Металлический проводник с знакопеременной контактной разностью потенциалов и новые технологии. Владимир Игоревич Хаустов

бы два спая разнородных металлов, формирует неравномерный тепловой профиль.

      – В фазе максимальной электромагнитной индукции (пики тока) чётные спаи нагреваются за счёт Джоулева тепла, а нечётные охлаждаются.

      Возврат к термодинамическому равновесию, при этом возникает микроскопическая ЭДС, аналогичная эффекту Зеебека.

      В переходной фазе (в момент прохождения током через ноль) наблюдается попытка системы вернуться к термодинамическому равновесию, при этом возникает микроскопическая ЭДС, аналогичная эффекту Зеебека.

      Эта ЭДС – не постоянная. Она проявляется только в системе, выведенной из равновесия и обладающей нелинейно распределённой тепловой ёмкостью между «спаями» с чередующимся КРП.

      В результате формируется конструктивное накопление напряжения на микроскопическом уровне вдоль всей обмотки:

      Индуктивная ЭДС возбуждает ток и нагревает/охлаждает разнородные «спаи». КРП реагирует на фазовую разницу теплового распределения. Эффект многократно усиливается по цепочке витков.

      Здесь уместна аналогия с термобатареями. В термобатареях (например, Пельтье- или Зеебек-генераторах) преобразование тепла в электричество возможно только при наличии внешнего теплового градиента. В случае обмотки из ЗКРП-проводника в режиме переменного тока такой температурный градиент создаётся автоматически в каждом цикле – за счёт несимметричного теплового отклика металлических пар на разворот тока и фильтрацию тепловых флуктуаций. Таким образом, обмотка начинает работать как «динамическая термобатарея», с синхронизацией процессов генерации и нагрева.

      Итоговый эффект на КПД

      – дополнительная ЭДС увеличивает амплитуду итогового напряжения;

      – стохастическая генерация снижает потребность в реактивной мощности;

      – рекуперация тепла усиливает охлаждение активных участков;

      – подстройка фазы распределения температуры улучшает общую энергетическую согласованность.

      Оценки показывают, что при использовании оптимизированной конфигурации проводника (до 20 КРП/м) реальный прирост выходной ЭДС может достигать 3–7% без существенного изменения массы или габаритов машины. Это особенно актуально для компактных генераторов, БПЛА, военных и космических электросистем.

      Конструктивные особенности и реализация

      – Возможность намотки катушки из ЗКРП-проводника поверх существующей архитектуры сердечника;

      – Сегментная модернизация обмоток без замены магнитопровода;

      – Перспективы на создание модульных обмоток с заданными алгоритмами фазовых расслоений.

      Здесь может возникнуть резонный вопрос:

      В максимуме ЭДС дополнительно нагревает КРП, тратится энергия. В минимуме ЭДС КРП отдают энергию. Получается, что прироста энергии не должно быть. Если ЭДС, наведённая в катушке по закону Фарадея, зависит только от магнитного потока и геометрии (а не от материала провода),