для себя стандартными, потому что нужны и не стандартные...”. (Magic)

Нестандартные пропуски необходимы с целью "захвата" синхронизации, контроля мощности и защиты от разрушения. Другое дело, что в отсутствии правильной накачки, для большинства тесластроителей этот вопрос пока не актуален.

“... Пока катушку не введут в резонанс правильно (по Тесле) - ничего не будет. Будет только искропускание... ” (Magic).

Для творческих личностей ставится ГЛАВНАЯ ЗАДАЧА: "Используя все преимущества двух кольцевой ФАПЧ, найти схемотехническое средство, эффективно и дешево заменяющее дорогие высоковольтные ключевые элементы, и обеспечивающее правильную накачку и защиту ТТ".

Еще из постов Magic'а без комментариев:

1. “…На резонансной частоте колебательный контур имеет минимум потерь и эффективно может накапливать переданную ему энергию. Накапливать энергию колебательный контур может при определённых условиях – если подавать эту энергию в контур синхронно (в фазе) с собственными колебаниями контура. Возмущения эфира преобразуются в электрическую энергию. Если подавать в контур энергию асинхронно (хаотически), то накопления в нём энергии не предвидится, однако...”.

2. “…Типичные заблуждения и байки:

Заблуждение_01. Необходимость ПОС – положительной обратной связи, которая используется в схемах автогенераторов. В данном конкретном случае – это не автогенератор. Производится принудительная синфазная накачка колебательного контура. Запустил видимо это заблуждение Ацюковский...”.

3. “…Третья катушка отражена в патенте в виде квадрата с надписью "токовый усилитель"… Третья катушка для съёма. Провод от силового кабеля диаметр 3,5 мм. Количество витков по вольт на виток. Частота рабочая 22 kHz. В ней уже обычный ток. Подключена к мосту диодному, далее ёмкость промежуточная и на 5 kW преобразователь (заводской)…А далее по патенту идут все элементы преобразователя в стандартное напряжение и частоту...”.

4. “…Для запуска процесса необходимо время для синхронизации системы. Для этого делаются не стандартные пропуски N колебаний, а удлинённые. И переключение полосы захвата. Вот Вам и второй тумблер. Лучше конечно ставить автомат, но у него было мало времени... Первый разряд надо сделать принудительно, а дальше ФАПЧ сама втянется в нужную частоту. Когда она сделает захват, перейти на более узкую полосу удержания… Резонансная частота основного контура не собьется, а изменится. С чего сбиваться то, с самой себя. А ФАПЧ следит за её жизненными процессами. Очень внимательно следит. Меняется резонансная частота контура постоянно от множества факторов. Эти изменения медленные и быстрые, джитинг, механические вибрации и т.д…”.

5. “…Сейчас пользую 74HC4046. Работают обе хорошо. Есть ещё 74НС7046 - это улучшенный вариант 74HC4046. В 74НС7046 имеется детектор контроля синхронизации Lock Detect. Добавка очень полезная. Но в продаже почему-то пока не нашёл. Сейчас детектор синхронизации сделан на внешней логике.… На чём и как сделано кольцо ФАПЧ не принципиально. Кому как удобно. Вариантов очень много.

…Вершины напряжения. Съём с нескольких витков на основной катушке. Хотя работает входной компаратор на кусочек провода в несколько см. F_ГУН не равна F_РЕЗ. В несколько раз больше. Догадались? Если F_ГУН = F_РЕЗ, то Вы будите попадать в "0" град. Есть, конечно, и нюансы. Интересные... Первое кольцо ФАПЧ находит точку привязки в одном периоде колебания резонансного контура с выбранной точностью. F_ГУН = N * F_РЕЗ. N определяет точность. На один вход фазового детектора подаётся F_{ОПОРНАЯ} = F_РЕЗ. На второй - F_ГУН/ N. Первый счетчик делит F_ГУН на N. Второй отсчитывает нужное место. Фазовый детектор, работающий по фронтам. Подстроечным резистором найдёте симметрию...”.

6. “…Удобнее использовать коэффициенты деления N1 кратные четырем. Для основательных экспериментов можно начать с N1=256 (используя катушки на 40…80 kHz). Это для экстремальных исследователей. Есть и такие. Резонансную частоту контура лучше уменьшать (30,20,10 и менее). Чем она меньше, тем практичнее, проще. Меньше проблем. Вполне достаточно начать с N1=32 или N1=16 . Тогда второй счетчик будет делить на N2=8 или N2=4 . Коэффициенты деления менять джемперами. Пробовались различные варианты делителей: на сдвиговых регистрах, на двоично-десятичных счетчиках с дешифратором (как Вы пробуете). Удобно на четырехразрядных двоичных реверсивных счетчиках SN74193. На входы предустановки выставляете нужный коэффициент деления, ставите в режим обратного счета. На выходах счетчиков триггера из двух элементов 2И-НЕТ (7400). Получили две последовательности: с первого счетчика и со второго Передний фронт, в данном случае четвертого импульса (на выходе второго счетчика), будет соответствовать времени, когда должен произойти разряд. Удобно поставить еще один триггер (SN7474). По тактовому входу переводить триггер в "1", а по входу сброса (подать с выхода второго счетчика) сбрасывать триггер в "0". Получим импульс, передний фронт которого будет соответствовать 0 град, а спад 90 град. Получили точку привязки по времени к Fрез достаточно точно. Её можно менять, меняя коэф. деления K2. Дискретность шагов будет определяться K1. Сигнал Fрез = Fопор лучше и надежнее брать с контрольной дополнительной обмотки. Далее на компаратор. Имеем точку, когда должен произойти разряд.
Надо иметь еще точку, когда этот разряд реально происходит...”.

7. “…50 Hz Тариэлю видимо были нужны для показа. Если быстро сказать, 50 раз в sec включать и выключать накачку. Т. е. сделал амплитудную модуляцию 100% прямоугольными импульсами. Мне это не надо...”.

