Реферат

В данной работе рассматривается источник электрической энергии, основанный на использовании контактной разности потенциалов между металлами и полупроводниками p-типа в условиях термодинамического равновесия. Система представлена в виде гексагональной топологии,  состоящей из множества идентичных электрических  контуров, включённых последовательно-параллельно. Каждый контур состоит из последовательно  соединённых   проводников с контактной разностью потенциалов (например, нихром и константан) и полупроводниковых “кубиков” р-типа. Каждый контур соединен  общим проводником, который является одним из проводников для соседнего  контура по типу природной сотовой структуры.

Следующие публикации будут отражать исследования поведения этой системы вне условий термодинамического равновесия и эффектов, возникающих при таких условиях.

Cхематическое исполнение  источник  электрической энергии на контактной разности потенциалов полупроводниковых “кубиков” р-типа и разнородных металлов гексагональной топологии в условиях термодинамического равновесия представлено на слеждующем рисунке.

Рис. № 1. Гексагональная топология  источника  электрической энергии на контактной разности потенциалов в условиях термодинамического равновесия.

      Электрическая схема выполнена по сотовой схеме с использованием структуры в виде гексагональной топологии (множества шестигранников) с узловыми точками контактных разностей потенциалов 3-х материалов – константан, нихром и полупроводниковых “кубиков” р-типа. 

С практической точки зрения интересен “непрямляющий” омический контакт по типу контакта полупроводниковых “кубиков” элемента Пельтье с медными соединительными пластинами. (использование p-n диодов и диод Шоттки в  гексагональной топологии было рассмотрено в статье: Генерация электроэнергии из земного электрического поля с помощью контактной разности потенциалов полупроводников и металлов в гексагональной топологии).

Каждая узловая точка гексагональной топологии  является контактной разностью потенциалов  различной структуры одновременно для 6-ти соседних контуров. За счёт этого в каждом контуре гексагональной топологии формируются временные токовые асимметрии, которые влияют как на соседние контуры, так и  на  систему в целом для заявленных целей.

На токовые асимметрии каждого контура в условиях термодинамического равновесия также оказывают воздействие  внешние влияние которые являются предметом дополнительного изучения (например: электрического и (или) магнитного поля земли).

Из всех типов дополнительных влияний на систему в условиях термодинамического равновесия  особенно интересны  электростатические и магнитные влияния на систему через полупроводники р-типа. 

Полупроводник р-типа сам по себе не может образовывать p-n-перехода, необходимого для возникновения барьерной и диффузионной емкостей. Это значит, что каждый узел  гексагональной топологии не может быть чувствителен к внешним электростатическим воздействиям, только к электромагнитным.

Экспериментальные работы с омическими контактами константана и нихрома с медными проводниками, которые полностью покрыты слоем оксида меди (полупроводника) обнаружили в системе электростатическую аномалию. В настоящее время готовятся работы с омическими контактами константана и нихрома с готовыми полупроводниковыми “кубиками” р-типа типоразмером 3х3х3 мм из модулей Пельтье. Это должно прояснить ситуацию с внешним электростатическим воздействием на систему.

Экспериментальная проверка

В первом эксперименте по проверке идеи вместо полупроводниковых “кубиков” р-типа использовался самодельный полупроводник р-типа на основе оксида меди, которым была покрыта медная проволока.

Технология изготовления полупроводника р-типа из медной пластины достаточно проста. Обжиг при высокой температуре меди формирует на  её поверхности тонкий слой оксида меди, который является полупроводником р-типа.

    В практическом плане сначала была сформирована (связана)  гексагональная топология системы из множества узлов  3-х проволок различных материалов – константан, нихром и медь, см. рис. № 2. 

Рис. № 2. Гексагональная топология системы из константана, нихрома и меди.

Затем все узлы (связки)  были обожжены горелкой до красна, для целей формирования поверх медных проволок слоя полупроводника р-типа из оксида меди, см. рис. № 3.

Рис. № 3. Гексагональная топология системы из константана, нихрома и полупроводника p-типа на основе оксида меди.

Источник  электрической энергии на контактной разности потенциалов в условиях термодинамического равновесия гексагональной топологии состоит из 37 идентичных электрических  контуров, которые в свою очередь представляли один большой шестигранник.

Каждый контур состоит из последовательно включённых металлов (константан и нихром) и медных проводников, которые прошли термическую обработку. В этом случае на поверхности меди сформирован тонкий слой полупроводника р — типа.

Экспериментом подтверждены следующее характеристики системы:

1.    Система состоит из 37 электрических  контуров гексагональной топологии, которые  представляют один большой шестигранник со стороной в 4-е электрических контура.

2.    Выходное напряжение имеет ярко выраженную зависимость от внешних электрических зарядов (местоположения человека, производящего измерения). На порядок большая зависимость, чем в ОКР с классическими диодами.

3.    Минимальное выходное напряжение системы 0,02 мВ.  Выходное напряжение зависит от местоположения человека, производящего измерения и ориентации системы в магнитном поле земли).

4.    Максимальное выходное напряжение системы 0,4 мВ. Выходное напряжение зависит от местоположения человека, производящего измерения и ориентации системы в магнитном поле земли.

5.    Выходное напряжение, пока не понятно по каким причинам, в некоторых случаях становится ярко выраженным переменным с частотой 0,5 — 1 Гц. В этом случае уже частота зависит от местоположения человека, производящего измерения и ориентации системы в магнитном поле земли.

6.    Максимальный ток короткого замыкания системы 10 мкА.

Вывод

1.    В системе происходят сложные взаимодействия между различными компонентами и внешними условиями.

2.    В каждом контуре гексагональной топологии протекают временные токовые асимметрии, вызванные электрическим и магнитным полями земли и отдельными электрическими зарядами, которые влияют как на соседние контуры, так и  на  систему в целом в части аномальных рапределений выходных напряжений.

3.    Использование гексагональной топологии в  качестве датчиков измерения и регистрации изменений в уровне различных электростатического и магнитного полей будет полезна в различных областях науки и техники, например: мониторинг уровней загрязнений, радиационных полей и температурных изменений окружающей среды, контроль качества воздуха,  влияния электростатических полей на различные физические процессы, такие как поведение частиц, движение жидкостей и газов, а также химические реакции, мониторинг производственных процессов и оборудования,  медицинская диагностика, мониторинг уровни электростатического поля вокруг защищаемых объектов, электростатическая локация и т.п.

4.    Работа системы за пределы термодинамического равновесия и проявленные при этом  эффекты является новым и интересным направлением в электрической генерации. Предварительно, экспериментальными работами подтверждено, что такая система, при нарушении термодинамического равновесия (например: общий нагрев) — не нуждается в дополнительном охлаждении каких-либо противоположных узлов, как у элемента Пельтье. В этом случае можно предположить, что замена в системе одного типа полупроводника на другой должна генерировать электричество уже от общего охлаждения системы, но это  задел на будущие ОКР и публикации по ним.

Приложения:

1. Генерация электроэнергии из земного электрического поля с помощью контактной разности потенциалов полупроводников и металлов в гексагональной топологии).

2. Видео ОКР № 1. Выходное напряжение имеет ярко выраженную зависимость от внешних электрических зарядов (местоположения человека, производящего измерения). На порядок большая зависимость, чем в ОКР с классическими диодами (см. приложение п.1.).

3. Видео ОКР № 2. Выходное напряжение, пока не понятно по каким причинам, в некоторых случаях становится ярко выраженным переменным с частотой 0,5 — 1 Гц. В этом случае уже частота зависит от местоположения человека, производящего измерения и ориентации системы в магнитном поле земли.