Le mécanisme de l'étincelle électrique.
par: Loeb B Leonard, professeur de physique, Université de Californie à Berkeley, et John Meek Ingénieur de recherche; Editeur: Université de Stanford, en Californie, Stanford University Press, 1941.Commentaire Préface
De: Gary Magratten
Pour: Sterling D. Allan
envoyé le : vendredi, 04 Juin, 2004 18:30
Sujet : Mécanisme de l'étincelle électrique,Mark McKay et Pupoff.
Chers Sterling, ci-joint le résumé de "Le mécanisme de l'étincelle électrique" par Loeb et Meek. Les travaux de Loeb et Meek disent en substance que, dans un éclateur exposé à l' air libre consistant en une simple cathode et anode, il y a un gain énorme en cours en raison de I' avalanche.
Les travaux de Loeb et Meek est significatif pour deux raisons:
1) Lors de l'ionisation des molécules d'air en ions positifs et ions négatifs, ( électrons libres ) un quanta de REM (radiation EM) est nécessaire pour libérer chaque électron. Lorsque les électrons libres sont absorbés par la haute tension de l'anode les électrons libres bondissent à nouveau, et donnent un quanta de rayonnement électromagnétique. En raison de l'énorme augmentation des électrons libres développés dans l'avalanche le montant d'EMR dégagé par la haute tension d'anode est de l'ordre de cent à mille fois plus. Ainsi, se manifeste l'effet Radiant.
2) Dans les deux circuits le courant de l'avalanche est recyclé à la batterie primaire et secondaire. S'il vous plaît regardez le circuit et faites-vous une idée. . . Ainsi , un approvisionnement de courant sans fin. Loeb et Meek étaient des professeurs de physique à Berkeley et leur travail est bien établi par de nombreux tests. Mark [Mckay] et moi avons fait des recherches sur le circuit de Gray dont nous (en particulier lui) avons recensé les composants. C'était une année avant d'avoir lu le livre rare par Loeb et Meek qui explique que les composants ont été en train d'exploser.I1 y avait un gain en courant de 500% à l'air libre, étincelle pai haute tension dans l'éclateur. L'utilisation d'acier pour la haute tension de l'anode est également critique pour un grand effet Radiant. Je pense ce qui me regarde que les propriétés magnétiques en .jeu de l'acier a un rôle important dans la libération de cette énergie. Continuez votre bon travail! Gary Magratten
"Le mécanisme de l'étincelle électrique"
par Loeb et Meek
Résumé
La génération d'énergie électrique par avalanche HT
Dédicacé à:
Professor J. S. Townsend
Whose pioneer research and theory laid the whole foundation
for die study of the mechanism of the electrical spark discharge.
Préface.
Bien que l'étincelle électrique a été connu de l'humanité dans ses diverses manifestations depuis des temps immémoriaux,son mécanisme a été jusqu'à présent mal compris. La première clarification des mécanismes a eu lieu grâce à J.S. Townsend à la suite des résultats de ses recherches dans le début du XXe siècle. Sur la base de sa théorie de l'ionisation par collision des électrons et des ions positifs , les mécanismes actifs fondamentaux et en particulier les coefficients nécessaires à leur application ont été mis à disposition. En 1936, l'auteur a été contraint de décrire le mécanisme de la décharge d'étincelles en termes d ' une modification, mais nettement insatisfaisante de la théorie Townsend. En 1935, à la découverte de la photo-ionisation de l'air par une décharge corona indiquait une solution presque complète . Une meilleur explication est apparu à la découverte de banderoles à l'endroit positif en 1936. L'analyse quantitative de l'auto-propagation banderoles positive dans tous les phénomènes de claquage est devenue évidente à la suite des données relatives aux avalanches d'électrons. En conséquence, un mécanisme qualitatif d'étincelles par la propagation de banderoles de l'anode à la cathode fonctionnent au moyen de photo-ionisation dans le gaz a été créé.
Critères de Thownsend de l'étincelle.
Il ne sera plus nécessaire ici d'utiliser la fameuse équation de Townsend pour le courant [i] dans un éclateur entre électrodes en fonction du courant photoélectrique [io] de la cathode, la longueur de l'intervalle [x] et le coefficients [a] et [B]. Pour cela, le lecteur peut aller à n'importe quel texte standard.