8. “…На выходе ставится инвертор, который выдает переменный ток со стандартной частотой и напряжением…. В ролике 100 kW - преобразователь есть. Это ящик между установкой и большим шкафом. Ящик с вольтметрами и амперметрами. В нагрузке стоят двигатели. Преобразователь можно привязать к частоте и фазе электросетей...”.

III. Заключение

Для анализа работы установки Капанадзе был применен принцип обратимости. Его суть, в обратимости начальных и конечных условий. Если протекающий процесс имеет начальные условия и приводит к конечным результирующим условиям, то допустим и обратный процесс. Конечные условия становятся начальными для обратного процесса, а результатом становятся начальные условия для прямого процесса.

Так, начальными условием для прямого процесса в ТТ, является ток в его индукторе, а результирующим условием - высоковольтные колебания в повышающей катушке активного ТТ. Для обратного процесса, поменяем местами начальные и конечные условия. Принцип обратимости утверждает, что высоковольтные колебания в понижающей катушке (начальное условие) пассивного ТТ, индуцирует ток в его индукторе.

Ту же процедуру можно провести и для ТТ с нагруженным индуктором. Анализ обратного процесса в этом случае, позволяет утверждать, что пассивный ТТ работает как генератор тока для нагрузки в его цепи индуктора. Таким образом, амплитуда высоковольтных колебаний жестко задает выходной ток в индукторе, не зависимо от нагрузки в нем.

Для тех, кто хочет попрактиковаться в применении принципа обратимости, можно предложить провести подобный анализ для "переключающей трубки" Грея. Исходные данные:

1) Металлический корпус трубки – аналог ВВ индуктивности в пассивном ТТ.

2) Съемные штыри – аналог индуктора в съемном ТТ.

3) На корпус "трубки" подается высоковольтный потенциал (начальное условие).

Что станет результирующим условием?

06 октября 2010 (редакция 26.10.2012)

IV. Патент Тесла № 787,412 (добавлено 28.08.2011)

Капанадзе не оговорился, сказав, что:

“Это изобретение Н.Тесла. … Над его изобретением же работал, над его схемой. Я просто нашёл резонанс, который автоматически регулирует резонанс между первичной и вторичной катушкой…”.

Что за резонанс он нашел? Внимательно прочитаем патент Тесла № 787412 (http://halerman.narod.ru/Tesla/Patent_0787412.doc). В нем говорится о резонансе искусственного резонатора (ВВ катушки) с природным резонатором (Землей). И об эффектах, которые можно получить при таком резонансе. Казалось бы, чего общего с устройством Капанадзе?

Патент описывает функционирование составного резонатора, в котором небольшой по объему искусственный резонатор состыковывается со значительно бόльшим по размеру природным резонатором. Геометрия искусственного резонатора подбирается так, чтобы его четвертьволновый резонанс совпал с одной из собственных частот природного резонатора.

При определенных настройках резонанса можно добиться разных эффектов. В зависимости от выбранного режима, можно получить как бегущую волну в составной системе, так и стоячую.

Для режима стоячей волны можно получить ее разные модификации (моды):
- например, узел в искусственном резонаторе, пучность в природном резонаторе (группа Омега , http://halerman.narod.ru/Tesla/Omega.html в_кодировке_UTF-8!!!);
- или, добиться пучности в искусственном резонаторе...

Во втором случае, колебательная энергия такой составной системы перераспределяется так, что часть энергии от природного резонатора "перетекает" в искусственный резонатор. Что воспринимается по незнанию, как "усиление мощности" в искусственном резонаторе. Хотя на самом деле имеет место обычное перераспределение энергии колебаний в составной системе. Другое дело, что объемы искусственного резонатора и природного сильно различаются. Соответственно, "усиление мощности" в искусственном резонаторе является "не обременительным" для огромного природного резонатора (это к словам Капанадзе о том, что "энергия повсюду").

Взгляните на стандартную схему ТТ ("трансформатор" Тесла). "Снизу" устройство заземлено, "сверху" - электрод, специальной формы. Сформирован составной резонатор (по вертикали, снизу вверх):

1) резонатор "Земли";

2) резонатор ВВ катушки;

3) резонатор "среды".

В терминах ТОЭ такую систему можно рассматривать как колебательный контур (в той же последовательности):

1) "нижняя" обкладка конденсатора - Земля;

2) индуктивность – ВВ катушка;

3) "верхняя" обкладка конденсатора - электрод;

4) "диэлектрик" - среда.

Хотя, такой подход ограничен рамками электротехники.

Но суть не меняется. Оба подхода говорят о том, что в итоге, сформирован резонатор (колебательный контур).

Главным заблуждением всех последователей Тесла является игнорирование того факта, что ВВ катушка является всего лишь меньшей частью общего составного резонатора. И что успешным залогом правильной раскачки такого составного резонатора является обладание информацией о его текущем состоянии. Как можно получать информацию об этом состоянии, используя Землю, описывается в патенте Тесла. Другим источником информации может служить сам искусственный резонатор. Дело в том, что размеры Земли, "диэлектрика" (среды) и ВВ катушки определяют резонансные условия всей составной системы. И в такой системе любая часть отражает состояние всей системы. Что же можно считать достоверной информацией, для случая с ВВ катушкой?

Даже простой одинарный виток даст информацию о частоте и фазе колебаний всей составной системы, а не только о состоянии самой ВВ катушки. Остается только грамотно распорядиться полученными данными. Для этого надо вспомнить о том, что наш искусственный резонатор подпитывается импульсами от системы накачки. Единственным правильным выводом, в таком случае, является необходимость синхронизации импульсов накачки в соответствии с данными о текущем состоянии всей составной системы. Вот о каком резонансе, "который автоматически регулирует резонанс между первичной и вторичной катушкой" говорит Капанадзе. И эту функцию выполняет его EECC (контроллер).

Так что же представляет собой установка Тесла? Может за термином "трансформатор" скрывается что-то иное?

