Самозаряд электролитических конденсаторов

1. Сокращения, аббревиатуры, термины
Определения со знаком «*» предлагаются автором в порядке обсуждения.
• ЭлК – электролитический конденсатор
• напряжение самозаряда конденсатора – максимальное напряжение, появляющееся на выводах конденсатора при отсутствии видимых воздействий извне*.
• время релаксации электролитического конденсатора* – время восстановления напряжения самозаряда после снятия с конденсатора электрического заряда.

2.  Версия о причине самозаряда
Обычный ЭлК большой емкости (от 10 до 100 тысяч микрофарад) постепенно самопроизвольно заряжается до напряжения в несколько сотен милливольт. Появление этого напряжения, зависящего от временем и параметров окружающей среды, связывают со свободной энергией вакуума или с другими экстраординарными причинами, выходящими за рамки понимания обычной официальной науки [1].
Как считают авторы указанного источника, ларчик открывается просто – электролитический полярный  конденсатор является по сути простейшим гальваническим элементом. В качестве электродов обычно используются окислы металлов (например, окись алюминия, причём в этом случае сам алюминий в виде фольги служит только тоководом, а электроды химически обработаны по-разному для получения небольшой разности потенциалов). Реже используются сами металлы (например, тантал и серебро в танталовых конденсаторах. В оксидных танталовых конденсаторах используется окись тантала. В качестве электролитов используют как традиционные жидкие щелочные составы, так и твёрдые электролиты – вещества с высокой ионной проводимостью. Чем лучше  конденсатор, тем напряжение самозаряда  на нём меньше. У самых лучших  ниобиевых и танталовых конденсаторов  оно вообще единицы или даже доли микровольт.
ЭлК подобен нормальному элементу Вестона, который используется в качестве международного стандарта электрического напряжения. В отличие от источников тока этот элемент нельзя нагружать – максимальные токи нагрузки не должны превышать сотни микроампер [2]. Если предварительно снять заряд с конденсатора, то напряжение на нём через некоторое время появится.
В отличие от обычных источников тока у ЭлК небольшая разность потенциалов, высокое внутреннее сопротивление и малые токи утечки. Самой высокой стабильностью и наименьшими напряжениями самозаряда  обладают конденсаторы с твёрдым диэлектриком (например, полупроводниковые отечественных серий К53), ниобиевые и танталовые конденсаторы. Наибольшее напряжение самозаряда  и чувствительность к любым внешним воздействиям имеют наиболее распространённые алюминиевые оксидные конденсаторы (в частности, типа К50). Напряжение самозаряда, вероятно, должно быть тем больше, чем больше объем электролита и площадь электродов.

3. Результаты измерений  при неизменных внешних условиях
1. Ниобиевые, танталовые ЭлК и другие с твёрдым диэлектриком имеют наименьшее напряжение самозаряда  и заряжаются максимум до нескольких милливольт или даже микровольт.
2. Наибольшие напряжения самозаряда, зависящие от геометрических размеров конденсаторов,  имеют ЭлК типа К50.

4. Поведение термостатированных конденсаторов
Было проверено 4 разных конденсатора ёмкостью 10 000 мкф (параллельно резистор 50 М). Три из них – обычные оксидные алюминиевые марки (1) K50-6 (25 В), (2) K50-38 (16 В), (3) импортный Frolyt (16 В) и один танталовый (4) марки K52-7A (параллельно 10 шт. по 1000 мкф на 16 В). Конденсаторы перед измерениями термостатировали при 25 град. в воздушном термостате в течение 1 часа. Измерения проводили ежедневно (кроме выходных), несколько раз в день на протяжении месяца.
Оказалось, что наибольшие изменения сигнала наблюдаются для (1), чуть меньше у (2), ещё меньше у (3) и много меньше (почти совсем отсутствуют) у (4). Знак изменения напряжения самозаряда  при этом у всех был одинаковым.