(A-B)x
i=io(A-B)e
- - - - - - - - -
(a-B)x
a-Be
Dans cette équation, le premier coefficient de Townsend [a] représente le nombre d'électrons créés dans le gaz par un électron initial en avance de 1 cm le long de l'axe du champ de la cathode. Le second coefficient de Townsend [B] dans la théorie originale de Townsend a été le nombre d'électrons créés par un seul ion positif dans son avance de 1 cm le long du champ de l'anode. La quantité [a] a été largement étudié dans différents gaz. Il varie avec le rapport du champ de force à la pression, X / p, où [X] est en volts par centimètre et [p] est exprimé en millimètres de mercure Hg.
note: la raison qui nous anime est de déterminer l'augmentation réelle en courant fourni par l'éclateur, et donc être capable de concevoir le circuit pour éviter de détruire les composants semi-conducteurs. Il fournit également un son et a déjà prouvé la théorie scientifique de travailler à partir de ça nous donnant une bonne base et la confiance nécessaire pour poursuivre les travaux de conception technique. La quantité [B] a été évalués, mais de façon assez imprécise, à partir des variations de [i] avec [x] à diverses valeurs plus élevées de X / p, par de nombreux observations dans différents gaz. Il a déjà été également démontré qu'il existe de nombreuses autres mécanismes autres que l'impact avec des ions positifs qui peuvent libérer des électrons secondaires nécessaires dans la décharge.
Il y a eu une tendance à abandonner le mécanisme de ionisations par impact d'ions positifs dans le gaz. La découverte de l'ionisation photo-électrique mesurable dans le gaz a permis d'expliquer un tel cas. La façon exacte dont une photo-ionisation dans le gaz pourrait fonctionner à cause d'une étincelle, n'était pas clair jusqu'à ce qu'au développement sur la théorie actuelle de banderoles. Deux de ces équations sont donnés ci-dessous, avec l' équation originale de Townsend pour la comparaison.
1) équation originale de Townsend.
(A-B)x - (A-B)x
i=io (A-B)e - a-Be
2)Première équation.
ax
i=io e
3) Deuxième équation.
ax
i=io e
(a-U)x
a- nQg [e -1]
L'équation 2 sert pour la libération des électrons secondaires à la cathode par un bombardement d'ions positifs. L'équation [y] est la chance qu'un ions positifs libérera un électron de l'impact sur la cathode. L'équation 3 est l'équation pour la libération des électrons par action photoélectrique à la cathode;. [Q] est le nombre de photons créés par centimètre de chemin d'avance d'un électron initial depuis la cathode. [g] est un facteur géométrique de 0.5. qui dépend de la fraction de photons arrivant sur la cathode. [n] est la fraction des photons atteignant la cathode qui sont parvenus à la libération à partir de la cathode afin qu'ils ne diffusent pas en retour. [u] est le coefficient d'absorption des photons dans le gaz.
Théorie de banderoles de l'anode dans l'air - Champ de charges dû à une avalanche.
Supposons un éclateur de 1 cm de longueur. Supposons que dans l'air à pression atmosphérique le potentiel à travers les plaques est 31.600 volts, qui est le potentiel de claquage classiquement observé [Vs]. Ensuite calculons ce qui se passe dans le champ d'un de ces électrons. Il commence à travers l'éclateur, à acquérir rapidement une moyenne d'énergie aléatoire E = 1/2mC2 = 3,6 électron-volts et une vitesse de dérive [v] dans la direction du champ d'environ 1,5 à 2 fois 10(7) centimètres par seconde. Comme il se déplace il créé de nouveaux électrons à une vitesse de [a] par centimètres dans la direction du champ de sorte que, dans une distance [x] lui et ses électrons créés se chiffre à e(ax) électrons,formant ce qu'on appelle une avalanche d'électrons. Par conséquent, e(ax) ions positifs ont été laissés derrière par le groupe d'électrons, pratiquement où ils ont été formés dans les 10(-7) secondes d'avance pour les électrons dans la distance x=ci à travers les plaques .Tout comme l'avance de l'avalanche d'électrons, sa pointe se propage latéralement par les mouvements aléatoire des électrons. A partir de ces données, il est possible de calculer la densité de charge d'espace positive-ion laissé derrière à tout point de [x]. La valeur de [a] en vertu de ces conditions est d'environ 17,donc e(aq)=e(17). La première paire d'ions est créé à 0,0407cm de la cathode. A 0,5 cm de la cathode, il ya 4914 ions, à 0,75 cm il ya 3,66 fois 10(5) ions, et au sein de 0,0407 cm de l'anode il y a 1,2 fois 10(7) ions. La plupart des électrons seront attirés vers l'anode, sauf pour quelques-uns qui sont liés par les ions positifs, faisant une sorte de plasma conductible de décharge dans l'avalanche. Une telle répartition des ions ne fait pas un filament conducteur de charges à travers l'éclateur, et donc en soi une avalanche qui avait traversé ne constitue pas une rupture de l'éclateur. Ainsi, il faut chercher plus loin que le mécanisme de l'étincelle .Si Loeb et Meek sont correctes, alors si nous supposons un éclateur de 3 mm et une tension de 5.000 volts il y a environ 2.000 électrons créés par avalanche pour chaque électron sortant de la cathode Loeb et Meek disent que la plupart de ces «électrons libres» sont absorbés par l'anode.[Ce serait certainement l'explication de pourquoi les composants semi-conducteurs ne peuvent pas gérer le gain en courant.]