Главной маскировкой является сам термин "трансформатор". А общепринятая модель связанных контуров (индуктора и ВВ катушки) для описания работы трансформатора полностью скрывает истину.

Изучивший основы ТОЭ, как среагирует на термин "воздушный трансформатор"? Правильно, применит стандартный подход теории трансформаторов. Следующим стандартным шагом будет теория резонанса связанных контуров, с настройкой частот "первички" и "вторички". На этом обычно большинство останавливается, получив законную "награду" в виде впечатляющих разрядов с горячего выхода ТТ (трансформатора Тесла).

Более продвинутые, применят теорию волноводов, выбрав в качестве частоты накачки необходимую, для данной геометрии ВВ катушки, частоту четвертьволнового резонанса. "Наградой" будет увеличенный высоковольтный "выхлоп".

На этом теория трансформаторов заканчивается. А установки Капанадзе продолжают совершенствоваться...

Что мешает правильно понять принцип работы ТТ? - Образование на основе ТОЭ. Капанадзе не электронщик, но это наоборот помогло ему. Его не сдерживала, вырабатываемая годами на курсах ТОЭ, установка на стандартный подход к "трансформатору". Не имея образования физика и электронщика, он не смог дать объяснения достигнутому им эффекту ("энергия повсюду"). Но ему удалось то, чего до сих пор не могут получить профессионалы от электроники.

ТТ - это не трансформатор. Ближайшим термином для понимания этого устройства является - "лазер", причем не с простой, а с составной резонаторной системой.

«Ишь загнул...» - подумаете вы, но взгляните правде в глаза. Вспомните патенты Тесла, его лекции, дневники... О чем постоянно говорил он? О волнах, а точнее, о стоячих волнах. О резонансе, а точнее, о четвертьволновом резонансе. А это термины волновой физики резонаторов.

«А при чем тут лазер?», спросите вы. Хорошо, давайте по-порядку. Простейший лазер состоит из:

1) резонатора;

2) устройства накачки;

3) активного элемента.

Накачка возбуждает активный элемент, а резонатор усиливает возникшие колебания.

Сравниваем с ТТ:

1) резонатор - ВВ катушка;

2) устройство накачки - индуктор.

Что с активным элементом? А здесь нас поджидает "табу" современной науки. И этот запрет заложен еще с начала прошлого века, когда в качестве базиса современной науки была выбрана теория дальнодействия, с ее математическими фикциями в виде "полей" и "сил". Математика восторжествовала. А мы пожинаем плоды этой пирровой победы. Теперь в нашей науке есть электромагнитные волны, но нет их носителя, в чем они распространяются. В акустике носитель у волн есть, а в электромагнетизме его нет. Поэтому, в случае с ТТ, современная физика не видит активного элемента. Поля? - да, "поля" есть, и "магнитное" и "электрическое".

“Поле, русское по-о-ле,

Светит луна

Или падает снег,

Счастьем и болью

Связан с тобою,

Нет, не забыть тебя

Сердцу вовек”.

Приехали. Есть резонатор, есть накачка, есть "выхлоп", а активного элемента нет. Анализ можно считать законченным. Плачевный результат.

Попробуем "съехать" с рельс академической науки, и попытаемся продвинуться дальше. Вернемся на сто лет назад и примем альтернативный вариант базиса - теорию близкодействия. Что нам это дает? Автоматически появляется носитель волн - "эфир" (воспользуемся общепринятым термином). Теперь у нас есть резонатор, накачка и среда. Вопрос: «А может эфир выступать в качестве активного элемента?»

А что мы вправе ожидать от активного элемента? - его реакции на накачку. А разве мы ее не видим? Еще как видим! Только в нашем зашоренном сознании высоковольтные колебания, получаемые в повышающем контуре ТТ, мы не связываем с возбуждением эфира. У нас в мозгах сидят "поля". Ну, а в теории близкодействия "полей" нет, там есть только эфир и материя, сама построенная из эфира. Итак, у нас нарисовался активный элемент. Все компоненты "лазера" проявились... Осталось только правильно возбудить систему.

Для нас интересен вариант с образованием пучности в искусственном резонаторе. Этот вариант Тесла называл созданием "стока" (часть колебательной энергии смещена в искусственную часть составной системы). В стоке - пучность. Так в чем же суть изобретения Тесла (Капанадзе, Смита)?

В умении правильно организовать и поддерживать режим "стока". Вы зададите вопрос: «Мы тоже умеем настраивать систему в тот же четверть волновой резонанс, почему у нас нет нужных эффектов?»

Ответ: во всех экспериментах по репликации Капанадзе (Смита) нет правильной накачки составной системы. У устройства накачки отсутствует важнейшее звено. Что происходит в отсутствии этого звена?

Устройство накачки начинает процесс раскачивания составной системы. Формируются прямые и обратные волны. Амплитуда колебаний нарастает. А что с искусственной частью системы? С ростом амплитуды колебаний в материи начинаются термодинамические процессы. Под их воздействием искусственный резонатор начинает менять свою геометрию. Не забываем также и о влиянии съемных элементов. К чему это приводит?

Изменение геометрии приводит к смещению частоты и фазы колебаний в искусственном резонаторе. И это смещение носит хаотический характер. Представьте себе этот процесс.

Составной резонатор, в котором нарастает амплитуда колебаний, и в это же время хаотически меняется геометрия искусственной части. А наша накачка продолжает "долбить" со строго заданной частотой (пусть четвертьволнового резонанса, которую мы экспериментально определили до запуска) и фазой. При определенных значениях достигнутой амплитуды колебаний, хаотические колебания геометрии искусственной части начинают нарушать сложившуюся картину стоячей волны в составной системе. Удары накачки уже не попадают точно в фазу с установившейся стоячей волной. Каждое такое непопадание в фазу вызывает сбой в стоячей волне и смещение фазы ее колебаний (векторное сложение).

