Valvoja: Yllapito
Ville kirjoitti:Aikaisemmin tutkittuaNernst efekti on lämpösähköinen tai –magneettinen ilmiö, joka havaitaan, kun sähköä johtava kappale laitetaan toistensa suhteen kohtisuorassa olevaan magneettikenttään ja lämpötilagradienttiin, jolloin molempien suhteen indusoituu kohtisuora sähkökenttä.
Tällöin magneettikenttä, lämpötilagradientti ja sähkökenttä muodostavat toistensa suhteen eräänlaisen pirunnyrkin, jonka ratkaiseminen vaatii älyä.
Liikkuvat energiankantajat, kuten elektronit puolijohteessa liikkuvat lämpötilagradientin suuntaan johtuen lämpötilan ja kineettisen energian välisestä suhteesta. Jos samassa tilassa on magneettikenttä poikittain suhteessa lämpötilagradienttiin ja energiankantajat ovat sähköisesti varautuneita, niihin kohdistuu voima, joka on kohtisuorassa niiden liikkeen suuntaan. Toisin sanoen sähköisesti varautuneiden hiukkasten liikesuuntaan nähden indusoituu kohtisuora sähkökenttä, joka on kohtisuorassa lämpötilagradienttiin ja magneettikenttään.
Nernst efekti ilmenee puolijohteissa ja sitä tutkittu 1950 luvulta lähtien. Metalleissa se on lähes olematon.Ettingshausen efekti on lämpösähköinen tai –magneettinen ilmiö, joka vaikuttaa magneettikentän läsnä ollessa johtimen sähkövirtaan. Efekti löydettiin tutkittaessa Hall efektiä vismutissa, kun sitä lämmitettiin yhdeltä puolen ja samalla huomattiin yllättävä kohtisuora sähkövirta. Se tunnetaan Nernst efektinä. Sitä vastoin, kun tuotetaan sähkövirta (y-akselilla) ja siihen kohtisuorassa oleva magneettikenttä (z-akselilla), näiden molempien suhteen muodostuu kohtisuora lämpötilagradientti (x-akselilla). Hall efektistä johtuen elektroneihin kohdistuu voima, joka liikuttaa niitä kohtisuoraan suhteessa annettuun virtaan. Kun elektronit kasautuvat kappaleen yhdelle puolelle, törmäysten lukumäärä lisääntyy ja materiaali lämpenee.
Ettingshausen efekti riippuu materiaalin (z-akselin) paksuudesta, koska lämpövirtaus riippuu lämpötilagradientin poikkileikkauksesta. Materiaalin leveys ei vaikuta efektiin, koska Hall efektin kokonaissumma pysyy vakiona, kuten myös kokonaislämpötilan muutos.
Useimmissa metalleissa, kuten kuparissa, hopeassa ja kullassa Ettingshausen efekti on erittäin pieni ja vaikea havaita normaaleissa magneettikentissä. Sen sijaan vismutissa efekti on monta magnitudia suurempi, johtuen sen huonosta lämmönjohtavuudesta.
Edellisen tutkimuksen (2011) perusteella Nernst-Ettingshausen efektin vahvistuviin värähtelyihin tarvitaan vismuttia, grafiittia tai grafeenia (hiilen yksi kerroksista hilaverkkoa). Nämä materiaalit ovat suhteellisen hyviä diamagneetteja, jotka hylkivät magneettivuota.
Walther Nernst
https://en.wikipedia.org/wiki/Walther_Nernst
Ja vielä yksi huomio. Nernstin lämpöteoreema ei näytä olevan sellaisenaan vielä täysin valmis.
Reijo Mäkelän (1993) linjoilla
Useimmat biokemian peruskaavat ovat fysiikan lakien vastaisia. Niissä oletetaan solun käyttäytyvän samalla tavalla, olipa sen sisällä vettä ja siihen sidottuja elektroneja paljon tai vähän.