NOTE: Loeb et Meek font peu référence aux ampérage initial. Il y a seulement deux valeurs rapportées 10(-5) et 10(-12) ampères. En conclusion: les étincelles et les arcs sont deux bêtes différentes. Mes premières recherches sur l'intensité nécessaire pour former un arc ne s'applique pas aux étincelles et au processus d'avalanche où ce mécanisme a un gain énorme possible.
Ionisation photoélectrique dans le gaz, comme un mécanisme secondaire.
Accompagnant l'ionisation cumulative qu'il a été produit par des électrons de quatre à dix fois comme beaucoup d'atomes et de molécules excités . Certains sont excités à une énergie supérieur au potentiel d'ionisation de certains atomes et molécules présentes, soit par l'excitation d'une coque intérieure, par ionisation et excitation, ou dans un mélange de gaz comme l'air par l'excitation de molécules de plus grand potentiel d'ionisation, par exemple, N2. Ces atomes ou molécules excités émettent des radiations de longueur d'onde très courte de environs 10(-8) seconde. Ce rayonnement ultraviolet court est fortement absorbé dans le gaz et conduit à l'ionisation du gaz. En fait, tout le gaz et la cathode ainsi sont soumis à une pluie de photons de toutes les énergies venant de la région d'ionisation dense avec la vitesse de la lumière. Ainsi, presque instantanément dans tout l'éclateur et à partir de la cathode de nouveaux photo-électrons sont libérés, qui presque tout de suite commence à ioniser cumulativement.
Le mécanisme de formation de banderoles positive.
Les photo-électrons créés à des endroits dans le gaz et à la cathode à n'importe quelle grande distance radiale à partir de l'axe d'avalanche ne font que créer d'autres avalanches.Ceux dans le gaz seront courte et ceux qui viennent de la région de la cathode seront longue et tel que celle de l'avalanche initiale. Étant plus petit et. dans tous les cas, plus tard dans la création que l'avalanche parent, ces avalanches seront d'aucun intérêt dans la rupture. Toutefois, ces photo-électrons créé près du canal de la charge d'espace des ions positifs, et surtout près de l'anode, sera renforcée dans un domaine qui exerce une action directive les attirant sur eux-même. Si le champ de charge d'espace [Xl] est de l'ordre de grandeur du champ imposées [X], cette action sera très efficace. En outre, les valeurs de [a] seront beaucoup améliorée. Les électrons de l'ionisation intense cumulative de ces avalanches de photo-électrons dans les champs combinés [X] et [X1] qui sont attirés dans la charge d'espace positive les alimentant, sont en train de se fabriquer un plasma de conduction qui commence à l'anode. Les champs supplémentaires seront les plus efficaces le long de [X] et ainsi sera l'ionisation. Les ions positifs laissés derrière les électrons étendrons par conséquent la charge d'espace vers le cathode. Ces électrons créer aussi des photons qui produisent des électrons pour continuer ce processus. De cette façon la charge d'espace positive se développe vers la cathode à l'anode comme une banderole de charge d'espace positive s' auto-propageant . Comme la banderole avance vers la cathode cela produit une région filamenteux de charge d'espace intense de distorsion le long d'une ligne parallèle au champ. La banderole conductrice d'un plasma se compose d'électrons et d'ions s'étendant à l'anode permettant ainsi un gradient très raide à la fin de la pointe de la banderoles sur la cathode . Comme ça avance vers la cathode, les avalanches de photo-électron produites par le rayonnement à la cathode,en particulier à l'intersection de l'axe de la banderole étendu vers la cathode, commence à produire une intense ionisation près de la