В итоге, наступает равновесие, когда рост амплитуды колебаний прекращается. Это объясняется тем, что частота накачки относительно мала по сравнению с частотой колебаний в резонаторе. И между ударами накачки фаза собственных колебаний резонатора, под влиянием хаотических изменений геометрии искусственного резонатора, сильно "уходит". Усреднение по времени даст нулевой прирост амплитуды колебаний, потому что половина ударов приходится в фазе, а другая половина в противофазе. Заметьте, не потери стали причиной остановки роста амплитуды колебаний, а стабильность накачки.

Главная ошибка - стабильность частоты и фазы накачки!!! В составной системе частота и фаза собственных колебаний "плавает". А накачка не умеет подстраиваться под эти изменения. Тесла (Капанадзе, Смит) устранили эту ошибку. В их устройствах ЧАСТОТА И ФАЗА НАКАЧКИ ПРИНУДИТЕЛЬНО КОРРЕКТИРУЕТСЯ под изменения частоты и фазы собственных колебаний составной системы. При такой накачке пределом в росте амплитуды колебаний становятся потери на излучение, которые Тесла в своих опытах стремился свести к минимуму. Вот тот резонанс, о котором говорил Капанадзе.

У Тесла не было устройств, автоматически отслеживающих "уход" частоты ВВ резонатора. Но он посвятил огромное число патентов доводке своего механического контроллера. Зачем?

Величайшим заблуждением всех последователей Тесла стало непонимание назначения этого контроллера. Капанадзе не поленился и разобрался в его устройстве, благо чертежи он читать умеет. А все продвинутые электронщики даже не потрудились этого сделать. «Чего там ковыряться в чертежах механики, мы крутые, нам электросхемы подавай...». И что в итоге? А в итоге сложилось ложное представление, что Тесла модернизировал свой контроллер с целью:

1) получить максимальную частоту "прерываний" разряда (дуги), и

2) минимальную длительность разряда.

«Ха», сказали электронщики, «да у нас есть крутейшие ключи, и с ними мы в полпинка решим эти задачи». Решили, получив сноп искр с горячего выхода ТТ. А результата как не было, так и нет. Почему?

А потому, что Тесла решал несколько другие задачи с помощью своего контроллера:

1) менять частоту и фазу замыкания контура индуктора (в этот момент обрывается заряд накопительной емкости и начинается ее разряд на индуктор);

2) регулировка длительности замыкания емкости на индуктор и размыкания контура индуктора;

3) ликвидация потерь на искрообразование при замыканиях и размыканиях контура индуктора. Искра Тесла была не нужна, он приложил максимум усилий для ее устранения.

Прочувствуйте разницу.

Тесла не нужна была максимальная частота накачки. Главной целью являлось решить главную задачу – коммутировать заряженный конденсатор на индуктор в строго определенный момент фазы (в "пик") собственных колебаний его устройства, названного впоследствии "трансформатором".

Вы обратили внимание на габаритные размеры его катушек и толщины сечений проводов? Зачем? Почему-то опять делается однобокий вывод, что это ему было необходимо из-за огромных значений тока в его экспериментах. Не только. Вспомните термодинамику, при больших габаритах (массе, объемах) уменьшаются температурные колебания геометрии. А к чему такие колебания геометрии приводят, говорилось выше. Итак, у Тесла был контроллер и его массивный "трансформатор". Вопрос: «Мог Тесла вручную подстраивать частоту и фазу накачки, при относительно медленных флуктуациях геометрии искусственного резонатора?»

Несомненно. В этом случае амплитуда колебаний ограничена только потерями. А вот с ними он боролся, погружая провода в масло и надстраивая на "горячем" выходе "зеркало" резонатора со специальной геометрией. Все… Лазер начинает генерацию (образуется "сток").

Капанадзе все правильно понял. Для реализации принципа правильной накачки ему не нужно было сразу создавать громоздкое устройство с мегаваттами энергии. Важен сам принцип. Поэтому вначале он создал механический вариант контроллера Тесла, а получив правильную накачку перешел к созданию электронного аналога. Его 3 кВт установка небольшая по размерам, и это сразу привело к проблемам с температурными флуктуациями собственной частоты колебаний, ведь габариты и масса невелики. В ручную корректировать частоту и фазу накачки стало проблематично. И тут ему на помощь пришла отработанная в аналоговом телевидении технология ФАПЧ.

Только ФАПЧ смогла справиться со своевременной корректировкой частоты и фазы накачки, с успехом отслеживая малейшие флуктуации частоты и фазы собственных колебаний ВВ контура. Его коробочки представляют электронный аналог механического контроллера Тесла, выполненные по технологии ФАПЧ. Получив в свои руки такой инструмент, Капанадзе решил задачу правильной накачки ВВ контура. К чему это привело лучше спросить его самого. Думается, в первых экспериментах его ВВ катушки просто "разрывало". Потери потерями, но есть еще такое академическое понятие, как электрическая прочность. А на ранних стадиях опытов обычно не принимают защиты от подобных вещей, так как конечный результат еще вызывает сомнения.

На альтернативных форумах главная задача по синхронизации разрядов с собственными колебаниями в составном резонаторе до сих пор не решена. И блокинг-генератор (качер) не исключение. Он пассивно следует за флуктуациями частоты ВВ катушки. Его воздействие размазано во времени, не говоря уже об отсутствии у него фронтов, с легкостью получаемых на обычном разряднике. При развале стоячей волны в резонаторе на бегущие составляющие, происходит сильнейший "выброс" в базу транзистора, что неизменно приводит к его выходу из строя. Обычными методами накачки (в том числе и с помощью блокинга) удается получить не более 5% процента от предельно возможной амплитуды колебаний, соответственно и нет нужных эффектов ("разрывов" ВВ катушки). В каждом таком устройстве недобирается 95% своей предельной мощности, и соответственно не достигается эффект "генерации лазера".

