La ricerca di fonti alternative di elettricità è diventata massiccia negli ultimi decenni. La minaccia di esaurimento delle risorse energetiche fossili ha stimolato la ricerca sull'uso delle risorse rinnovabili: aria, acqua, calore geotermico. Un esercito di inventori si è unito agli scienziati che lavorano nel campo delle energie alternative, che ha "inondato" lo spazio dell'informazione oggi con progetti per ottenere energia "gratuita".
Una delle aree più popolari del loro sviluppo è l'uso dell'elettricità atmosferica. Osservando il tumulto degli elementi durante i temporali, c'è una grande tentazione di domare le forze elettriche della Terra, di usarle a beneficio dell'uomo.
Proviamo a valutare quanto sia realistico avvicinarsi a queste forze e utilizzarle nella pratica. Per cominciare, rispondiamo alla domanda se le riserve di elettricità della Terra siano davvero grandi? Quasi tutti hanno sentito o sanno di un condensatore. Alcuni hanno lavorato con loro, altri ricordano dal corso di fisica della scuola.
Secondo i concetti moderni, la Terra è un analogo di un tale dettaglio dei circuiti di ingegneria radio. Questo enorme condensatore sferico è carico e crea un campo elettrico intorno a noi.
D'ora in poi, devi operare con valori numerici, poiché molti progetti per l'utilizzo del campo elettrico terrestre si basano su meccanismi completamente mitici per prelevare energia da un tale condensatore.
In primo luogo, sulla capacità della Terra. Già in questa fase sorgono discrepanze. Nel calcolare la capacità della Terra, come conduttore sferico solitario nello spazio, è stato ottenuto un valore di circa 700 μF. E calcolando la capacità del condensatore formato dalla superficie terrestre e dalla ionosfera situata a un'altitudine di 60-80 km si ottiene un valore vicino a 1F. La discrepanza tra i risultati è più di 1000 volte! E questo è solo l'inizio delle incertezze associate all'elettricità atmosferica.
Il condensatore terrestre viene caricato a una tensione di circa 300 kV, con la superficie terrestre caricata negativamente e la ionosfera caricata positivamente. L'intensità del campo tra le "piastre" di un tale condensatore è di 120-150 V / m in superficie e diminuisce bruscamente con l'altezza.
Video promozionale:
Come ogni vero condensatore, ha una corrente di dispersione. I geofisici sono riusciti a misurarne il valore in modo abbastanza accurato. Queste correnti sono molto piccole: con tempo sereno, la densità di corrente di dispersione è compresa tra 10 e meno 12 di Am2. Ma il ricalcolo per l'intera superficie della Terra fornisce una corrente di dispersione totale di circa 1800 A. La carica elettrica della Terra (e, di conseguenza, della ionosfera) è stimata in 5,7x10 alla quinta potenza del coulomb. Quindi il condensatore di terra dovrebbe essere scaricato in … 8-10 minuti e il campo elettrico dovrebbe scomparire.
In pratica, non vediamo un'immagine del genere. Ciò significa che esiste un generatore naturale con una capacità di oltre 700 MW, che compensa la perdita di carica del sistema Terra-ionosfera.
La scienza moderna si è dimostrata impotente nello spiegare i meccanismi di ricarica di un condensatore. Oggi ci sono più di 10 teorie e ipotesi che descrivono i meccanismi e i processi per mantenere una carica costante sulla Terra. Ma la verifica sperimentale e calcoli raffinati mostrano che la quantità di cariche generate è insufficiente per mantenere un valore stabile del campo terrestre.
Tra i candidati per i generatori di carica sono stati considerati i temporali, la circolazione di correnti nel mantello fuso della Terra, il flusso di particelle dal Sole (vento solare). È stata avanzata anche un'ipotesi esotica sull'esistenza di un generatore naturale di MHD operante nell'alta atmosfera. Il risultato è deludente: oggi la scienza non sa esattamente da dove vengono reintegrate le cariche di un condensatore naturale. È possibile che ciascuno di questi meccanismi contribuisca al rifornimento della carica dell'accumulo terrestre.
E ora sulle possibilità di utilizzare l'energia di un condensatore naturale. Come notato sopra, l'intensità del campo (o il potenziale gradiente sulla superficie) è in media di 130 V / m. Ma questo non significa che una persona alta abbia un potenziale di 260 V tra i talloni e la sommità della testa. L'aria è un eccellente isolante e il corpo umano è un buon conduttore. Pertanto, indipendentemente dalla crescita, abbiamo sempre il potenziale della Terra.
I tentativi di utilizzare la forza del campo terrestre per scopi utilitaristici sono stati intrapresi per oltre due secoli e continuano ancora oggi. La migliore realizzazione di strutture per la raccolta dell'elettricità atmosferica tramite palloncini ha permesso di ottenere una potenza di circa 1 kW, e circuiti moderni e realmente funzionanti consentono di alimentare un LED a bassa potenza o ricaricare un telefono cellulare.
Il fatto è che la conduttività dell'aria atmosferica è compresa tra 10 e meno 14 gradi S / m (Siemens / metro). È semplicemente impossibile togliere una notevole potenza da una fonte ad alta resistenza. Per questo, le parti del "generatore" devono avere un isolamento più affidabile. Ma la conducibilità sulla superficie degli isolanti supera la conducibilità dell'aria, quindi il generatore "cortocircuiti" rapidamente.
Le ultime informazioni degli scienziati brasiliani sulle possibilità di ottenere elettricità dall'atmosfera umida dei tropici sono piuttosto di valore teorico. L'efficienza di un tale generatore è 100 milioni di volte inferiore a quella di una cella solare.
Se è impossibile utilizzare l'energia dello strato superficiale dell'atmosfera, puoi provare a "scaricare" il condensatore globale? Sfortunatamente, le opportunità qui non sono grandi. La conduttività dell'atmosfera è stata menzionata sopra. La conducibilità della ionosfera è di 10 ordini di grandezza maggiore, ma numericamente è compresa tra solo 5x10 e meno 4 gradi S / m.
Quando lo spazio tra la superficie terrestre e la ionosfera viene "cortocircuitato" da un fascio di plasma ottenuto, ad esempio, da un laser, una corrente insignificante di centinaia di milliampere fluirà nel circuito. È determinato dalla resistenza interna della "piastra" ionosferica del condensatore, che è 5-10 kΩ / m. Ottenere una "lampada" a gas lunga 60-80 km è il limite delle possibilità di questo metodo. E questo per il bene di una riserva di energia di poco più di 2500 kWh: questa è esattamente l'energia di un condensatore globale carico.
C'è un'altra considerazione contro l'interferenza umana nei processi elettrici della Terra. Si sono formati nel corso di miliardi di anni e hanno svolto un ruolo importante nell'origine della vita sul nostro pianeta. La combinazione di questi processi costituisce una catena globale di generazione e compensazione delle cariche elettriche, una sorta di analogo del sistema nervoso umano.
Non abbiamo ancora idea di molti dei meccanismi di questa catena. Basti citare la recente scoperta di fulmini nella ionosfera. Pertanto, intervenire in tale catena senza comprendere le leggi del suo funzionamento e le possibili conseguenze dell'intervento è almeno stupido. Pertanto, anche se trovi le chiavi della dispensa dell'elettricità naturale, dovrebbero essere abbandonate immediatamente.
