CC BY
253
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ, МЕТРОЛОГИЯ И ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (130) 2014
УДК 621.Э55.2
Д. П. ЧУПИН
Омский государственный технический университет
ИССЛЕДОВАНИЕ МОТОРА БЕДИНИ В КАЧЕСТВЕ ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
Проведены исследования мотора Бедини в качестве зарядного устройства аккумуляторных батарей. Результаты исследования представлены в виде осциллограмм напряжения и тока, измеренных в цепях зарядного устройства. Приведены расчеты входных/ выходных токов и мощностей зарядного устройства, а также расчеты эффективности устройства.
Ключевые слова: аккумуляторная батарея, мотор Бедини, баланс мощностей, зарядное устройство, эффективность.
Введение. На просторах глобальной сети можно найти множество статей, посвященных устройствам, которые якобы позволяют получить «свободную энергию», «энергию эфира» или так называемую «ра-диантную энергию». Множество людей, заинтересованных этой темой, пытаются повторить представленные в них устройства и обсуждают полученные результаты.
Нами было проведено исследование устройства, называемого мотором Бедини (МБ). Это устройство, по заверению автора Джона Бедини (Jhon Bedini), позволяет заряжать свинцово-кислотные аккумуляторные батареи. При этом само устройство питается от аналогичной батареи напряжением 12 В. По заверениям изобретателя этого устройства, заряжаемая батарея в процессе заряда «наполняется» некоей энергией, полученной из окружающей среды. Как следствие, заряжаемая батарея получает 100 % заряда за очень короткий промежуток времени (по разным источникам от 10 до 30 минут). При этом устройство работает от аккумуляторной батареи той же емкости и не исчерпает ее в процессе заряда [1].
Для проведения экспериментальных исследований у автора изобретения была приобретена одна из модификаций МБ.
Предмет исследования. Мотор Бедини представляет собой некий аналог бесколлекторного (вентильного) двигателя постоянного тока (рис. 1). На его статоре размещены 8 катушек индуктивности. Из них 4 предназначены для приведения в движение ротора, а также участвуют в зарядке батареи (в прилагаемой инструкции они именуются Motor Coils), другие 4 — представлены как катушки генератора (Generator Coils) для снятия дополнительной энергии. Ротор состоит из 2-х дисков, закрепленных на горизонтальном валу, снизу и сверху статора. На роторе закреплены постоянные магниты (по одному сверху и снизу напротив сердечников катушек).
Электрическая схема устройства представлена на (рис. 2). Состоит устройство из 4-х одинаковых блоков Al—4, токоограничивающих резисторов Rl, R6, геркона Sl и аккумуляторных батарей GBl и GB2. Каждый из блоков включает в себя катушку индуктивности (Motor Coil), транзистор с токоограничивающим резистором, диод и неоновую лампу.
Геркон S1 размещается рядом с сердечником одной из катушек.
Рис. 1. Внешний вид МБ
В качестве питающей GB1 и нагрузочной GB2 батарей использовались свинцово-кислотные батареи номинальной емкостью 7,2 Ач, напряжением 12 В.
Измерения средних токов и напряжений проводились на измерительном стенде National Instruments BNC-2120. Осциллограммы напряжений и токов получены на осциллографе.
Результаты исследования и их обсуждение. Первые испытания устройства в работе показали, что среднее значение потребления тока в режиме холостого хода (ХХ) (без заряжаемой батареи GB2) составляет 1,82 А при напряжении питания 12,03 В.
Так, средняя потребляемая мощность в режиме ХХ составила 21,85 Вт. Под нагрузкой (с заряжаемой батареей) средний ток, потребляемый устройством, составил 3,32 А при напряжении 11,56 В — средняя потребляемая мощность 38,39 Вт. При этом средний ток заряда нагрузочной батареи составил 1,25 А при напряжении 13,54 В — средняя мощность, отдаваемая устройством, составила 16,91 Вт [2].
Так, потребляемая устройством мощность более чем в 2 раза превышает мощность, отдаваемую в нагрузочную батарею. Следовательно, при условии, что батареи GB1 и GB2 имеют одинаковую емкость, заряд
Рис. 2. Электрическая принципиальная схема МБ
батареи СБ1 будет исчерпан быстрее, чем зарядится батарея СБ2.