Итак, отработав технологию правильной накачки, контроля мощности колебаний и реализации съема, Капанадзе смог создать автономный генератор, способный создавать "сток" (пучность) в составной резонаторной системе. Что в свою очередь, после "разгона" генератора, позволило направить часть полученной энергии от природной резонаторной подсистемы на "самозапитку".

V. Необходимые и достаточные компоненты, обеспечивающие получение Тесла-процесса

(добавлено 15.03.2011, редакция 27.08.2011)

a. Достаточные компоненты:

1. Источник заряда конденсатора (давления)

2. Конденсатор (накопитель)

3. Разрядник (пороговый ключ, возмутитель "эфира")

4. Индуктор (передача возмущений в рабочий контур)

5. Рабочий контур (заземленная ВВ катушка - накопитель и преобразователь возмущений)

6. Нагрузочный контур (пассивный трансформатор съема с нагрузкой в цепи его индуктора)

b. Принцип получения Тесла-процесса

Маломощной высоковольтной искрой правильно "раскачать" рабочий контур (резонатор).
Правильной раскачкой называется разряд накопительной емкости с попаданием передним фронтом разряда в пик собственных свободных колебаний напряжения рабочего контура (резонатора).
Главное действующее лицо – передний фронт разряда конденсатора. Последующие синусоидальные колебания в контуре индуктора – переливание из "одного сита в другое".

Более подробно об этом можно прочитать в http://halerman.narod.ru/Magic_ARTE_facts.htm

c. Список основных задач для получения Тесла-процесса

1. Получить скачкообразный фронт разряда.

2. Не допустить паразитных синусоидальных колебаний в контуре индуктора.

3. Научиться следить за собственными свободными колебаниями рабочего контура (резонатора).

4. Научиться определять "пики" нужной полярности (положительные и отрицательные) у собственных колебаний рабочего контура (резонатора)

5. Решить задачу точного попадания фронтом искры с правильной полярностью в "пик" нужной полярности собственных колебаний рабочего контура.

6. Обеспечить демпфирование (отвод энергии) из рабочего контура. При изменении в нагрузке, обеспечить защиту рабочего контура (резонатора) от режима "разноса" колебаний.

7. Получить постоянное выходное напряжение, от которого можно самозапитать схему.

8. Преобразовать полученное постоянное напряжение к нужной форме и частоте.

d. Решение задач

Примечание.

В своих главных экспериментах Тесла НЕ ИСПОЛЬЗОВАЛ ИСКРОВОЙ РАЗРЯДНИК! Он заменил его механическим контроллером. Патент "трансформатора" этого не отражает (нам многое чего не показывают и не говорят).

Задача_1
На текущий день ни один современный полупроводниковый прибор не может обеспечить нужный фронт разряда в сочетании с необходимым ВВ напряжением. Пока это под силу только искровому разряднику. При достижении порогового напряжения на накопительном конденсаторе, происходит пробой искрового промежутка, и контур индуктора замыкается. Искровик является высокоскоростным ключом, обеспечивающий необходимый фронт перепада потенциала. Главная задача на этом этапе – не допустить паразитные синусоидальные колебания в контуре индуктора.

Задача_2
В контур вводится критическое сопротивление, переводящее процесс разряда из колебательного в апериодический режим. Значение этого сопротивления предварительно рассчитывается, и затем экспериментально уточняется. Материал сопротивления – на выбор (можно графит). Обычно вместе с резистором используют диод.

Задачи_3,4,5.
Эти задачи Тесла решал при помощи своего механического прерывателя заряда (контроллера), производя принудительное замыкание накопительного конденсатора на индуктор, в нужную фазу собственных колебаний в резонаторе. Так как собственные колебания в рабочем контуре (резонаторе) подвержены различным внешним влияющим факторам (температурный уход резонансной частоты, колебания в нагрузке …), Тесла вручную корректировал работу своего механического контроллера (Electrical Circuit Controller).

Примечание.

Как таковой, контроллер разрядником не является. Это механический замыкатель и размыкатель контуров заряда и индуктора, который позволяет вручную регулировать частоту и длительность замыкания. Искра является следствием замыкания и размыкания контактов в контроллере. Все усилия по модернизации своего контроллера Тесла направил именно на ликвидацию искрообразования. Что, по сути, является потерями, а он вел с ними постоянную борьбу.

Современная схемотехника позволяет создать аналог механического контроллера Тесла и удалить ручное регулирование, делая коррекции автоматически. Magic назвал такое устройство – Electronic Electrical Circuit Controller (EECC).

EECC представляет низковольтный блок.

Входными_сигналами_для_него_служат:
1. Сигнал с рабочего контура – информация о фазе и частоте его собственных резонансных колебаний (сигнал снимается с дополнительной контрольной обмотки на ВВ катушке).
2. Сигнал с искровика – реальное начало разряда конденсатора (сигнал снимается с делителя напряжения на разряднике).

Выходной_сигнал:
1. Сигнал управления внешним высоковольтным источником заряда накопительной емкости. По этому сигналу источник начинает заряд конденсатора. Емкость заряжается до порогового напряжения пробоя искровика, после чего происходит разряд, а источник заряда в этот момент отключается. Управление источником необходимо для точного попадания фронтом разряда в нужный пик колебания напряжения в рабочем контуре.

Схемотехника EECC строится на основе распространенных и дешевых радиоэлектронных компонентов (серии 4046 и аналогов). С разрешения пользователя Andrew (Андрей), привожу его вариант первого кольца EECC, определяющего временную точку колебания рабочего контура, куда надо попасть разрядом. Прошу учесть, что эта схема функционально избыточна, и предназначена для экспериментального подбора необходимых параметров и режима работы будущей рабочей схемы:

http://halerman.narod.ru/TTCG/PLL_ANDREW.JPG

Задачи_6,7.
Решаются использованием трансформатора съема (пассивный ТТ) с двумя обмотками: понижающей и токовой. Количество вольт-витков токовой обмотки рассчитывается и экспериментально уточняется. С нее происходит заряд промежуточной емкости через мостовую схему.

