Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2006 № 01
Рассмотрим, какое применение в технике оно может найти. Обычно от накопителей энергии ожидают либо большой энергоемкости на единицу веса, либо долговечности, либо большой мощности.
Энергоемкость колебательной системы С. Енцова складывается из энергии ее электрических и механических колебаний, которые происходят в резонанс на одной и той же частоте. Чтобы найти энергию электрических колебаний, вспомним, что, как следует из теории, электрический резонанс сводится к периодической переброске энергии из емкости в индуктивность и обратно. В тот момент, когда напряжение на пластинах конденсатора максимально, ток в контуре равен нулю. Вся содержащаяся в нем энергия полностью попадает в конденсатор. Поэтому, зная емкость конденсатора и напряжение, действующее на его пластинах в этот момент, можно найти всю энергию, запасенную в колебательном контуре.
В примере, который приводит автор, для получения резонанса на частоте 50 Гц потребуется конденсатор емкостью 200 мкФ. Допустим, что напряжение на его пластинах 10 000 В. Тогда, по известной из учебника формуле Е = С∙V2/2, энергия его равна 10 000 Дж. Но такой конденсатор (10 000 В, 200 мкФ) сам весит более 10 кг. Столько же должны весить катушки и система охлаждения, а вес всей системы не менее 20 кг.
Ту же энергию можно получить от свинцового аккумулятора, весом около 1 кг. В системе, правда, есть еще энергия механических колебаний — энергия упругой деформации витков катушек. Однако и с учетом этого колебательная система Степана Енцова оказывается примерно в 10 раз тяжелее аккумуляторов. Но у них есть слабое место — саморазряд. Через несколько месяцев запасенная в аккумуляторе энергия переходит в тепло.
Казалось бы, накопитель Енцова может работать если не вечно, то очень долго. Потерь энергии на нагревание проводов в нем нет. Но появляются потери на излучение электромагнитных волн катушками и пластинами конденсатора, а также потери на нагрев витков катушки при их колебании.
Потери на излучение электромагнитных волн пропорциональны четвертой степени частоты. В 70-е годы прошлого века в США был сделан экспериментальный колебательный контур со сверхпроводящей катушкой, настроенный на частоту 1 МГц. Через две секунды амплитуда его колебаний уменьшилась примерно в три раза. Если резонансная частота подобного колебательного контура уменьшится в 20 000 раз и станет равна 50 Гц, то его потери на излучение уменьшатся в 1017 раз, а запасенной в нем энергии, казалось бы, хватит на миллиард лет!
Но вспомним о механических колебаниях. Из-за них в устройстве Степана появляются потери при деформации витков. Они, к сожалению, велики. Как показывает опыт, стальная пружина на резонансной частоте теряет 9/10 своей энергии через 10 000 колебаний. Так что энергии системы Енцова хватит примерно на два часа…
Остается рассмотреть возможность отдавать большую мощность. Здесь у системы Енцова есть преимущество перед любыми другими.
В отличие от аккумуляторов, дающих ток постоянный, она может отдавать в нагрузку большую мощность переменного тока. Так что теоретически у таких накопителей энергии может быть будущее если не в космосе, то на Земле в качестве резервного источника переменного тока для энергосистем.
Разберемся не торопясь
ИСТОЧНИК АЛЬТЕРНАТИВНОЙ ЭНЕРГИИ…
…предлагают нам Алексей Николаевич Амерханов и Юрий Николаевич Богословский. Вот как они его видят. В сосуде, поверх которого намотана катушка индуктивности, находится магнитная жидкость. С двух сторон сосуда — источники ультразвука (см. рис.). Под его действием в магнитной жидкости появляется ЭДС, и через катушку течет ток, утверждают авторы.
К сожалению, это не совсем так. Если к магнитной жидкости не будет приложено внешнее, постоянное по величине магнитное поле, то под действием ультразвука она будет лишь нагреваться, а ток в катушке не потечет. Если это поле появится, то под действием вызванного ультразвуком уплотнения жидкости оно начнет изменяться по величине, и в витках обмотки появится ЭДС. Но ее энергия не превысит энергии ультразвуковых волн. Так что, увы, предложенное устройство является не источником энергии, а ее потребителем.
Выпуск подготовил А. ИЛЬИН
НАШ ДОМ
Не дверь, а картинка!..
Дверь может не только выполнять свое прямое предназначение, но и стать произведением искусства, считает московский дизайнер А. Строганов. Его рецептом вполне может воспользоваться каждый из вас.
Чтобы обычная дверь стала радовать глаз, словно картинка, нужно не так уж много. Сначала выберите сюжет. Дверь в вашу комнату может напоминать о море. Или об авиации. А может, вы захотите стилизовать ее под люк космической орбитальной станции?..
Ознакомьте со своим проектом родителей и получите их согласие. После этого заготовьте все необходимые инструменты и материалы. И наконец, приступайте к делу.
Дверь снимают с петель, отвинчивают ручки, чтобы не мешали, и кладут на козлы или две табуретки. По центру, стараясь соблюдать симметрию, наклеивают резиновым клеем заранее подобранный рисунок, плакат, постер-вкладку из журнала или большую фотографию. Размеры картинки подбирают таким образом, чтобы по краям оставались «дорожки» шириной 15 — 20 см. Сверху и снизу промежутки должны быть пошире, с боков поуже — это зрительно увеличивает высоту двери.
Так может выглядеть «дверь в небо».
Схема превращения двери в произведение искусства.
Из самоклеящейся пленки, цветного пластика, фольги или тонкого алюминия вырезаете полосы таких размеров, чтобы они покрыли все не занятое рисунком пространство. Аккуратно приклеиваете их или прикрепляете шурупами-саморезами. Границы между рисунками и полосами лучше окантовать тонкими сосновыми рейками. Такими же рейками, но пошире (примерно 2–3 см) окантуйте и всю лицевую панель двери по периметру. Рейки эти предварительно можно отлакировать или покрыть морилкой.
Остается поставить дверь на место и наслаждаться результатами своего труда.
Ю. ВАСИЛЬЕВ
Дизайнер А. Строганов использует двери как своего рода холсты, создавая на них целые художественные композиции. На фото он демонстрирует один из вариантов отделки двери.
Чистим сами
Что греха таить — все мы в той или иной степени неряхи. Не успеешь оглянуться, и на любимой футболке откуда ни возьмись — пятно. Да причем такое, что и стирка не помогает. Что делать? Нести в химчистку?..
Но довольно часто работники химчистки принимают вещи «без гарантии качества», да и цены там такие, что порой проще купить новую вещь… А посему давайте-ка попробуем стать мастерами химчистки сами.
Первое, что для этого нужно сделать — проявить способности… детектива! Попробуйте-ка выяснить происхождение пятна. Чаще всего пятна бывают жирные, от кофе, какао и других пищевых продуктов, а также чернильные, от краски или ржавчины. (Пятна от грязи мы здесь в рассмотрение не берем — их довольно легко отстирать.)
Выяснив «биографию» пятна, подберите соответствующий пятновыводитель. В продаже их великое множество, так что найти нужный не составит особого труда. Не забудьте также про бензин и ацетон — они могут помочь в ряде случаев. Причем не откладывайте это дело в долгий ящик: чем старее пятно, тем труднее с ним бороться.
Прежде чем применить соответствующий препарат, в строгом соответствии с инструкцией проверьте его на маленьком кусочке такой же ткани, что и ваша вещь, или на внутренних складках одежды — всегда есть риск, что пятновыводитель вместе с пятном разрушит и пропитку ткани, ее краситель или даже сами волокна. И тогда пятно уже не выведешь…
Еще одна предосторожность: подкладывайте под участок ткани, с которого будете выводить пятно, сложенную в несколько слоев чистую белую тряпочку — тогда растворитель не попадет на соседние участки одежды и не вызовет на них образование новых пятен.
Само же пятно начинайте выводить ватным тампоном, смоченном в пятновыводителе, от краев к середине. И не лейте на тампон сразу много жидкости — иначе может образоваться ореол — некая граница, благодаря которой ваше пятно станет еще заметнее, чем раньше. Избежать ореола, кстати, можно, если предварительно смочить ткань водой.
Теперь перейдем от общих рекомендаций к частностям. Легче всего выводить жирные и масляные пятна. Для этого подойдет бензин, ацетон, «Агидель», «Минутка» и другие аналогичные составы. Лично мне больше всего нравятся пятновыводящие карандаши и салфетки. Натираешь таким карандашом пятно и ждешь несколько минут. Когда растворитель, содержащийся в порах чистящего стержня, улетучивается, на ткани остается белое пятно, как от известки или мела. Счищаешь его щеткой — и пятна как не бывало.
