Текст
                    Е.А. Колесниченко
И. Е. Колесниченко
Е.И. Колесниченко
В. Б. Артемьев
Е. И. Любомищенко

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
ИЗ ВОДЫ

ФИЗИКА ЯВЛЕНИЙ


ЕА. Колесниченко, И. Е. Колесниченко, Е. И. Колесниченко, В. Б. Артемьев, Е.И. Любомищенко ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОК ИЗ ВОДЫ ФИЗИКА ЯВЛЕНИЙ МОСКВА ИЗДАТЕЛЬСТВО «ГОРНАЯ КНИГА» 2025
УДК 622 К60 Рецензент: •д.т.н., проф. А А Белодедов (заведующий кафедрой «Горное дело» ЮРГПУ(НПИ)) (НИИ); • д.т..н., проф. Э. Ю. Воронова (заведующая кафедрой «Фундаменталь- ные инженерные дисциплины» ШАИ ЮРГПУ(НПИ)) Колесниченко Е. А., Колесниченко И. Е., Колесниченко Е. И., Артемьев В. Б., Любомищенко Е. И. К60 Электрический ток из воды. Физика явлений. — М.: Издатель- ство «Горная книга», 2025. — 40 с. ISBN 978-5-98672-591-8 Развитие научно-технологического развития в стране зависит от соот- ветствия современному уровню научных знаний при обучении в школах и вузах. Негативное отношение к физике в учебных заведениях можно объ- яснить , во-первых, чрезмерной сложной математизацией, и, во-вторых, устаревшими з эпохи «Возрождения» основных представлений об электри- ческом токе и способах его получения. В учебниках нет объяснений с учё- том современных экспериментов. Развитие приоритетных направлений необходимо решать с ликвидации устаревших проблем. В наибольшей сте- пени это касается изучения энергетических явлений получения и представ- ления электрического тока. Решению этих проблем посвящено содержание этой работы. Впервые сформулирована гипотеза генерации электрического тока в обыкновенной воде, отличающаяся тем, что электрический ток - это вну- треняя энергия воды и образование его происходит при поглощении и излу- чении электронами атомами водорода энергии разрыва и восстановления водородных и ван-дер-ваальсова связей в структурных доменах.. Впервые установлена роль межмолекулярных энергетических свя- зей атомов воды в образовании электрического тока. Доказана полярность извлекаемого в воде электрического тока и направление его во внешнем электрическом контуре. Теоретическая значимость заключается в прираще- нии знаний об электрическом токе, типах получения электрического тока из различных атомно-молекулярных структур. УДК 622 ISBN 978-5-98672-591-8 9 785936 725918 © Коллектив авторов, 2025 © Издательство «Горная книга», 2025 © Дизайн книги. Издательство «Горная книга», 2025
1. Актуальность Научно-технологическое развитие в стране зависит от соот- ветствия современному уровню научных знаний при обучении в школах и вузах. В наибольшей степени это касается знания энергетических явлений получения и представления электриче- ского тока. Специалисты, работающие в области применения электриче- ской энергии, получают основные знания в школе по учебникам физики. Эти знания являются базовыми для многих инженерных специальностей и творческой деятельности инженеров любого профиля. Проблема заключается в том, что изучаемые физические явления были открыты в начале XIX века и их научная интерпре- тация всё еще отражает достигнутый в то время уровень науч- ных знаний [1]. Президент России своим Указом утвердил семь Приоритетных направлений научно-технологического развития и Перечень важнейших наукоемких технологий [2]. К Приоритет- ным направлениям относятся энергетика, персонализированная медицина, повышение уровня образования и изменение климата. Основой всех этих направлений являются физические энергетиче- ские процессы. По нашему мнению, научно-техническое развитие этих направлений требует обновления базы представлений об элек- троэнергетике. Сомнение вызывает способ назначения исполни- телей развития научных направлений по методу планирования открытий с восьми до десяти часов утра. За рубежом редакции журналов организуют тематические конференции, а в Шанхае (Китай) есть специальная организация, которая ищет по свету и приглашает авторов статей с научной новизной. Очевидно, такая структура должна быть и у нас и это не РАН. Проблемы электроэнергетики необходимо решать не формулами высшей математики, не философией с экономикой, а применением зако- нов физики [3]. В статье |4] приведена актуальность новых открытий «Получение электроэнергии из воды может стать про- рывом в развитии возобновляемых источников энергии. Ведь вода является одним из наиболее распространенных ресурсов на планете. Новое открытие в науке, связанное с использованием воды в качестве источника электроэнергии, открывает новые перспективы для развития области возобновляемых источников
энергии. Такие исследования могут привести к революционным изменениям в энергетике и внести вклад в борьбу с изменением климата. Открытие возможности использования обыкновенной воды в качестве источника электроэнергии открывает огромные перспективы для развития различных отраслей науки и техноло- гий» |4].