Niin Donnamin kuin Nernstin kaava (Nobel 1920) ovat vastoin fysiikan lakeja. Donnamin kaavassa edellytetään aktiivista diffuusiota, eikä oteta huomioon solun sisäisten elektrolyyttien määrien muutoksista johtuvia vaikutuksia (kaliumkapasiteettia). Ja Nernstin kaava lakkaa pätemästä, kun solun sisäisen energian määrää muutetaan, mitä elävissä soluissa tapahtuu kaiken aikaa.
Solun kalvossa tapahtuvaa Na+/K+ liikettä kuvaavat kaavat ovat myös fysiikan lakien vastaisia: Hodgkin – Huxley – Eccles (Nobel 1963) esittivät ionivoimateorian solun kalvossa tapahtuvan Na+/K+ liikkeen syyksi. Tällöin Ohmin laki soveltuu vain osittain solujen sähköiseen käyttäytymiseen.
Olen saanut edellä mainitulta herra Eccles’siltä kirjeen, jossa hän ilmoittaa tutkija R. Mäkelän olevan väärässä; hänhän olettaa soluissa olevan magneettikenttiä, ja että ne vaikuttavat solujen käyttäytymiseen.
Hänen kirjeensä oli sikäli oikeutettu, että jos hän olisi allekirjoittanut ja hyväksynyt minun tutkimukseni, hän olisi samalla ilmoittanut saaneensa Nobel-palkinnon täysin väärin perustein. Hän on Australiassa sen luokan professori, ettei hän voi ilmoittaa oppineensa vielä vanhoilla päivilläkään jotain uutta.
Harold Aspden. 1998. United States Patent 5,734,122
Thermoelectric energy conversion apparatus
Lämpösähköinen energiamuunnin apparaatti
TIIVISTELMÄ
Tuodaan esille apparaatti, jossa pari kiinteää pitkänomaista sylinterimäistä metallijohdinta liitettynä niiden keskusakselit molemmin puolin samansuuntaisesti kiinnitetään niiden päistä muodostamaan polku suljetulle sähköpiirille, siellä on välimatkoin lämpönielut niiden pituutta myöten, jotka palvelevat lämmönsiirtokeinona tuottamaan lämpötilagradientin johdinten pituutta myöten. Johtimissa virtaava vahva sähkövirta tuottaa metallissa kehämäisen magneettikentän, joka on suorassa kulmassa lämpövirtaan, ja se tuottaa Nernst efektin kautta metallissa radiaalisen sähkökenttägradientin yhdistyneenä varastoituneen sähköenergian hetkelliseen kerääntymiseen. Esille tuotu apparaatti palvelee energian muuntamisen kokeellista testausta ja varastointia metallissa ilmenevillä lämpösähköisillä prosesseilla ja viimeisimpänä liittyvän teknologian hyötykäyttöä.
KEKSINNÖN ALA
Keksintö liittyy energianmuunnos apparaattiin, jossa magneettikentän ja lämpövirran yhdistetyllä toiminnalla tuotetaan sähköjohtimessa sähkökenttäefektejä. Magneettikenttä tuotetaan johdinkappaleen sähkövirralla ja keksinnön ala liittyy siten perustavanlaatuisesti lämpösähkön tieteenhaaraan, erityisesti Nernst Efektiin, joka liittyy lämpötilagradienttiin, magneettikenttään ja molemmin puolin suorakulmassa indusoituun sähkökenttään, jolle lämpölähde antaa tehoa. Tutkimus, johon keksintö perustuu, on osoittanut tiettyjä energia anomalioita, joista jotkin eivät ole hyvin ymmärrettyjä, mutta jotka liittyvät apparaattiin, jonka yleiset suunnitteluominaisuudet liittyvät ääneen ja hyvin tunnettuihin tieteellisiin periaatteisiin.
