Proste urządzenia wolnej energii


Niniejsza prezentacja jest głównie dla ludzi, którzy nigdy nie mieli do czynienia z pojęciem wolnej energii nic o nim nie wiedzą. Dlatego każdy rozdział poświęcony jest jednemu urządzeniu i jego dokładnemu opisowi.



Rozdział 2: „Złodziej Dżuli”


W wolnej energii nie ma nic magicznego. Przez urządzenie „wolnej energii” uważam układ generujący energię bez paliwa, za które trzeba by zapłacić. Żyjemy w rozległym oceanie energii i istnieje wiele sposobów, aby mieć do niej dostęp i przetwarzać ją do postaci przez nas pożądanych - zwykle elektryczności. Jednym z takich sposobów jest przepuszczenie prądu przez uzwojenie i nagłe odcięcie zasilania. Spowoduje to nagły, bardzo raptowny wzrost napięcia, który spowoduje zassanie do cewki energii z zewnątrz.

Aby ten napływ energii był użyteczny, musi następować wiele razy na sekundę, a to wymaga obwodu elektronicznego. Obwody elektroniczne nie są trudne do zrozumienia ani skonstruowania. Będę je wyjaśniał na bieżąco.

Z. Kaparnik w sekcji „Ingenuity Unlimited” w edycji magazynu „Everyday Practical Electronics” z listopada 1999 roku pokazał sprytny układ, który nazwał „złodziejem dżuli”. Układ ten pozwalał wyładowanej, suchej baterii 1,5V zasilać 3-woltową diodę świecącą LED. Obwód ten jest bardzo prosty, błyskotliwy i stał się niezmiernie popularny. Oto on:




Tak wygląda bateria:


Tak wygląda opornik 1KOm:


Tak wygląda tranzystor 2N2222:


Tak wygląda dioda LED:


Tak wygląda rdzeń ferrytowy:


Obwód jest bardzo prosty:


Dwa krótkie odcinki cienkiego przewodu (emaliowanego drutu miedzianego) nawija się kilka razy na toroid. Daje to dwa osobne, równoległe uzwojenia. Po podłączeniu baterii, prąd płynie przez czerwone uzwojenie, będąc ograniczonym przez opornik 1000 Om i przez tranzystor wraca z powrotem do baterii. Tranzystor włącza się, produkując impuls prądu w zielonym uzwojeniu, co z kolei indukuje podobny impuls w czerwonym. Ten proces powtarza się nawet 200 000 razy na sekundę.

Ze względu na charakterystykę każdej cewki, napięcie w zielonym uzwojeniu, gdy tranzystor się wyłącza, jest o wiele wyższe, niż napięcie samej baterii i daleko przekracza 3V potrzebne do zaświecenia diody. Jeżeli bateria ma już tylko część napięcia (i nie może już zasilać pilota od TV lub czegokolwiek innego), nadal może zasilać 3-woltową diodę LED. Zatem mała latarka z jedną diodą LED może być zasilana przez „zużytą” baterię. Jest to interesujące i edukacyjne. Podłączasz baterię i dioda się świeci. Odłączasz ją i dioda gaśnie.

Wygląda to tak, jakby dobra bateria zasilała diodę, ale w rzeczywistości bateria zasila obwód, powodując w zielonym uzwojeniu wysokie skoki napięcia, które z kolei powodują napływ energii z zewnątrz, i ta energia zasila LED (czego bateria po prostu nie może).

Ten bardzo prosty obwód dostarcza nam wolnej energii ze środowiska i jest to bardzo imponujące! Obwód można zbudować przy pomocy zwykłych zacisków śrubowych. Dochodzącą energię można wykorzystać też na inne sposoby, np. do naładowania akumulatora:



W tym ustawieniu LED zastąpiona jest zwykłą diodą (niemal każda dioda się nada) a przychodząca energia trafia do akumulatora. Użyłem tego obwodu do naładowania akumulatorka AA 2285 mAh z 0,6V do 1,41V w godzinę bez widocznego zużycia baterii zasilającej.

Tak wygląda dioda 1N4148:

Jednakże duży zysk ma się podczas ładowania kilku baterii na raz:



Dwa akumulatorki NiMh mają mniejsze napięcie, niż LED 3V, więc jeżeli obwód może ją zasilić, to z pewnością może naładować te dwie baterie.