2. Современные компетенции в области источников электроэнергии из воды Способ прямого извлечения электрического тока из обыкновен- ной воды не вошёл в России в Приоритетные направления развития и применения. Сама идея такого способа получения электрического тока считается, не буду называть их учёными, невозможной. Интер- нет замусорен отрывками из учебников с устаревшими представле- ниями об электричестве. Они считают, что учёные, которые выска- зывают идею получения электрического тока в воде, ещё дурнее их самих. Некоторые учёные признают, что вода может создавать электричество, но представления об этом у них перевёрнутые [4]. Такие способы существуют. Вода разлагается на водород и кисло- род энергоносителем с большой энергетической плотностью. Этот способ называется электролизом. В качестве репризы необходимо повторить представления об электролизе воды «под воздействием электричества вода ... рас- падается на водород и кислород. Молекулы воды захватывают электроны и превращаются в газообразный водород на катоде (на отрицательном электроде). Молекулы воды теряют электроны на аноде, или положительном электроде, и превращаются в газоо- бразный кислород». С такими знаниями и Приоритетные направле- ния нам не страшны. Хотя... Другим способом является технология гидролиза. Также заклю- чается в разложении молекулы воды на атомы водорода и кисло- рода. Водород используется в водородной энергетике. Это химия, а нужно знать физику пронесса. Не будем использовать смешные академические определения из репертуара юмористических программ для подготовки к ЕГЭ по физике. Такими являются объяснения, что электрический ток — это направленное движение заряженных частиц. Поляр- ность электрического тока определяется направлением от плюса к минусу. При подготовке к ЕГЭ «в растворе NaCJ появятся свобод- ные заряды: положительные ионы Na^ и отрицательные ионы С1-. Засунем в воду два электрода, соединённые с полюсами батарейки. Ионы Na+ начнут направленное движение к отрицательному элек- троду, а ионы С1- — к положительному». (Задача. Отправились два поезда от одной станции в разные стороны. Определите, где они встретятся). Ионы Na+ по «засунутому» электроду движутся
к отрицательному полюсу, а затем после замыкания полюса бата- рейки в виде свободных электронов начинают направленное дви- жение от «минуса» батарейки к «плюсу». Где, очевидно, и встре- тятся с ионами С1-. Продолжим выписку из лекции преподавателя (учителя) физики с 24-летним стажем, победителя всероссийского конкурса «Учитель года». Занимательными можно считать такие определения, как «электромагнитная энергия преобразуется во вну- треннюю, то есть в тепловую энергию. Электромагнитную энергию способны накапливать два устройства: конденсатор и катушка. Кон- денсатор — это устройство, которое накапливает электрическую энергию, а катушка — это устройство, которое способно накапли- вать энергию магнитного поля». Неужели авторами таких удиви- тельных знаний являются не иностранные академики кулинарно- физических наук. Физика — наука серьёзная, а электрический ток является основ- ным видом применяемой энергии. В курсе физики Национального исследовательского Томского политехнического университета [5] записано, что «курс физики... охватывает все важнейшие разделы классической и современной физики. Выпускник технического уни- верситета обязан владеть одной из основных фундаментальных дис- циплин — физикой, твердо усвоить принципы и подходы естествен- ных наук, обеспечившие, особенно в последнее время, невиданный технический прогресс и резкое сокращение сроков между науч- ными открытиями и их внедрением в жизнь». Однако содержание физики относится к высшей математике (интегралы, дивергенция, операторы и др.). Учит студентов, что «упорядоченное движение заряженных частиц называется электрическим током». А «электри- ческий ток в металлах — это упорядоченное движение электронов под действием электрического поля». «Перемещение заряда на этих участках возможно лишь с помощью сил неэлектрического проис- хождения (сторонних сил): химические процессы, диффузия носи- телей заряда, вихревые электрические поля. Аналогия — насос, качающий воду в водонапорную башню, действует за счет неграви- тационных сил (электромотор)» [5]. Авторы полагают, что аналогом должен быть водопад: движение происходит от большего к мень- шему потенциалу. Анализ показал, что учёным от нефизических наук трудно отказаться от гипотезы немецкого учёного П. Друде и голланд- ского физика X. Лоренца о существовании свободных электронов.
В настоящее время эти гипотезы физики средних веков можно отне- сти к репертуару представлений «Точь в точь, или Юмор. Юмор». На занятиях по Физике декларируемые гипотезы необходимо дока- зывать физическими экспериментами. Цель работы заключается в извлечении из воды электриче- ского тока, стабильные и реальные параметры которого измеряются известными электрическими приборами, в обосновании новых типов генерации и понятий «электрический ток», «источники элек- трического тока» и взаимный переход «одного вида энергии в дру- гой». Методы. Анализ информации по теме статьи в технической, учебной литературе, и в интерпретациях любителями в Интернете. Системный метод, включающий экспериментальные исследования технических разработок с измерением приборами контроля реаль- ных характеристик извлекаемого электрического тока из воды, и теоретическая интерпретация результатов с применением кванто- вой теории энергетических явлений в молекулярных системах.