Keksintö liittyy ainoastaan apparaatin tiettyihin uusiin ja ei ilmiselviin ominaisuuksiin, joita tullaan hyödyntämään tulevassa kokeellisessa tutkimuksessa ja lopullisissa teknologissa sovelluksissa, jotka voivat hyödyntää näitä energia anomalioita.
…
Keksintö liittyy sähkökojeeseen, joka on nimenomaan suunnattu tuottamaan sähköjohtimessa suorakulmaista vuorovaikutusta magneettikentän ja lämpötilagradientin välillä, näennäisesti ilman selvää tarkoitusta, koska siihen liittyy tehohäviö. Kuitenkin Nernst Efektin kautta johtimeen muodostuu sähkökenttä molemmin puolin suorassa kulmassa ja sen seurauksena keksinnön apparaatin kokoonpano tavoittelee perustutkimusta, joka liittyy tiettyihin energia anomalioihin, jotka antavat keksinnölle hyödyllisyyden ainakin kokeellisena apparaattina.
…
KEKSINNÖN TAUSTAA
Sähkötieteessä on lukuisia energia anomalioita, joita nykyaikaisessa opetuksessa harvoin tunnustetaan, mutta jotka tullaan lopulta ratkaisemaan ja joilla on teknologisia oheistuotteita patentoitavalla arvolla.
…
Hystereesi ja pyörrevirtahäviöt tuottavat lämpöä. Lämmön pitää virrata sähköteräslaminoinnista ja sillä on taipumuksena virrata sivusuunnassa laminointitason leveyssuunnassa ja löytää lyhin reitti ympäristön viilentävään väliaineeseen, oli se ilmaa tai öljyä.
…
Nyt, kun lämpö virtaa sivusuunnassa voimakkaassa magneettikentässä, tiedämme lämpösähkön tietämyksen perusteella, että tuloksena muodostuu sähkökenttä molemminpuolisesti suorassa kulmassa. Se on Nernst Efekti ja se todella merkitsee siellä ollen sähkövarausten virran magneettista poikkeamaa sen törmäystoiminnassa lämmönkuljettajana. Se mitä tapahtuu, lämpöliike poikkeaa sivusuunnassa niin, että lämpövirta pidättyy laminoinnin sivupinnoille kerääntyvistä varauksista, jotka tuottavat sähkökentän. Lämpöenergiaa muuttuu sähköenergiaksi ja magneettikenttä palvelee vain katalyyttinä, toimien varausten liikkeen poiskääntäjänä hyvin tunnetulla Lorentzin mukaan nimetyllä voimalailla. Varaus tulee lämmönkuljettajista, raudan sisällä olevista vapaista elektroneista.
Sen perustelemiseen, miten tämä selittää pyörrevirtahäviö-ilmiötä, pitää ymmärtää, että lämpö virtaa laminaateissa yhteen suuntaan peräkkäisten magneettialueiden (Weissin alueiden) lävitse ja vaihtovirtamagnetoinnin indusoimat piirimäiset pyörrevirrat tulevat risteämään yhden rinnakkaisen laminaatin pinnalta toiseen laminaattiin, ja siten samaa poikittaista rataa pitkin kuin indusoitu sähkökenttä. Magneettisen domainin polarisoinnin suunta määrittää sen, tuottaako Nernst Efekti vastustavan vai avustavan sähkökentän, mutta virta kulkee aina vähimmän vastuksen reittiä. Tarkoittaen, että se valitsee kulkureitikseen domainin, joka tarjoaa avustavan kentän. Lyhyesti, johtuen lämmön muuntamisesta sähköksi, pyörrevirran piirimäisessä virrassa on avustava sähkömotorinen voima ja se tarkoittaa, että paljon suuremmat virrat kulkevat kuin perusteorian mukaan on odotettavissa. Sen kautta mukaan liittyy vuorostaan viilentymistä, kun energiaa muuntuu lämmöstä sähköksi ja tämä sähkö sitten lisää pyörrevirtojen voimaa ja uudelleengenereroi lämpöä, enemmän lämpöä kuin Nernst Efektin sivuuttavan teorian mukaan on odotettavissa ja se merkitsee anomaalista häviötä.
