Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2007 № 04

После быстрого толчка заряды в диэлектрике, в основном, останутся на прежних местах. Повернувшись вместе с цилиндром, они окажутся вблизи противоположно заряженной пластины. Силы притяжения начнут вращать цилиндр в направлении толчка.

Известно множество вариантов двигателей, основанных на этом эффекте. Все они крайне просты, не имеют ни щеток, ни коллектора, работают на постоянном токе высокого напряжения более 20 кВ. К сожалению, КПД двигателя низок, и это сдерживает его техническое применение.

Отдельные авторы полагают, что основанные на этом эффекте устройства способны выкачивать энергию из мирового вакуума, работать, не потребляя энергию от внешнего источника. Это предположение, по меньшей мере, спорно. Как бы там ни было, но на Западе немало любителей экспериментирует с моделями двигателей такого типа.

На рисунке 2 вы видите простейшую модель двигателя Герца — Квинке. Ее автор — Джин-Луис Надин (Франция). На тонкую стальную спицу надет пенопластовый цилиндр (его можно изготовить, наполнив пластиковую бутылку пеной, которой строители заделывают швы). Рядом с ним две металлические баночки от напитков, выполняющие роль обкладок конденсатора. Один цилиндр заземлен, другой соединен с источником постоянного тока напряжением 28 кВ. Такое напряжение можно взять от школьной электростатической машины или другого высоковольтного источника питания.

Рис. 2

ВНИМАНИЕ! Все работы с высоким напряжением ведите только в присутствии взрослых!

Несмотря на простоту, двигатель развивает скорость 2770 об/мин., потребляя мощность 2,7 Вт, и с успехом вращает лопасти вентилятора.

Американец Нейл Стайнер предложил еще более простой электромотор (рис. 1).

Рис. 1.

На острие спицы укреплен ротор — донышко пластиковой банки от сметаны, к которой приклеены алюминиевые «крылышки», вырезанные из банок от газированных напитков. По бокам установлены два стеклянных стакана с обкладками из алюминиевой фольги, одна из которых заземлена, например, на батарею отопления. Стоит подвести к обкладкам высокое напряжение, и ротор начнет быстро вращаться.

Напряжение для питания своего двигателя Нейл Стайнер получает от простейшего электростатического генератора — отрезка пластиковой водопроводной трубы без металлической прослойки и куска хлопчатобумажной ткани, между двумя слоями который вшит провод, заземленный так же, как обкладка двигателя.

Если двигать вверх и вниз трубу, обернув ее тканью, станет слышен треск и появятся искры. Снять заряд с трубы можно с помощью металлической метелочки, соединенной со второй обкладкой двигателя. Напряжение у генератора Нейла Стайнера около 2500 В.

Этого достаточно для того, чтобы двигатель вращался с большой скоростью. Согласитесь, все эти двигатели больше похожи на игрушки. Однако в 1982 году советские изобретатели С. Литовченко и Н. Тимченко построили несколько более мощных электромоторов на эффекте Герца — Квинке и тщательно измерили все их параметры. Один из них (рис. 3) развивал на валу мощность 0,16 Вт, потребляя 4,7 Вт.

Рис. 3

Получалось, что двигатель имел немыслимо низкий для электрических машин КПД, всего 3,4 %. Это и ограничивает возможность применения таких двигателей. Но в некоторых случаях инженеры готовы про КПД забыть.

Представьте себе ротор гироскопа, работающего на ракете, пролетающей вблизи Солнца во время магнитной бури. Это поле вполне может «сбить» направление оси ротора гироскопа, и ракета потеряет ориентацию.

Катастрофа неминуема. Как быть? Защитить гироскоп железным экраном, но это значительный вес. Можно поступить проще. Ротор сделать из пластика, на который магнитное поле не действует вообще, а раскрутить его, поместив между пластин конденсатора при помощи электрического поля и эффекта Герца — Квинке. Затраты энергии на раскручивание ротора гироскопа ничтожны, и КПД здесь не имеет значения.

А вот еще предложение. Его высказал в 1986 г. руководитель одного из кружков мелитопольской Станции юных техников Н.С. Трахтенберг.

Представим себе вертолет, летящий в окрестностях грозового облака. Если он выбросит за борт металлический трос длиной в несколько десятков метров, по нему потечет ток напряжением в десятки киловольт. Использовать такое напряжение для привода электромоторов обычного типа трудно. Необходимо сначала понизить его напряжение. Это связано с большими потерями, да и вес необходимой для этого аппаратуры недопустимо велик. Дело может спасти электростатический двигатель. Его можно непосредственно подключить к проводнику, извлекающему электричество из атмосферы.