3. Механическая энергия не может превращаться в электрический ток Прежде, чем объяснять результаты реально работающих новых способов получения электрического тока, необходимо обсудить представление при получении базовых знаний о развитии энерге- тики, электрического тока и способов его получения и превращения одного вида энергии в другой в государственных образовательных заведениях Энергетика — это наука о закономерностях большого круга технологических процессов и явлений. Парадигма научно- технологического развития энергетики в России, как мы понимаем, заключается не только в совершенствовании конструкционного обновления существующих комплексов энергетики, но и в приме- нении новых возобновляемых сырьевых ресурсов и дешёвых видов получения электрической энергии. Тенденция развития предусма- тривает повышение душевого уровня потребления электроэнергии. По даннььм акад. С. Ю. Глазьева [6] в России этот уровень значи- тельно ниже, чем в США и Канаде. При этОхМ уровень энергопотре- бления в промышленном производстве составляет 33%, в бытовых нуждах 37%, на транспорте 19%, в сельском хозяйстве 3%, и в про- чих объектах 8%. В России необходимо увеличить энергообеспе- чение, в том числе энергообеспеченность населения, не менее чем в 2-2,5 раза. Полагаем, что это должно быть в результате примене- ния новых сырьевых ресурсов и дешёвых видов получения электри- ческого тока. Проблема заключается в массовой уверенности получивших образование специалистов [7, 8, 9], что электроэнергия получа- ется в результате преобразований в электричество других видов энергий: тепловой, химической, ядерной, солнечной и других, получаемых от возобновляемых и невозобновляемых энергоре- сурсов. Такие утверждения приведены авторами учебных посо- бий университетов ИТМО и им. Н. Э. Баумана. Практически это относится к «механической» энергии, которая по их представле- ниям превращается в электрическую энергию. В России на всех электрических станциях (АС) применяют, как принято в сред- невековой теории, индукционный вид получения электриче- ского тока. Электрический ток получается в электрогенераторах на атомных электростанциях (АЭС), тепловых электростанциях
(ТЭС), гидроэлектростанциях (ГЭС), ветровых генераторах. Сол- нечная энергия является вторым видом получения электрической энергии. В учебном пособии для студентов, обучающихся по специ- альности «Атомные электростанции и установки» 110] приведено взаимодействие основных устройств АЭС при получении элек- трического тока. Рабочим телом, приводящим в движение весь технологический процесс, является перегретый пар, получаемый в результате нагревания воды атомным реактором. Паровая тур- бина (рис. 1) с большой скоростью направляет пар на лопатки рабочих колёс, которые вращают вал ротора электрогенератора. Механическая энергия паровой турбины кроме вращения вала не оказывает влияния на получение электрического тока. Электро- генератор состоит из 2 основных частей: статора и ротора. Ротор изготавливают из постоянного магнита или искусственного. В этом случае на обмотку ротора подают постоянный электрический ток от возбудителя электромагнита. При вращении ротора в обмот- ках статора индуцируется электрический ток, который от статора поступает в электрическую сеть потребителям. Получается, что в системах АЭС, ТЭС, ГЭС механическая энергия не превраща- ется электрическую, а главным устройством является электромаг- нит ротора и его электрический возбудитель магнитной энергии. Отключите возбудитель от контактных шёток на роторе, и полу- чится тепловая станция. Рис. 1 Структурная схема технологического процесса получения электрического тока в электрогенераторе на АЭС: 1 — паровая турбина; 2 — рабочее колесо с рабочими лопатками; 3 — пар из паровой турбины; 4 — вал ротора электрогенератора; 5 — электрический возбудитель электромагнита-ротора; 6 — щётки и кольца скользящих контактов; 7 — ротор-электромагнит; 8 — корпус электрогенератора; 9 — силовой трансформатор
4. Энергетическая структура и параметры атомно-молекулярной структуры воды Извлечение электрического тока из воды относится к обла- сти новых знаний, которые были открыты авторами статьи экс- периментально [11, 12]. Многократными измерениями доказано устойчивое извлечение из воды и перемещение электрического тока в электрической цепи. При контакте электродов с водой в цепи возникает электрический ток, величина напряжения и знак направления тока показывается на дисплее мультиметра, а инди- катор регистрирует электромагнитные излучения электродами, обмоткой и клеммами трансформаторной катушки. Химическая структура и основные параметры атомов и молекул воды известны давно 113]. Туннельные микроскопы обеспечивают увеличение в 100 млн. раз. Это позволяет измерять размеры атомов с очень большой точностью. Молекула воды имеет тетраэдрическую про- странственную структуру. Радиус водорода ~53 пм, радиус кис- лорода ~60 пм (60-10 12 м). Ковалентный радиус 0,037 нм, а ван- дер-ваальсов 0,120 нм. Диаметр молекулы оды приблизительно 3-10“8см. Количество молекул в капле воды массой 1 г , следо- вательно объемом 1 см3, приблизительно 3,7-1022. Расстояние в молекуле между центрами атомов О и Н равно г, = 0,096 нм. Рас- стояние между центрами атома водорода и соседним атомом кис- лорода х = 0,177 нм (рис. 2, я). Характерным свойством воды в жидком состоянии явля- ется образование межмолекулярной связи между атомом кисло- рода одной молекулы и атомом водорода, который связан кова- лентной связью с другим атомом кислорода (рис.2, Ь). Впервые в 1920 г. на эту связь обратили внимание учёные W. М. Latimer, W. Н. Rodebush и присвоили ей термин «водородная связь». За сто лет существования концепции водородной связи этот вид межмо- лекулярного взаимодействия изучали с помощью теоретических и экспериментальных методов: ядерно-магнитной резонансной и инфракрасной электроскопии, рентгеновской и нейтронной диф- ракции [14].
