Описание

Проводник с последовательной знакопеременной контактной разностью потенциалов — это инновационное техническое решение, состоящее из последовательно соединенных сегментов разнородных металлов, см. рис. № 1.

Рис. № 1. Схема проводника с знакопеременной контактной разностью потенциалов.

Работа проводника основывается на уникальных свойствах переходов между разнородными металлами, которые в такой структуре становятся чувствительными к внешним воздействиям, таким как тепло, электромагнитные и электростатические поля. 

Вариант исполнения проводника с последовательной знакопеременной контактной разностью потенциалов представлено на следующем рисунке.

Рис. № 2. Проводник с знакопеременной контактной разностью потенциалов.

Механизм работы

Работа проводника с последовательной знакопеременной контактной разностью потенциалов основывается на сложных взаимодействиях, внутри переходов между разнородными материалами и между такими переходами, которые перераспределением потенциалов откликаются на внешние температурные, электромагнитные или электростатические поля. В таком проводнике проявляются следующие интереснейшие свойства:

1.    Проводник без внешнего теплового воздействия проявляет термоэлектрические эффекты благодаря внутреннему перераспределению тока и местным изменениям температуры. Это позволяет системе адаптивно собирать естественный тепловой шум и использовать его для генерации напряжения.

2.    Контур из такого проводника при взаимодействии с электромагнитными полями увеличивает выходное напряжение на величину, зависящую от   перераспределения токов между переходами разнородных материалов.

3.    Замкнутый контур такого проводника проявляет небольшой градиент напряжений и температур в замкнутой структуре проводника. Это противоречит классической теории, которая предполагает нулевую ЭДС в замкнутом контуре, и подтверждает, что в системе происходит стохастическое перераспределение микроскопических тепловых флуктуаций.

4.    Взаимодействие с электростатическими полями приводит к перераспределению потенциалов меду переходами, что проявляется в наведении дополнительной ЭДС на границах контактов различных металлов.

5.    Большое количество точек с контактной разностью потенциалов на единице длинны проводника позволяет определять место изменения термодинамического равновесия на поверхности или в объёме.  Для этого в проводник подают электрический импульс с известными временными и амплитудными характеристиками и сверяют его с выходным импульсом.

6.    Большое количество точек с контактной разностью потенциалов на единице длинны проводника позволяет управлять небольшим локальным изменением температуры отдельных контактных разностей потенциалов на плоскости или в объёме. Для этого в проводник подают с обоих сторон электрические импульсы с определёнными фазовыми соотношениями

Таким образом, благодаря сложным взаимодействиям тепловых, электронных и электромагнитных процессов на границах контактов различных металлов, металлический проводник с знакопеременной контактной разностью потенциалов способен генерировать микровольты напряжения, используя не только внутренние, но и внешние энергии, что открывает новые перспективы для создания энергоэффективных устройств и систем, а также управлять или диагностировать локальными изменениями температур на плоскостях или в объёме.

Применение

1. Электротехнические устройства: Включая трансформаторы, двигатели и генераторы, где проводник используется для увеличения  ЭДС, дополнительного напряжения и улучшения общей эффективности системы.

2. Диагностические системы: Мониторинг распределений температур в различных участках устройств благодаря высокой точности измерений температурных дифференциалов.

3. Термоэлектрические батареи: Генерация электроэнергии из тепловых источников, что делает это устройство особенно полезным для использования в портативных и автономных системах, включая комплекты для выживания.

4. Диагностика: управление и диагностика локальными изменениями температур на плоскостях или в объёме.

Вывод

Металлический проводник с последовательной знакопеременной контактной разностью потенциалов за счёт сложных процессов, протекающих на границах контактов разнородных металлов, открывает новые горизонты для создания энергоэффективных устройств и систем, позволяя преобразовывать ранее недоступные энергетические потоки в полезную электрическую энергию.