В ходе дальнейших исследований с помощью осциллографа были получены осциллограммы сигналов в различных точках схемы.
В целях упрощения схема устройства была урезана до одного блока (рис. 3).
На рис. 4 представлена форма напряжения на базе транзистора Т1 (точка а).
Изменение уровня в этой точке обусловлено замыканием/размыканием контактов геркона. Период сигнала составляет 7,5 мс, частота переключения транзистора Т1 равна
1
7,540-3 мс
= 133,3 Гц .
Коэффициент заполнения О в установившемся режиме равен
О = 2,5,10 _ мс .100 //=33,3 % .
7,540 мс
Под действием магнита контакты геркона замыкаются, и по базе транзистора протекает ток — транзистор открыт. Падение напряжения на базе Т1 составляет 0,8 В (рис. 4). Длительность протекания тока через базу транзистора составляет 2,5 мс. В течение этого времени транзистор Т1 открыт и по катушке Ь1 протекает ток. Следующие 5 мс геркон разомкнут и транзистор закрыт. Мгновенный обрыв цепи Ь1ТЮБ1 вызывает всплеск ЭДС самоиндукции в индуктивности Ь1. Это видно на осциллограмме, снятой в точке Ь (рис. 5). Осциллограмма снята при отключенной батарее СБ2.
В момент закрытия транзистора ЭДС самоиндукции достигает 120 В. В течение -2,5 мс напряжение снижается до -1 В. После этого в цепи протекает переходной процесс в виде возрастания напряжения до 2,8 В и снижения до 1 В. Во время «накачки» катушки Ь1 (транзистор открыт) напряжение на ее выводах составляет 1 В. Измерения проводились в режиме отсечки постоянной составляющей напряжения.
При подключенной нагрузочной батарее СБ2, в момент закрытия транзистора Т1, на ее клеммах можно наблюдать всплеск напряжения величиной 0,08 В (рис. 6). Напряжение батареи СБ2 во время проведения измерения составляло 11,8 В.
Рис. 3. Упрощенная схема МБ
Осциллограмма напряжения в точке й представлена на рис. 7. Измерения проводились при подключенной батарее СБ2.
Здесь наблюдается всплеск напряжения, вызванный закрытием транзистора Т1 до значения 14 В. Спустя 1,4 мс начинается переходной процесс, в результате чего значение напряжения снижается до 1 В, снова возрастает до 3 В и окончательно снижается. Эта осциллограмма напоминает осциллограмму на рис. 5, если ту «обрезать» на уровне 14 В. Измерения проводились в режиме отсечки постоянной составляющей напряжения.
Осциллограмма тока в цепи Ь1УО1СБ2 приведена на рис. 8.
В момент закрытия транзистора в этой цепи появляется всплеск тока величиной 1,44 А, который затухает в течение 1,25 мс.
Среднее значение тока в цепи ЄБ1Ь1Т1 можно оценить, вычислив площадь треугольника АБС [2] (рис. 8)
1
1 1,444,2540-3
'7,540-3 АБС“ 7,540-3'
2
0,12 А.
Напряжение на клеммах питающей батареи СБ1 (точка с) представлено на осциллограмме (рис. 9).
Во время «накачки» индуктивности Ь1 напряжение плавно снижается. При напряжении холостого хода батареи СБ1 12 В, за 2,5 мс, пока открыт транзистор Т1, напряжение на клеммах батареи снижается до 11,02 В.
Осциллограмма тока в цепи ЄБ1Ь1Т1 приведена на рис. 10.
I
СР
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (130) 2014 ПРИБОРОСТРОЕНИЕ, МЕТРОЛОГИЯ И ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ, МЕТРОЛОГИЯ И ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (130) 2014
202
Рис. 4. Осциллограмма напряжения в точке а
Рис 5. Осциллограмма напряжения в точке Ь
Рис. 6. Осциллограмма напряжения на клеммах батареи 0В2
Рис. 7. Осциллограмма напряжения в точке d
Рис. 8. Осциллограмма тока в цепи ЫУ010В2
Рис. 9. Осциллограмма напряжения на клеммах батареи 0В1
Рис. 10. Осциллограмма тока в цепи 0В1ЫТ1
Ток в цепи СБ1ЫТ1 плавно возрастает на протяжении всего времени, пока открыт транзистор Т1 (2,5 мс). К моменту закрытия транзистора ток достигает значения 1,44 А.