Рис. 2. Схемы структурных параметров и изменений в молекулах воды: а — параметры межатомных и межмолекулярных связей; г0 — равновесное расстояние между атомами; х — расстояние между ковалентными радиусами ядрами атомов кислорода и водорода; — ковалентный радиус атома водорода; г? — ковалентный радиус атома кислорода; b — структурированная схема водородной связи 4 молекул воды
5. Роль межмолекулярных связей, по мнению исследователей Авторы публикации из Казанского федерального университета [14] признают, что природа межмолекулярного взаимодействия до сих пор не ясна. Считается, что «водородную связь обозначают следующим образом: D-H---A. Связанный с водородом ковалентной химической связью атом «D» называют донором водородной связи, а атом «А» — акцептором водородной связи». В нашем случае D это атом кис- лорода О, Н — связанный с кислородом атом водорода, А — атом кислорода, связанный водородной связью с атомом водорода соседней молекулы [19]. Авторы статьи не воспринимают объяснений, что «поскольку ковалентная связь О-Н сильно полярная, то на атоме водорода образуется частичный положительный заряд, а на атоме кисло- рода — частично отрицательный, что приводит к сильному смеще- нию электрона водорода, при этом его орбиталь оказывается прак- тически свободной и с ней начинает взаимодействовать свободная электронная пара атома кислорода другой молекулы воды — это и есть водородная связь» 115], Сильно сказано, что свободная пара (электронов?) атома кислорода взаимодействует со свобод- ной орбиталью (с местом?) атома водорода. Это больше похоже на варьете из оперетты. Однако в публикации есть и положитель- ная информация, что водородные связи могут структурировать атомы воды в димеры, тримеры и полимеры. Точнее об этом сообщают авторы [16] «В жидкостях и рас- творах атомы одновременно могут быть связаны водородными, координационными и ван-дер-ваальсовыми связями. При обра- зовании таких связей происходит усиление ван-дер-ваальсовой связи Н—В и ослабление ковалентной полярной О- Н до 20,93 кДж мольной связи А-Н, где В — атом с неподсленными электронными парами (кислорода) в наружном электронном слое. Ван-дер-ваальсова связь усиливает объединение молекул в структуру». К существенным свойствам воды необходимо отне- сти то, что «Энергия связи водородной связи Н—О в димере воды (Н2О)2 составляет 21,5 кДж/моль, а ее длина 0,204 нм. Водород- ные связи разрушаются, когда жидкая вода переходит в пар». Самое главное, авторы указывают, что «из солнечного спектра «отфильтровываются» красные лучи — их энергия поглощается и рассеивается колеблющимися молекулами тепла». Это совпадает 14
и с аксиомами квантовой теории [5]. Солнечный красный спектр имеет следующие параметры: диапазон длин волны 630-780 нм; длина частот — 3,84’1014 -4,76-1014 Гц; диапазон энергии — 1,59-1,97 эВ. При этом параметры видимого излучения: длина волны 380 — 780 нм; энергия фотонов 3,26 — 1,59 эВ; частота 7,89-1014 — 3,84-1014 Гц. Авторами сделано допущение, что «воз- буждение атомов может инициироваться различными способами, например, столкновением атомов в хаотическом движении и ... поглощением атомами излучения» f 17]. Квантовая теория объ- ясняет, что при столкновении происходит силовое перемещение электрона ближе к ядру атома и излучение энергии, а при погло- щении электроном электромагнитных излучений от внутренних в воде или внешних источников с поверхности происходит переме- щение электрона на энергетический уровень дальше от ядра атома и затем излучение энергии [3].