Tietenkin, kun laminointi on voimakkaasti magnetoitu niin, että kaikkien magneettisten domainien polarisaatio taipuu samaan yleiseen suuntaan, silloin virta menettää sen optimaalisen radan ja sen, mitä se saavuttaa lähellä yhtä reunaa kulkiessaan poikittaisesti laminaatin leveyden, se menettää toisessa reunassa. Sen tuloksena anomaliakerroin melko pieni ja todellakin normaali ja lähellä teoreettista ennustetta, saaden vaikutteita ainoastaan rakenteellisista epätasakoosteisuuksista B – H vuokäyrän korkeammalla alueella, kuten hakijan tohtorityön kokeellinen tutkimus näytti toteen.
Yllä on esimerkki tähän asti selittämättömästä anomaalisesta lämmön generoinnista, joka on tärkeä, koska se vaikuttaa kaikkiin sähköteholaitteisiin, joissa käytetään sähköteräs-levyjä, joka tarkoittaa käytännössä kaikkia moottoreita ja muuntajia ja silti vain harva tieteilijä tietää edes sen olemassaolosta.
Kuitenkin tässä tapauksessa magnetismin vaikuttamat lämpöprosessit muuttavat lämpöä sähköksi tavalla, jolla lämpöä generoituu enemmän kuin on odotettavissa, mutta se kaikki selittyy sisään laitetulla sähköllä ja vaikka siihen liittyvää tiedettä ei ole ymmärretty, tieteilijämme ovat luovuttaneet ja hyväksyneet häviötilanteen ilman selitystä. Vasta nyt sattumalta ja keksintöön liittyvien toisten tutkimusten perusteella hakija on löytänyt oikean selityksen.
Tämä pidemmälle menevä tutkimus liittyi lämmön muuntamiseen sähköksi käyttäen itsessään magneettisia materiaaleja, tyypillisesti nikkeliä rakenteissa, jotka liittyvät Amerikan patentteihin no. 5,065,085, 5,288,336 ja 5,376,184. Tässä tutkimuksessa huomattiin, että kun lämpö virtaa nikkelilaminaateissa ja se käännetään magneettikentällä kHz taajuudella tuottamaan metallissa sähkömotorista voimaa poikittaisessa mielessä ja noiden laminaateista rakennetun laminaarisen kondensaattoripinon lävitse, rakenteesta voidaan ottaa sähkötehoa. Se ylläpitää oskillaatioita kehittämällä negatiivista resistanssia, jolle lämmön sisääntulo antaa tehoa. Se hyödyntää pääasiassa Nernst Efektiä ja toiminnallisista suunnittelusyistä tiettyjä muita lämpösähkö efektejä, mutta se on yllättävä kehitys, koska magnetismin roolia katalyyttina ei tunneta lämmön muuttamisessa sähköksi. Kuitenkin 1960 luvun tehoteknologiassa, ennen kuin se julkaistiin ydinvoiman tulemisen sivuhuomautuksessa, oli olemassa uutta teknologiaa sähkötehon generointiin, joka tunnettiin magnetohydrodynamiikkana (MHD), jossa kuumat ionisoidut kaasut kulkivat magneettikentän lävitse, joka käänsi positiiviset ja negatiiviset ionit vastakkaisiin poikittaisiin suuntiin jakamaan lämpöä tuottamaan sähkötehoa. Magneettikenttä oli vain katalyytti, mutta huomaa, että lämpö virtasi osana sähköisesti johtavaa väliainetta, siinä tapauksessa kaasua.
Jeps, nyt riittää tällä kertaa. Kerrassaan mielenkiintoista tekstiä.
Käyttäjiä lukemassa tätä aluetta: Ei rekisteröityneitä käyttäjiä ja 1 vierailijaa