Задача_8.
Может быть решена разработкой собственного преобразователя напряжения (с постоянного в переменное), или покупкой подходящего преобразователя.

e. Необходимый элемент Тесла-процесса:

EECC – это сердце всей схемы. Без него все шесть элементов – просто набор отдельных устройств. Блокинг (качер) нам в этом не поможет.

Главная задача – разработка и построение EECC.

VI. Рабочая зона Тесла-процесса (добавлено 18.03.2011, редакция 26.10.2012)

a. Потенциал (роль разрядника)

Современная физика не дает четкого определения понятия "потенциал". Чаще всего потенциал отсчитывается от абстрактной бесконечности. Аргументируя это, физики говорят, что важен не сам потенциал, а разность потенциалов. И поэтому к чему привязывать "нулевой" уровень отсчета потенциала - не важно. Это грубейшее заблуждение.

Перейдя к принципу дальнодействия, физика лишилась важнейшего объекта, или базовой основы, являющейся переносчиком всех колебаний. Эта основа – эфир. В современной физике он заменен математической абстракцией – "полем", и весь анализ поставлен "с ног на голову". Если вернуть эфир на свое законное место, то все встанет "на ноги". Например, для понятия "потенциал", нулевой (или базовый) уровень отсчета будет привязан к текущему состоянию эфира в данной точке, а не к абстрактной бесконечности. Любое изменение в состоянии эфира автоматически будет приводить к изменению потенциала любого объекта, в рассматриваемой области.

Для наглядности, давайте проанализируем простейшую ситуацию: книга лежит на стуле. Если отсчет нулевого уровня потенциала привязать к поверхности стула (положение равновесия для книги), то в терминах современной физики, у книги потенциал равен нулю. Что произойдет в начальный момент, когда резко выбить стул из-под книги? Если пересчитать потенциал книги к новому положению равновесия (уровню пола), на котором стоял стул, то потенциал книги скачкообразно вырастет. Изменение положения равновесия (нулевой уровень отсчета потенциала), автоматически привело к изменению потенциала книги, относительно этого уровня (нулевой уровень отсчета "упал", потенциал книги – "вырос"). Аналогичный пример с двумерной системой – морское дно ("стул") и слой воды ("книга") над ним. Скачкообразное изменение уровня дна (эфир) вызовет изменение потенциала воды (материя) над ним.

Так же происходит и в эфире. Если скачкообразно изменить его состояние (нулевой уровень отсчета потенциала), то каждый объект, находящийся в этой зоне, испытает изменение потенциала. Почему требуется именно скачкообразное изменение состояния эфира? Это связано с разницей между скоростями протекания процессов на уровне эфира и материи. Для нашего примера с книгой, если заменить быстрый процесс "выбивания стула" на медленный процесс – постепенного уменьшения высоты стула, то в каждый момент времени потенциал книги будет успевать за понижением нулевого уровня отсчета (поверхность стула, положение равновесия). И соответственно, значение потенциала у книги, привязанное к положению равновесия, будет равно нулю, в течение всего процесса (уменьшения высоты стула).

Чем можно скачкообразно менять состояние эфира? Ответ известен. Только разрядник в момент пробоя обеспечивает нужную скорость изменения нулевого уровня отсчета потенциала. Передний фронт пробоя и есть "выбивание стула" или "подъем/опускание дна" (скачок нулевого уровня отсчета потенциала).

b. Процесс "раскачки" рабочего контура (резонатора)

Для анализа распределения потенциала в высоковольтном искусственном рабочем контуре (резонаторе), используем модель "потенциальной" пружины. В этой модели каждой области реального резонатора поставлен в соответствие отдельный виток "потенциальной" пружины. Договоримся о терминах: нейтральному состоянию витка "пружины" поставим в соответствие нулевой потенциал, состоянию растяжения витка "пружины" - положительный потенциал, состоянию сжатия витка "пружины" - отрицательный потенциал соответствующей области в реальном контуре (резонаторе).

Мы давно уже научились, не подозревая об этом, изменять состояние эфира (положение нулевого уровня отсчета потенциала). При "заряде" конденсатора, мы изменяем именно состояние эфира, а относительно этого состояния, изменяется и потенциал материи. Непривычно? Чтобы привести к более привычной терминологии, определим, в каком направлении изменяется нулевой уровень (эфира) отсчета потенциала для "положительной" обкладки накопительного конденсатора. Росту "плюсового" потенциала будет соответствовать "понижение" нулевого уровня отсчета потенциала. Тогда относительно "падающего" нулевого уровня, потенциал положительной обкладки конденсатора будет "расти" в плюс. (Мы только договариваемся о терминологии "плюса" и "минуса", все относительно).

Рассмотрим подробнее процесс накопления "заряда" и пробоя разрядного промежутка.

С ростом потенциала положительной обкладки конденсатора, потенциал индуктора тоже будет расти в "плюс". Уровень потенциала отрицательной обкладки конденсатора задает потенциал Земли. На противоположных электродах разрядника нулевой уровень эфира будет не совпадать, и эта разница увеличивается в процессе заряда конденсатора. Между областями с разным потенциалом будет градиент нулевого уровня (эфира). Это относится как к обкладкам конденсатора, так и к разнополюсным электродам разрядника, так и к индуктору с ближайшими к нему витками резонатора. Потенциал "низа" резонатора (зона индуктора) определяется текущим потенциалом Земли в процессе заряда конденсатора.

Итак, фиксируем состояние системы перед пробоем:

индуктор имеет "положительный" потенциал;
ближайшие витки резонатора имеют потенциал Земли;
существуют две области, где градиент нулевого уровня максимален:

между обкладками конденсатора
между электродами разрядника

c. Пробой.