6. Экспериментальное подтверждение межмолекулярных явлений в воде Взаимодействие связанных межмолекулярными связями моле- кул воды доказали экспериментально в Национальной ускоритель- ной лаборатории SLAC в США 18]. Физики экспериментаторы SLAC в США вместе с учёными США и Швеции установили, что «атом водорода на короткое время порядка 80-10 15 с (фемтосекунд) притягивает атомы кислорода к соседним молекулам, прежде чем оттолкнуть их с новой силой, расширяя пространство между моле- кулами (рис. 3). При этом «Во время сближения атомов происходит сжатие водородной связи примерно на 0,004 нм и нагрев, сохраня- ющийся в течение одной пикосекунды» [18]. Рис. 3. Фото молекул воды, полученное с использованием высокоскоростной электронной камеры MeV-UED SLAC [по 18] В центре фото видны структурированные молекулы воды. «Пульсация атомов визуализирует внутриатомные перемещения валентного электрона при поглощении и излучении электромаг- нитных излучений. Во время сближения происходит сжатие водо- родной связи примерно на 0,04 ангстрема и нагрев, сохраняю- щийся в течение одной пикосекунды» [18]. Однако исследователи не смогли предложить физическую интерпретацию наблюдаемым в воде явлениям. Выводы Атомно-молекулярные структуры воды обладают внутренними магнитными свойствами и являются источниками электрического 16
тока. В воде образуются объединённые межмолекулярными свя- зями структуры атомов водорода и кислорода, которые излучают электромагнитную энергию приблизительно с одинаковой часто- той [11]. Эти коллективные электромагнитные излучения проис- ходят в основном в водной среде, но могут извлекаться из воды в виде электрического тока 112]. Основным источником излучения электрического тока являются электроны атома водорода, так как у атомов кислорода два неспаренных электрона находятся на энер- гетическом 2-р уровне и переход на следующий уровень требует значительной энергии.
7. Физические приборы для устойчивого извлечения электрического тока из воды Извлечение электрического тока с применение техниче- ских средств и контрольных приборов авторами производится впервые. Чтобы все желающие могли выполнить лабораторные и практические работы по электричеству необходимо иметь сле- дующие приборы. • Комплект приборов для экспериментов (рис. 4): - ёмкость с водопроводной питьевой водой комнатной темпера- туры; элементы питания пальчиковые GP ULTRA, GP Super и Ener- gizer; трансформаторная катушка с электрическим сопротивлением 45,4 ома; 2 электрода (две монеты по 5 руб.), компас, смоченный в воде матерчатый лоскут. Рис. 4. Фото компонентов для измерения извлекаемого электрического тока из воды: 1 — индикатор-пробник ОП-2э электрика; 2 — цифровой мультиметр DT830B; 3 — тестовые щупы; 4 — электроды; 5 — трансформаторная катушка
• Измерения электромагнитных излучений выполняются индикатор-пробником ОП 2э . Устройство соответствует ГОСТ IEC 61010-031. Параметры ОП-2э: - Чувствительность высокочастотных полей: - более 2 МВт/см2 (милливатт на квадратный сантиметр — 2-10 3 Вт/см2); - более 5 МВт/см2. - Диапазон рабочей частоты от 50 до 500 Гц (Герц). - Регистрация излучения сопровождается миганием светодиода зелёным светом и звуком зуммера. Цена — 350 руб. • Измерения напряжения в контуре выполняются цифровым мультиметром DT830B. Диапазоны измеряемого напряжения постоянного тока в при- боре DT830B: 0 — 200 mV (0 — 0,2 вольта); 200 — 2000 mV (0,2 — 2 вольта); 0 — 20 вольт. Два тестовых шупа для измерения напряжения. Цена — 650 руб. • Финансирование экспериментов — нет (хобби).
8. Примеры устойчивого извлечения электрического тока Вне объёма воды электромагнитные излучения не регистри- руются. Они регистрируются при погружении обнажённого нако- нечника индикатора-пробника в воду, когда эта вода находится в зоне действия излучений от электрических приборов и проводов. Внутренне излучение в воде начинается при воздействии энергией человека (рис. 5, а). При погружении электродов от мультиметра в воду в цепи возникает электрический ток. Величина электриче- ского напряжения в электрическом контуре регистрируются муль- тиметром. Доказательством того, что этот ток имеет электромаг- нитные свойства, служат электромагнитные излучения обмоткой трансформаторной катушки (рис. 5, Ь). Рис. 5. Фото электромагнитного излучения водой и обмоткой трансформаторной катушкой: а — при передаче энергии человека 4 в воду через металлический ключ 3; b — трансформаторная катушка; 1 — ёмкость для воды; 2 — водопроводная вода; 3 — металлический ключ; 4 — рука человека; 5 — индикатор-пробник; 6 — мультиметр; 7 — электроды в воде; 8 — катушка трансформаторная Вода в водопроводных трубах является источником извлече- ния электрического тока. Достаточно опустить оголённые концы щупов мультиметра в воду (рис. 6). Если водопровод находится в зоне влияния электрической сети, то в воде возникают электро- магнитные излучения, но они не оказывают влияния на извлека- емый в воде ток. Налитая вода в ёмкость при удалении из зоны электрических излучений престаёт быть источником электромаг- нитных излучений.
Рис. 6. Фото извлечения электрического тока в водопроводной струе воды: 1 — водовод; 2 — струя воды; 3 — изолированные щупы мультиметра; 4 — оголённые концы щупов; 5 — мультиметр; 6 — дисплей, показывающий напряжение электрического тока в контуре Во время исследований удалось зарегистрировать «внеш- нее» электромагнитное излучение воды. При температуре кипения с поверхности воды поднимаются ассоциаты молекул воды. Струк- турная форма их как на рис. 2, Ассоциаты поднимаются вверх (испаряются) и за счёт продолжающихся энергетических процессов с межмолекулярными связями становятся источниками электромаг- нитных излучений, что и зафиксировано на фото (рис. 7). Рис. 7. Фото электромагнитных излучений нарами воды над кипящей водой в кастрюле
Исследования показали, что в получении электрического тока в организме человека принимает участие употребляемая им вода. Считается, что источником электрического тока является аденозин- трифосфорная кислота АТФ [2]. Определить энергию АТФ можно прямым измерением электрического напряжения при анализе раз- личных заболевании, употреблении различных видов продуктов и объёмов воды. Это может относиться к области биомедицинских исследований. В любое время можно взять в руки щупы мультиме- тра и посмотреть электрическое напряжение (рис. 8). Рис. 8. Фото измерения электрического напряжения, вырабатываемого внутренними органами человека: АТФ — аденозинтрифосфорная кислота, источник энергии внутренних органов человека: 1 — человек; 2 — MULTIMETR DT-830B: 3 — пальцы рук человека; 4 — электрическое сопротивление Rcn Энергетические излучения организмом человека и электромаг- нитные свойства излучаемого им тока можно проверить с примене- нием трансформаторной катушки с медной обмоткой и индикатора- пробника ОП-2э (рис. 9). Эта схема моделирует работу обычного трансформатора. Рука человека является первичной обмоткой, а медный проводник транс- форматорной катушки — вторичной обмоткой трансформатора. Электроны медного проводника катушки поглощают электронно- магнитную энергию человека и излучают её в виде электрического тока к клеммам катушки. На клеммах возникает электрическое напря- жение, которое можно измерять мультиметром. При прикосновении рукой даже к одной из клемм, медная обмотка становится источни- ком электромагнитных излучений. Происходящие энергетические
Рис. 9. Фото проверки работоспособности «трансформатора», передающего электрический ток от организма человека на внешние клеммы катушки: 1 — индикатор-пробник ОП-2э; 2 — наконечник индикатора - пробника; 3 — светодиодная лампа; 4 — рука человека (источник тока); 5 — медная обмотка; 6 — клемма вывода медной обмотки явления в схеме (рис. 9) доказывают квантово-волновые свойства электрического тока. Отсутствие горы зараженных частиц, которые не могут перепрыгнуть с одной обмотки трансформатора на дру- гую, опровергают средневековые представления о мифических заря- женных частицах и «свободных» электронах.
9. Базовые варианты исследования характеристик электрического тока Рассмотрим три базовых типа экспериментального извлечения электрического тока из воды (рис. 10). Задача заключается в интер- претации доказанных экспериментально невидимых физических и энергетических явлений в воде, в результате которых электри- ческий ток из воды поступает во внешний электрический контур и регистрируется прибором. Схему внешнего электрического кон- тура усложнили, включив потребитель тока — обмотку трансфор- маторной катушки (рис 10). Электрический ток извлекается из воды из ёмкости 2. Напряжение в контуре показывает дисплей 5, а элек- тромагнитные излучения водой регистрируются индикатором 8 (рис. 10, а). На рис. 10, b источником электрического тока является вода, содержащаяся в мокром тканевом лоскуте 7. Рис.10. Экспериментальное извлечение электрического тока из воды: а — первоначальный пробный вариант в тарелке; b — в ёмкости для воды; с — в мокром матерчатом лоскутке; 1 — тарелка и ёмкость для воды; 2 - водопроводная вода; 3 — электроды; 4 — мультиметр DT830B; 5 — дисплей; 6 — обмотка на трансформаторной катушке; 7 — мокрый тканевый лоскут; 8 — светодиод индикатора-пробника ОП-2э; 9 — индикатор-пробник ОП-2э