cathode. Une fois les ions positifs créés il peut y avoir augmentation de l'émission secondaire. Ainsi, comme la banderole de la charge d'espace se rapproche de la cathode, une tache cathodique se forme qui peut devenir une source de lumière visible. Lorsque la banderole atteint la cathode il y a un filament conducteur reliant l'espace entre les deux éclateurs de l'électrode. Comme la pointe atteint la cathode les hauts champs produisent une ruée d'électrons vers la fin de la banderoles. Ceci si elle est suivie par un courant d'électrons, donne une vague à fort potentiel qui passe le canal pré-ionisés vers l'anode, en multipliant les électrons présents par un facteur important. Le canal est ainsi rendu très conducteur. Si le métal peut émettre une offre abondante d'électrons à cause de la formation d'une tache cathodique efficace, le courant d'électrons continue de maintenir le canal de sa haute conductivité et de plus en plus en elle. Ce courant, à moins d'être limitée par la résistance externe, se développera alors en un arc. Ceci est, cependant, l'augmentation intense de l'ionisation par le potentiel d'ondes qui donne au canal cette haute conduction caractérisant l'étincelle.
Autour de 1995, les Dr. Paulo et Alexandra Correa, couple de chercheurs, ont officiellement annoncé qu’ils avaient réussi à générer un surplus d’énergie à partir d’un courant électrique dans un plasma.
Avec cette technologie, on fait travailler le tube à plasma dans sa région de résistance négative. Pour utiliser cette caractéristique, on construit un tube dans lequel on crée un vide d’air très poussé, soit moins de 1 mm de mercure de pression. Puis on applique une tension électrique continue entre les cathodes et les anodes, suffisamment pour provoquer une luminescence autour de ces électrodes, mais pas assez pour provoquer un arc électrique.
Pour rappel le tube de conversion de Gray fonctionnait par une astuce surunitaire en ionisant l'air du tube à l'aide d'un courant continu impulsif ,dans lequel les électrons étaient récupérés par la grille .Les ions du gaz (air ou ozone ionisé . . .) "produits gratuitement " étaient biens ions et n'on électrons ,en effet le tube de Gray se référait au domaine des plasmas et de ce tube se dégageait une lumière par la quelle E. V. Gray faisait ses réglages.
Croquis de John Bedini du tube de conversion de Gray :
POURSUITE DES RECHERCHES DE
GRAY
Les Dr. Paulo et Alexandra Correa ont inventé le Tube à plasma et le PAGD (Pulsed Abnormal Glow Discharge)
Autour de 1995, les Dr. Paulo et Alexandra Correa, couple de chercheurs, ont officiellement annoncé qu’ils avaient réussi à générer un surplus d’énergie à partir d’un courant électrique dans un plasma.
Avec cette technologie, on fait travailler le tube à plasma dans sa région de résistance négative. Pour utiliser cette caractéristique, on construit un tube dans lequel on crée un vide d’air très poussé, soit moins de 1 mm de mercure de pression. Puis on applique une tension électrique continue entre les cathodes et les anodes, suffisamment pour provoquer une luminescence autour de ces électrodes, mais pas assez pour provoquer un arc électrique.
Pour rappel le tube de conversion de Gray fonctionnait par une astuce surunitaire en ionisant l'air du tube à l'aide d'un courant continu impulsif ,dans lequel les électrons étaient récupérés par la grille .Les ions du gaz (air ou ozone ionisé . . .) "produits gratuitement " étaient biens ions et n'on électrons ,en effet le tube de Gray se référait au domaine des plasmas et de ce tube se dégageait une lumière par la quelle E. V. Gray faisait ses réglages.
Croquis de John Bedini du tube de conversion de Gray :