Когда достигнут максимальный градиент перепада нулевого уровня эфира, происходит "пробой" - скачкообразное выравнивание нулевого уровня ("выбивание стула", "подъем/опускание дна"). В нашей терминологии, нулевой уровень отсчета потенциала для индуктора резко "вырастет", а значит сам потенциал индуктора резко "упадет". Тоже произойдет и в зоне прилегания индуктора к резонатору. Там также скачкообразно вырастет нулевой уровень отсчета потенциала, что приведет к скачку "в минус" потенциала ближайших к индуктору витков резонатора (обращаем внимание, для удаленных от индуктора витков, положение "нуля" не меняется).

Если до пробоя положение равновесия определялось потенциалом Земли, то при пробое ситуация кратковременно меняется. Положение нулевого уровня скачкообразно смещается "вверх", а для "потенциальной" пружины это аналогично резкому "растяжению". Фактически, при ударе потенциал "низа" резонатора приобретает отрицательное значение относительно потенциала Земли ("смещение в минус" наблюдал в своих опытах В. Иванов).

Что происходит с обычными пружинами, когда их резко растянуть и отпустить? Правильно, начнутся ее собственные колебания. Чтобы им не мешать, потенциал индуктора не должен в этот момент меняться, вот почему так важно убрать паразитные синусоидальные колебания в цепи индуктора.

Теперь вы сами сообразите, в какой момент необходимо произвести следующий "удар минусом", после очередной зарядки конденсатора. Чтобы добавить амплитуду раскачки "пружины", следующий удар должен попасть в момент, когда "пружина" максимально растянута ("плюсовой пик" колебания), а не когда "пружина" максимально сжата ("минусовой пик" колебания). Своим очередным ударом, мы дополнительно растянем потенциальную "пружину" в ее пике растяжения. Вот почему так важно не только попасть в нужный "пик" колебания резонатора, но и обязательно с правильной полярностью удара.

Не попадание в "пик" колебания вызовет не синфазное "возмущение" ближайших к индуктору витков резонатора, что нарушит его собственные колебания, и приведет только к смене фазы этих колебаний. В этом случае результирующая амплитуда будет определяться косинусом фазового угла между фазой собственных колебаний резонатора и фазой "возмущения" (векторное сложение).

Попасть в нужный "пик" колебаний можно только с помощью следящего за собственными колебаниями резонатора контроллера – EECC. Без его использования, накачка резонатора – это просто фазовая "болтанка".

d. Энергетика Тесла-процесса. Рабочая зона

Проведем оценку энергетики при "правильной" накачке резонатора (соблюдаются все условия синхронной накачки с апериодическим режимом в цепи индуктора).

Исходные условия:

Амплитуда колебаний резонатора вырастает пропорционально отношению масс индуктора и катушки:

U_{подкачки} = U_пробоя _* k_{передачи}

где коэффициент «передачи» потенциала k_{передачи} = m_инд / (m_инд + m_ВВ)

Каждый удар разряда попадает в "пик" колебания резонатора (условие Тесла-процесса).
При количестве периодов колебаний N_{колебани}_й между ударами разрядника амплитуда собственных колебаний резонатора спадает с заданным коэффициентом затухания на:

α_{зат
*}N_{колебаний}

Числовое моделирование правильной накачки (редакция от 02.11.12, в формате xls-файла):

http://halerman.narod.ru/TTCG/Tesla_proc.xls (см. примечания на листе "Описание" в файле)

В моделировании использована теория «кристаллической мозаики» и механизмом «потенциальной накачки» (http://halerman.narod.ru/kristall/GKU.htm). В этой теории «потенциал» материи определяется частотой атомов материи (точнее, их «аккордом» - набором частот), отсчитываемый от частот эфирной решетки (структура аналогична решетке материи, только значительно более мелкая, и соответственно более энергетическая, так как ее собственные «частоты»-аккорды на много октав выше). Механизм «потенциальной накачки» - передача «частоты» от индуктора к ВВ катушке, посредством эфирной решетки.

Для простоты принимался вариант стоячей волны в ВВ катушке Тесла. Соответственно, нижние витки ВВ катушки, находятся в «узле напряжения», и их «потенциал» фиксируется относительно частот решетки эфира в этой зоне. Положение индуктора принималось в внизу катушки (тоже, в районе «узла»).Во время фронта разряда нарушается равновесное распределение частот эфирной решетки в узловой зоне, и запускается механизм перераспределения частоты (как на уровне эфира, так и на уровне материи) к новому равновесному состоянию. Это состояние определяется количеством материи (количеством атомов), имеющей разные «потенциалы-частоты» (индуктор и ВВ катушка). Результирующий равновесный «потенциал-частота» равен отношению масс индуктора к сумме масс индуктора и катушки (k_{передачи}).

Удар (N)	Стадия А (перед ударом), N_{колебаний} – число периодов между ударами разрядника	Стадия B (после удара)
1	U^A1_рез = 0	U^B1_рез = U^A1_рез + U_пробоя /2
2	*U^A2_рез = U^B1_рез (1 - α_{зат } N_{колебаний})**	U^B2_рез = U^A2_рез + U_пробоя /2
3	*U^A3_рез = U^B2_рез (1 - α_{зат } N_{колебаний})**	U^B3_рез = U^A3_рез + U_пробоя /2
…	…	…
N	U^A(N)_рез = U^B(N-1)_рез (1 - α_зат_* N_{колебаний})	U^B(N)_рез = U^A(N)_рез + U_пробоя /2

Максимальное напряжение

Предельное значение "пика" напряжения для резонатора (при правильной накачке) определяется как:

U_max = U_{подкачки}/(α_зат _* N_{колебани}_й)

Это аналитическая формула из теории резонаторов. Значение, определяемое этой формулой, совпало с результатом, полученным в числовом моделировании.

В отсутствии правильной накачки, мы не достигнем этого значения. Помешает несинфазность накачки с собственными колебаниями резонатора. В этом случае амплитуда составит около 5% от предельной.

Предельное напряжение

Считается, что на каждом ударе добавляется фиксированная величина к амплитуде колебаний. С ростом амплитуды колебаний, относительный вклад каждого последующего удара становится все меньше и меньше (добавка в киловольты, а амплитуда уже сотни киловольт). Так же потери оцениваются фиксированным процентом от амплитуды. Соответственно, чем выше амплитуда, тем выше потери. Поэтому, например график амплитуды выходит на «насыщение», когда добавка от каждого удара становится равна потерям между ударами. Соответственно, при выходе на «насыщение», энергия колебаний больше не растет.

Фиксированный процент потерь - всего лишь оценка, позволяющая провести моделирование. Максимум амплитуды – тоже оценка, для идеального случая. Скорее всего, реальная конструкция катушки не выдержит таких напряженностей и разрушится (вариант «разноса»).

Энергетика колебаний резонатора и накачки

Для получения значений энергии в [Дж], используем значение накопительной емкости 200 пФ и U_{подкачки} = 5 кВ. Посмотрим, как меняется энергетика системы от такого параметра α_зат. Значениям на оси X соответствуют номера "ударов" накачки (N_удар).

e. Анализ Тесла-процесса

На стадии раскачки (рабочая зона) темпы роста энергии колебаний резонатора "превышают" энергию, требуемую на накачку. Когда рост амплитуды колебаний – линейный (синфазная, или правильная накачка), тогда энергия колебаний в резонаторе соответствует квадрату суммы от накопленной амплитуды колебаний в резонаторе (амплитуда складывается с каждой очередной порцией потенциала переданной индуктором в резонатор). А энергия накачки (затрат) – это сумма квадратов потенциала конденсатора в момент пробоям.

Для простоты мы считаем, что весь заряд, накопленный в конденсаторе, потрачен на накачку и излучение. Энергия накачки для каждого удара составит: С_конд _* (U_пробоя)²/2. Добавка к амплитуде колебаний в резонаторе на каждом разряде составит: U_пробоя _* k_{передачи} . Но добавка идет по амплитуде! А энергия колебаний в резонаторе после разряда считается как квадрат от суммы добавки к текущей амплитуде.

"ПРИРОСТ" зависит от коэффициента затухания α_зат (см. графики и файл моделирования Tesla_proc.xls)

Для нахождения в рабочей зоне Тесла-процесса, отвод "излишков" в нагрузку не должен превышать ΔW_нагр ≤ ПРИРОСТ - W_конд (за каждый удар). Иначе мы сорвем колебания в резонаторе, и процесс выхода в рабочую зону придется проходить заново.

"Правильная" накачка приводит к линейному росту амплитуды колебаний в резонаторе в рабочей зоне Тесла-процесса. Этот ПРИРОСТ можно пустить на восполнение затрат на накачку и вывод «излишков» в нагрузку.

Особенность рабочей зоны Тесла-процесса состоит в том, что для подключения нагрузки необходим предварительный этап накопления энергии в рабочем резонаторе.

f. Пример расчета

Используем в расчете следующие параметры:

F_{накачки} = 5 кГц (частота срабатывания разрядника)
С_конд = 200 пФ;
U_пробоя = 10 кВ;
U_{подкачки} = 5 кВ (коэффициент передачи потенциала k_{передачи} = 0.5);
α_зат = 0,02%
F_рез = 80 кГц (резонансная частота рабочего контура)

На КАЖДОМ ударе внутри рабочей зоны Тесла процесса, у нас ПРИРОСТ = 390 мДж (значение взято из моделирования). Энергия затрат на накачку: W_конд = С_конд * (U_пробоя )² /2 = 10 мДж. Если в цикле между разрядами снимать весь ПРИРОСТ и пустить часть его на компенсацию затрат на накачку, то для нагрузки останется: ΔW_нагр = ПРИРОСТ - W_конд = 390 мДж – 10 мДж = 380 мДж.

За одну секунду происходит 5000 ударов, что дает 5000 ударов * 10 мДж = 50 Дж/сек = 50 Вт (мощность накачки).

С другой стороны, мы можем "снимать излишек" не более ΔW_нагр^макс = 380 мДж на каждом ударе. За 5000 ударов сумма "излишка" составит 5000 ударов * 380 мДж = 1900 Дж/сек = 1.9 кВт.

Вывод2: Относительно слабомощное устройство питания с помощью рабочего резонатора, и с "правильно" организованной накачкой, в состоянии запитать более мощное устройство (при условии нахождения в рабочей зоне Тесла-процесса).

Оценим также требования к качеству рабочего резонатора.

Время между разрядами 0.2 мс (F_{накачки} = 5 кГц). При F_рез = 80 кГц, за 0.2 мс резонатор совершит 16 колебаний, при этом потери составят 0,32% (16 * 0,02%). Тогда потребуется 5000 колебаний, чтобы потери составили 100%. Нужна хорошая добротность резонатора!

g. Заключение

Мельниченко А.А. оформил патент на принцип работы Тесла-процесса, упрекая Капанадзе, что он "содрал" у него идею.

Только зададим простые вопросы. Где у Мельниченко сказано:

КАК получить этот процесс?
КАК получить линейный рост амплитуды колебаний?
КАК должна выполняться накачка рабочего резонатора?

Ничего этого у него в патенте нет. Только Капанадзе обмолвился, немного "расшифровав" - " …резонанс (-тор), который автоматически регулирует резонанс между первичной и вторичной катушкой...".

А насколько легко реализовать в железе "автоматический" резонанс? Имеется огромное количество "мелких" проблем и нюансов (например, а нужно ли проводить периодическое подключение/отключение нагрузки?), не говоря уже о самой главной проблеме:

До сих пор нет рабочей схемы EECC (контроллера), а без него "правильную" накачку (или линейный рост амплитуды колебаний) не получить. Одна только отработка этого устройства является грандиозной задачей, чего уж говорить об остальных "мелочах".

Капанадзе потратил годы на создание рабочей версии контроллера, а альтернативные форумы до сих пор не приступили к этой главной задаче.

P.S.

Посты Magic можно почитать в оригинале (в формате html-форума):

http://narod.ru/disk/7537678001/Magic.rar.html