10. Полярность электрического тока в мультиметре и магнитная полярность в батарейках При практическом использовании источников постоянного тока необходимо не допустить поломку некоторых потребителей, для этого в электрическом контуре должны соблюдать направ- ление тока от полюса плюс (+) к полюсу минус (-). Однако некоторые источники тока, в том числе и вода, не имеют такой маркировки. Перед применением такого источника необходимо определить его полярность. Рассмотрим процесс верификации электрической полярности источника тока с известной полярно- стью. Измерениями установлено и в технической характеристике записано, что мультиметр DT830B может показывать направле- ние тока в контуре. Если напряжение показано со знаком плюс (+), то источник подсоединён к входной клемме прибора плюс (+) правильно. Проверку полярности и направления экспериментальных источников электрического тока выполним с тестированием паль- чиковых батареек. Для исследования взяты пальчиковые батарейки типа GP Ultra Plus, GP Super Alkaline, GP Ultra Alkaline, Energizer MAX. Бата- рейки солевые состоят из плюсового марганцевого анода и мину- сового цинкового катода и электролита — хлорида цинка. Алкали- новые отличаются от солевых источников питания электролитом. В них применяют обыкновенную щёлочь. Один торцевой конец батарейки маркирован знаком полюс (+), другой — знаком минус (-). На корпусе мультиметра входные клеммы также маркированы знаками плюс (+) и минус (-). Вопрос о магнитной полярности батареек даже никогда не воз- никал. Авторы считают, что батарейки, как и другие источники тока, могут иметь свойства магнита, а электрический ток имеет электро- магнитные свойства. Полярность у батарейки относится к направлению потока электрического тока внутри источника питания. В электричестве «полярность» означает, что электрический ток во внешнюю цепь излучается со стороны конца корпуса со знаком плюс (+). Магнит- ную полярность батареек определяли компасом, который показывает
тёмной половинкой стрелки на Южный магнитный полюс Земли, а светлой — на Северный магнитный полюс Земли (рис. 11, а). При приближении батарейки Ultra plus к компасу, прибор показал, что плюсовой конец батарейки является Северным магнитным полюсом (рис. 11, /?), а отрицательный конец — Южным магнитным полюсом батарейки (рис. 11, с). Рис. 12. Фото определения магнитных полюсов одной из пальчиковых батарей компасом: а — компас, показывающий направление стрелок на магнитные полюса Земли; Ъ — плюсовой конец батарейки является Северным магнитным полюсом; с — минусовой конец батарейки — Южным магнитным полюсом Направление чока во внешнем контуре проверили при подклю- чении батареек GP Ultra и GP Ultra Plus. Устройство, определяю- щее направление тока в мультиметре DT830B, основано на правиле правой руки (рис. 12). R > 2000 кОм Рис. 12. Схемы измерения полярности и направления электрического тока при присоединении пальчиковых батареек к мультиметру: а, с — с правильным присоединением батарейки; Ь, d — с неправильным присоединением Анализ схем подсоединения показал, что подключение бата- реек маркировкой плюс (+) к разъёму на приборе плюс (+) всегда будет правильным независимо от магнитной полярности.
Прибор показал знак плюс (+) при подсоединении батарейки с Южным магнитным полюсом S (рис. 12, а). Л а на рис. 12, с — с Северным магнитным полем N. В других случаях присоединение будет неправильным. Замеры показали, что внутреннее электрическое сопротивление батареек при правильном соединении к прибору зашкаливает, т.е. больше 2000 кОм, а при неправильном подсоединении прибор показывает отрицательные значения типа -8,7 кОм, -720 кОм и др.
11. Полярность электрического тока в воде Определим правильное присоединение электрического контура при извлечении электрического тока из воды (рис. 13, а). Обозначим электроды в воде буквами А и Б (рис. 13). Положительные значе- ния напряжения оказались при движении тока по схеме Б-Х-У-А (рис. 13, а). При этом внутреннее электрическое сопротивление воды было 1540 кОм и более 2000 кОм. При других схемах подклю - чения источника к прибору (рис. 7, Ь, с) напряжение было со знаком минус (-). Напряжение во время измерения по схеме 13, а было 0,168 В; 0,135 В; 0,270 В; 0,359 В и др.. По схеме 13,Ь прибор показал -0,172 В, а по схеме 13, с —показал -0,144 В. Рис. 13. Схемы определения мультиметром полярности и направления электрического тока при извлечеии из воды: а — подключение электрода Б к разъёму на приборе плюс (+); b — подключение электрода Б к разъёму на приборе минус (-); с — подключение электрода А к разъёму на приборе минус (-); 1 — магнитное устройство; 2 — ёмкость с водой; 3 — катушка трансформаторная (потребитель тока) R 14 кОм 18 4 кОм Четыре реальные схемы извлечения электрического тока из воды смоченного тканевого лоскута приведены на рис. 14. Элек- троды могут находиться сверху или под слоем материала. Напряжение во время измерения по схеме 14, а после изме- рения в течение ночи напряжение было +0,060 В; а по схеме 14, d было -0,060 В; -0,270 В. При замерах по схеме 14,с напряжене было +0,265 В.