Среднее значение тока в цепи ЄБ1Ь1Т1 равно
1 1,44-2,5-10-3
7,540-
2
=0,24 А .
Выводы. В результате проведенных исследований получены результаты, опровергающие возможности устройства, заявленные автором. При расчете потребляемой и отдаваемой устройством мощностей было выявлено, что исследуемое устройство в единицу времени потребляет в 2,27 раза больше мощности, чем отдает в нагрузку (батарею СБ2). Таким образом, коэффициент полезного действия исследуемого устройства равен
ЧМБ = РВМХ400 % = 1691 -100 % » 44 % .
p
ВХ
38,39
Средние токи разряда батареи СБ1 (0,24 А) и заряда батареи СБ2 (0,12 А), вычисленные по осциллограммам (рис. 8, 10), также подтверждают неэффективность мотора Бедини в качестве зарядного устройства.
Автор упоминает о критичности устройства к частоте, на которой оно работает. А именно, он говорит об эффекте резонанса. Возможно, если бы мы добились эффекта резонанса, нам удалось бы получить лучшие результаты. Однако хочется заметить, что для достижения резонанса устройство потребует сложной настройки, которую необходимо регулярно повторять с различными батареями.
Библиографический список
1. Bearden, T. Free energy generation. 20 Bedini — Bearden Years. Circuits & Schematics / T. Bearden. — 2-е изд. — 2006. — 234 c. - ISBN 0-9725146-8-6.
2. Бессонов, Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. В 2 ч. Ч. 1. / Л. А. Бессонов. — 9-е изд. — М. : Высшая школа, 1996. - 638 с.
3. Атабеков, Г. И. Теоретические основы электротехники. Линейные электрические цепи. В 2 ч. Ч. 1. / Г. И. Атабеков. — 5-е изд. — М. : Энергия, 1978. — 522 с.
ЧУПИН Дмитрий Павлович, аспирант кафедры «Технология электронной аппаратуры».
Адрес для переписки: [email protected]
Статья поступила в редакцию 12.03.2014 г.
© Д. П. Чупин
I
CP
3
Информация
Конкурс проектов 2014 г. на проведение совместных научных исследований американскими и российскими университетами
Американский фонд гражданских исследований и развития (CRDF Global) объявил конкурс проектов 2014 г. на проведение совместных научных исследований американскими и российскими университетами
Окончание приема заявок на конкурс: понедельник, 28 июля, 2014 г. (23:59) Североамериканское восточное летнее время (EDT).
CRDF Global принимает заявки на участие в конкурсе проектов в области фундаментальных научных исследований 2014 г. Данный конкурс финансируется CRDF Global за счет средств, предоставленных Государственным департаментом США и Национальным научным фондом США (NSF).
Основные задачи конкурса.
Поддержка качественных инновационных фундаментальных исследований, проводимых совместными коллективами американских и российских ученых в Уральском регионе РФ по тематике данного конкурса. Содействие разнообразию в научном сообществе.
Создание устойчивых совместных научных связей между российскими и американскими учеными.
Для реализации данных целей CRDF Global определил тематику конкурса с учетом национальных приоритетов США и России. В рамках данного конкурса будут приниматься заявки на проведение фундаментальных научных исследований в следующих областях:
— нанотехнологии;
— энергосберегающие и энергоэффективные технологии;
— рациональное природопользование.
Гранты размером до $110,000 USD каждый будут присуждены совместным коллективам американских и российских ученых. Продолжительность гранта составляет до 2 лет с возможностью продления срока реализации проекта без дополнительного финансирования.
Более подробная информация о конкурсе, полный текст объявления и все необходимые формы и шаблоны размещены на сайтеCRDF Global.
Источник: http://www.rsci.iu/grants/grant_news/284/236454.php (дата обращения: 27.05.2014)
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (130) 2014 ПРИБОРОСТРОЕНИЕ, МЕТРОЛОГИЯ И ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ
