Эффект Бифельда — Брауна

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Эффект Бифельда-Брауна — электрическое явление возникновения ионного ветра, который передаёт свой импульс окружающим нейтральным частицам. Впервые был открыт Паулем Альфредом Бифельдом (англ.) (Германия) и Томасом Таусендом Брауном (англ.) (США). Явление также известно под названием электрогидродинамики по аналогии с магнитогидродинамикой.

Открытие[править | править вики-текст]

Физиком Таунсендом Брауном в 1921 году было сделано открытие, что система из тонкого или острого и широкого плоского электродов (он использовал рентгеновскую трубку) под действием высокого напряжения пытается сдвинуться в направлении тонкого электрода.

Описание эффекта[править | править вики-текст]

Asymm-capacitor.svg

Явление основано на коронном разряде в сильных электрических полях, что приводит к ионизации атомов воздуха вблизи острых и резких граней. Обычно используется пара из двух электродов, один из которых тонкий или острый, вблизи которого напряженность электрического поля максимальна и может достигать значений, вызывающих ионизацию воздуха, и более широкий с плавными гранями (в т. н. лифтерах обычно используется тонкая проволока и металлическая фольга, соответственно). Явление происходит при напряжении между электродами в десятки киловольт, вплоть до мегавольт. Наибольшая эффективность явления достигается при напряжениях порядка 20 кВ на 1 мм воздушного зазора между электродами, то есть при напряженностях электрического поля чуть ниже, чем начало электрического пробоя воздушного зазора. Если между электродами возникает пробой, обычно в виде шнурового разряда, эффект пропадает (т. к. разряд сам превращает газ в ионы и напряжение на электродах равно падению напряжения на разряде). Вблизи тонкого электрода возникает ионизация атомов воздуха (кислорода в случае отрицательного напряжения на этом контакте, азота в случае положительного), полученные ионы начинают двигаться к широкому электроду, сталкиваясь с молекулами окружающего воздуха и отдавая им часть своей кинетической энергии превращая молекулы либо в ион либо передавая им дополнительное ускорение (ударная ионизация). Создаётся поток воздуха от тонкого электрода к широкому, которого оказывается достаточно, чтобы поднять в воздух лёгкую летающую модель, которую называют лифтером или ионолётом, что нередко используется для эффектных научных демонстраций. Возникающая сила тяги F=\frac{Id}{k}, где I — ток между электродами, d — ширина диэлектрического зазора и k — подвижность ионов данного типа в данной среде (порядка 2·10^{-4}\frac{m^2}{Vs} в воздухе при нормальных условиях).

В вакууме эффект исчезает.

Применение[править | править вики-текст]

Это явление и основанные на нём летающие модели нередко используются различными теориями альтернативной науки (электрогравитация, фантастические технологии НЛО, секретные эксперименты правительств разных стран и т. п.). Получаемые в ходе экспериментов значения подъёмной силы или силы тяги ионного двигателя неплохо согласуются с теоретическими значениями, полученными для описанной выше физической модели.

Для проверки теории проводились эксперименты в условиях низких давлений и в вакууме, при отсутствии газовой среды эффект исчезает, при низких давлениях он наблюдается при напряжениях ниже начала электрического пробоя газа.

Разрушители легенд также производили проверку. В вакууме лифтер не работает.

Патенты[править | править вики-текст]

U.S. Patent 3 120 363 — Летающий аппарат

Патенты, выданные на имя Брауна:

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]

Эффект электрогидродинамика[править | править вики-текст]