Oto wyprowadzenia tranzystora:    

Kaparnik użył malutkiego pierścienia ferrytowego ze starego zasilacza do lampki LED, jednak pierścień w ogóle nie jest tu potrzebny. Ja posłużyłem się cylindrem z papieru i działało to równie dobrze. Cewkę nawija się całkiem łatwo. Ołówek jest dobrym kształtownikiem cewki. Wyciąłem z papieru pasek szerokości 150 mm i nawinąłem go na ołówek, aby uformować cylinder o grubości wielu warstw i szerokości 150 mm a następnie skleiłem go taśmą:



Należy się upewnić, że papier nie przywiera do ołówka, gdyż chcemy go wyjąć z niego całkowicie po nawinięciu naszego uzwojenia. Teraz możemy nawinąć przewody na nasz cylinder i wygodnie jest użyć do tego 50 gramowej rolki emaliowanego drutu miedzianego. Drut przeze mnie użyty ma 0,375 mm średnicy. Istnieje wiele różnych sposobów nawijania cewki. Osobiście zostawiam 150 mm przewodu luzem, aby móc go potem swobodnie podłączyć, a następnie robię 3 lub cztery pętle jak poniżej:



Następnie przymocowuję pętle taśmą przed nawinięciem następnych. Na koniec przymocowuję taśmą ostatnie pętle na drugim końcu i na koniec pokrywam wszystko taśmą elektryczną, gdyż zwykła z czasem niszczeje. Ponieważ cewka ta składa się z tylko jednej warstwy drutu, można, zależnie od gustu, pokryć ją kolejną warstwą papieru a następnie nawinąć kolejne uzwojenie, przed zsunięciem ołówka.

Chociaż diagramy powyżej pokazują dwukolorowe uzwojenia, w rzeczywistości oba przewody są tego samego koloru ii będziemy mieć cewkę o dwóch identycznych końcówkach na każdej ze stron. Długość wolnych przewodów po każdej stronie jest większa, niż długość cewki, można więc swobodnie wykonać końcowe podłączenia. Użyj multimetru (lub baterii i LED) do identyfikacji końcówek i połączenia ze sobą dwóch przeciwległych końcówek. Da nam to centralne złącze „B”:



Cewkę należy uważnie sprawdzić przed użyciem. Najlepiej, gdyby złącze było lutowane. Gdy używa się emaliowanego drutu z rodzaju „lutowalnych” (jest on najpopularniejszy), wówczas ciepło lutownicy wypali emalię w kilka sekund, pozostawiając dobre złącze. Jakość cewki powinna być sprawdzona pomiarem oporności. Najpierw należy sprawdzić opór pomiędzy punktami „A” i „B”. Wynik powinien być mniejszy, niż 2 omy. Potem sprawdzamy opór pomiędzy „B” i „C”, któ©y powinien wynieść dokładnie tyle samo. Na koniec, sprawdzamy opór pomiędzy „A” i „C” i ta wartość powinna być większa od obu poprzednich, jednak raczej nigdy nie jest ich sumą. Jeżeli jest większa, to złącze nie zostało wykonane właściwie i wymaga ponownego podgrzania lutownicą a nawet ponownego zlutowania. Po wykonaniu tych czynności należy powtórzyć pomiar.

Ten prosty układ, jak pokazano, może ładować cztery akumulatory AA w szeregu, podczas, gdy sam zasilany jest zaledwie jedną.



Osobiście używałem krzemowej diody 1N4148 o spadku napięcia 0,65 do 0,7V i działała dobrze. Jednakże zalecana jest tu dioda germanowa o dużo niższym napięciu 0,25 - 0,3V. Może być model 1N34A. Sugeruje się również używanie dwóch lub trzech diod równolegle.

Prosty obwód Złodzieja Dżuli można z odrobiną inwencji użyć do zasilenia lampki z rozdziału 1, eliminując panele słoneczne, ale to w następnych rozdziałach.

Wiele pokazywanych przeze mnie obwodów zawiera w sobie starego, dobrego „złodzieja dżuli”. U mnie urządzenia te działały. Jednakże w 2014 roku Sucahyo doniósł, że część osób zauważyła, iż kilkukrotne ładowanie impulsowe baterii powoduje zjawisko „ładowania powierzchniowego”, zwiększaie napięcia bez odpowiadającego mu ładunku w ich wnętrzu. Nigdy czegoś takiego nie doświadczyłem, ponieważ nigdy nie rozładowywałem i nie ładowałem ponownie baterii wystarczającą ilość razy.