5. Влияние разных факторов
Для изучения влияния внешних воздействий авторы [1] использовали  конденсатор K50-38 (10 000 мкф на 16 В). Условие сравнения – одно и то же изменение напряжения самозаряда.
• Заданное изменение напряжения самозаряда обеспечивало изменение температуры только лишь на 1.5 градуса.
• Такое же изменение напряжения обеспечивало включение в комнате китайского обогревателя типа "Ветерок" или включение поблизости резонансного трансформатора Теслы.  Влияло  и приближение конденсатора к кинескопу работающего телевизора,  поднесение к нему тестового радиационного источника (60Co, энергия 1.25 МэВ) или тумблера со светящимся наконечником (в нём был радиоактивный источник).
Таким образом,  на конденсаторы действуют множество факторов, на фоне которых вряд ли можно «заметить» гравитацию.

6. Простейшая гальваническая ячейка вместо конденсатора
Конструкция ячейки [1] такова. Два куска одностороннего фольгированного стеклотекстолита 60х60 мм, к которым припаяны провода в изоляции; пластины обращены фольгой друг к другу; место спая заизолировано цапон-лаком. Пластины скреплялись между собой кусочками двустороннего скотча толщиной  2 мм в нескольких местах по краям. Электролит –  дистиллированная вода с несколькими кристалликами медного купороса (можно взять обычную соль, в этом случае результаты будут менее стабильными из-за небольшой реакции её с электродами). Электроды помещали в ёмкость с электролитом горизонтально на дно, чтобы обеспечить небольшой градиент концентрации. Сделанную таким образом ячейку герметизировали скотчем, чтобы предотвратить испарение электролита из неё и стабилизировать её свойства.
     Этот элемент оказался более чувствительным к внешним воздействиям и его напряжение самозаряда имело много других экстремумов по сравнению с конденсаторами. В частности, у ячейки хороший микрофонный эффект – когда в соседней комнате включали прибор, в котором всего-навсего был большой вентилятор, то наблюдался рост сигнала. Последний заметно снижался при установке ячейки на кусок пенопласта.

7. Что хотелось бы ещё посмотреть
• Электромагнитные наводки. В дальнейших экспериментах, считают авторы, требуется исключить влияние электромагнитных наводок. Сделать это весьма сложно, поскольку длины волн, на которых резонируют сами конденсаторы, весьма большие. Надо проделать этот эксперимент где-нибудь в шахте глубоко под землёй. Хотя, впрочем, фоновое облучение слабо поглощается, да и собственный уровень фона в шахтах часто значительно выше, чем на поверхности. Однако, сравнение изменения сигналов в разных условиях экранирования может всё же дать некоторую полезную информацию.). Можно найти резонансные частоты конденсатора и попытаться сделать независимый приёмник сравнения на эти же частоты.
• Воздействие радиации. Полупроводниковые конденсаторы обладают большей радиационной стойкостью, чем алюминиевые. При облучении ёмкость алюминиевых конденсаторов меняется в широких пределах (по справочнику от -6 до +65%). Возможно, это просто совпадение, однако наши данные свидетельствуют, что уровень изменения сигналов конденсаторов обратно пропорционален их радиационной стойкости!
     Интересно было бы, далее, проследить изменения напряжения самозаряда с изменением радиационного фона, а также проследить изменения в одинаковых конденсаторах, один из которых максимально экранирован от фоновой радиации.

Заключение
• По мнению авторов [1], все наблюдаемые явления обусловлены,  скорее всего, уровнем естественного фона, зависящем, в свою очередь,  от активности солнца и фаз луны.
• На напряжение самозаряда электролитических конденсаторов влияют, главным образом,  следующие факторы: температура, механические вибрации, электромагнитное излучение и рентгеновские лучи. Влияние гравитации, считаю, практически ничтожно и ненаблюдаемо.      
• Значение напряжеиия самозаряда ЭлК – своеобразный показатель его качества. Чем оно меньше, тем конденсатор лучше – стабильней.
• Обычное время релаксации ЭлК – десятки часов. 
• Можно ли хоть как-то использовать ЭлК как источники энергии?  – Разумеется можно,  но, наверно, только для забавы. Скажем «слепить» огромную батарею и запитать от неё светодиод, который будет гореть «вечно».
• Сделать из ЭлК вечный двигатель второго рода  невозможно – ведь он должен работать лишь на теплоте окружающей среды.
 
Источники информации
1. Детектор гравитационных волн. http://permob.narod.ru/our06.htm
2. Багоцкий В.С., Скундин А.М. Химические источники тока, М., 1981.
                Опубликовано 22.04.2016


Рецензии