Preferowana przeze mnie postać Złodzieja Dżuli ma podwójne uzwojenie z drutu o średnicy 0,335 mm., nawinięta na ołówek długości 100 mm, co daje bardzo tani i lekki obwód. Tak, jak to rozumiem, Złodziej Dżuli wytwarza szereg gwałtownych i krótkich skoków napięcia. Skoki te powodują oddanie przez środowisko części energii statycznej zarówno do samego obwodu, jak i jego obciążenia (zwykle diody LED lub ładowanej baterii).

Chociaż nigdy nie doświadczyłem ze strony Złodzieja Dżuli zjawiska ładowania powierzchniowego, to testowałem trochę starych akumulatorów Digimax 2850 mAh, które leżały nieużywane przez ponad rok. Istotnie, wykazywały one efekt ładowania powierzchniowego podczas testów. Pierwszy test obejmował jedną baterię zasilającą i trzy ładowane szeregowo akumulatorki:




Nieważne jednak, jak długo obwód działał, nie był w stanie naładować baterii bardziej, niż do 4V, co daje 1,33V na każdą baterię. Testy obciążenia były koszmarne. Napięcie w odstępach jednej godziny zmieniało się następująco: 3,93V, 3,89V, 3,84V, 3.82V i 3,79V po pięciu godzinach. To niedorzeczny wynik. Te baterie wymagałyby 22 godzin ładowania omawianym już panelem słonecznym..

Być może baterie były uszkodzone. Naładowałem je więc zwykłą ładowarką sieciową, osiągając 4,26V, co daje 1,42V na baterię. Cogodzinne pomiary podczas test obciążenia dawały wyniki: 4,21, 4,18, 4,16, 4,15, 4,13, 4,12, 4,10, 4,08, 4,07, 4,07, 4,06, 4,05, 4,03, 4,03, 4,02, 4,01, 4,00 (w simie 17 godzin), 3,99, 3,99, 3,98, 3,97, 3,97, 3,96, 3,96, 3,95 (w sumie 25 godzin) i 3.90 po 33 godzinach. Jak widać, były w porządku i uprzedni efekt musiał być związany ze sposobem ładowania.

Kierowanie statycznej elektryczności do kondensatora czyni z niej „normalną” elektryczność. Chciałem jednak zachować prostotę układu, więc kolejnym krokiem było dodanie kondensatora 1mF/100V:


i włączenie go do obwodu:



Bez ładowanej baterii, napięcie na kondensatorze sięgało 22V. Ładowanie tych samych baterii nowym obwodem dało wynik 4,14V a godzinowe pomiary podczas testu obciążenia dały 4,09, 4,05, 4,01, 3,98, 3,96, 3,93, 3,90, 3,88, 3,85, 3,83, 3,81 i 3,79V po 12 godzinach, co jest o niebo lepszym wynikiem, jednak wciąż wymagającym czegoś lepszego.

Następnym krokiem było użycie mostka z diod 1N4148, zamiast pojedynczej diody:




Bez ładowanej baterii, obwód generował 28V na kondensatorze, a sama bateria ładowała się dobrze, dając wyniki godzinowe: 4,18, 4,16, 4,15, 4,13, 4,11, 4,10, 4,08, ,.08, 4,06, 4,05, 4,04, 4,03, 4,02, 4,00, 3,99, 3,98, 3,97, 3,96, 3,95, 3,95, 3,94, 3,94, 3,93, 3,93, i 3.93V po 240godzinnym ładowaniu. Wydaje się to być dobrym wynikiem przy tak małej modyfikacji obwodu.

Jeżeli zasilimy obwód dwiema bateriami 1,2V, bez baterii do ładowania, napięcie na kondensatorze sięga 67V. Nie jest to jednak potrzebne do ładowania 12-woltowej baterii. Chociaż zmiana jest niewielka, praca obwodu zmienia się znacznie. Kondensator nie wyładowuje się natychmiast, przez co pomiędzy skokami napięcia może dostarczać ładowanej baterii dodatkowego prądu. Nie oznacza to jednak, że naładuje się ona dużo szybciej - pełnego naładowania można się spodziewać po paru godzinach.


Patrick Kelly
http://www.free-energy-info.com