Рис. 14. Схемы определения полярности и напрвления электрического тока при извлечении из влажных тканевых лоскутов; а, Ъ — электрический контур с трансформаторной катушкой; с, d — без потребителя электрического тока; А, Б — электроды; 1 — магнит определения направления тока в контуре; 2 — влажный тканевый лоскут; 3 — трансформаторная катушка; (х — у) — устройство в зоне влияния магнитного поля Важно В результате экспериментов установлены следующие законо- мерности. При неизменном расположении электродов в воде только подключение электрода Б к клемме «плюс» (+) прибора будет пра- вильным (рис. 14, а). При извлечении электрического тока из воды, которая смачивает тканевый лоскут, правильным подключением было электрода Б без трансформаторной катушки в ветви к полюсу «плюс» (+) (рис. 14, а). При отключении трансформаторной катушки правильное направление тока в контуре изменяется, например, в рис. 14, айв рис. 14,d. Такое же изменение направления тока прооисходит в схемах на рис. 14,Ь и рис. 14,с. Установлено, что извлекаемое напряжение повышается при при- ближении электрода к поверхности воды. При мгновенном извлече- нии электрода из воды происходит скачок увеличения напряжения в конткре. Ивлекаемое напряжение из мокрого тканевого лоскука может превышать напряжение из воды. Авторы полагают, что электрический ток в воде является результатом поглощения и излучения электронами атомов водорода энергии разрыва и восстановления водородных и ван-дер-ваальсова связей в структурных доменах. Концентрирующиеся домены моле- кул воды обладают магнитным свойством, а электрический ток в воде является результатом внутренней энергии воды. При уменьшении расстояния от электрода до поверхости воды возможно увеличение электрического тока за счёт поглощения внешних электромагнитных излучений.
Заключение Впервые установлено, что структура воды обладает внутрен- ними магнитными свойствами. Установлен новый тип генерации электрического тока из возобновляемого ресурса энергии. Подтверждено, что проблема научно-технического разви- тия наукоёмких технологий в области электроэнергетики зависит от уровня базовых знаний , получаемых при изучении школь- ных и вузовских программ в разделах физики и электротехники. Об актуальности проблемы в области инноваций показывают про- водимые за рубежом «Глобальные конференция по материалове- дению и нанотехнологиям (США)», «Ежегодные Международные конгрессы по электротехнике (Оксфорд, Великобритания)», «Меж- дународные конференции по материаловедению и инженерному делу (Италия)» и др. Одним из перспективных направлений в области инноваций может стать прямое извлечение электрического тока из обыкно- венной воды. В современной литературе и среди специалистов, базирующихся на знаниях Средневековья, распространяются убеждения о невозможности этого. Поэтому продолжаются исследования с применением дорогостоящих экспериментов и с разложением воды на атомы водорода и кислорода. Такие убеждения разрушаются простейшими физическими экспери- ментами в течение 3 минут с применением объективных при- борных измерений. Открытие возможности использования обыкновенной воды в качестве источника электроэнергии открывает огромные перспек- тивы для развития различных отраслей науки и технологий. Подготовка компетентных специалистов для решения приори- тетных направлений в области научно-технического развития начи- нается с изучения физики. В настоящее время физика усложнена эквилибристикой интегралов и операторов опекающей её матема- тики, является непонятной для восприятия в учебниках и методи- ках. Физика должна быть наукой самостоятельной, а не придатком математики или кулинарного искусства. Показано, что распространённая уверенность в превраще- нии механической энергии в электрический ток не соответ- ствует действительности и может привести к неверным техни- ческим решениям. Развитие атомной энергетики — это развитие
механической энергии для вращения вала, который вращает ротор генератора. А электричество получается при создании магнитного поля вокруг ротора подключением основного компонента АЭС — дизельного источника постоянного тока (возбудителя). К валу АЭС можно подключить и большую мясорубку. Но нужно при этом ещё и мясо. Техника извлечения электрического тока не требует больших затрат и допускает варианты совершенствования для практического применения.
Научная новизна Впервые получены новые знания и сформулирована гипотеза нового типа генерации электрического тока в обыкновенной воде, отличающаяся тем что электрический ток является результатом внутренней энергии воды и образование его происходит при поглощении и излучении электронами атомов водорода энергии разрыва и восстановления водородных и ван-дер-ваальсова связей в структурных доменах. Впервые установлены новые знания о роли межмолекулярных энергетических связей атомов воды в образовании электрического тока. Установлено новое средство для извлечения электрического тока в виде смоченных в воде тканевых лоскутов. Впервые доказана полярность и направление извлекаемого в воде электрического тока во внешнем электрическом контуре. Установлено наличие магнитного Северного и Южного полюса в пальчиковых батарейках электрического тока. Установлены закономерности, влияющие на увеличение напря- жения извлекаемого электрического тока в воде и из смоченного в воде лоскутка материала. Теоретическая значимость заключается в приращении знаний об электрическом токе, типах получения электрического тока из раз- личных атомно-молекулярных структур, формирующихся в струк- туры с магнитными свойствами. Дано представление о полярности и направлении в электрическом контуре извлечённого в воде элек- трического тока. Практическая значимость теоретических выводов заключа- ется в том, что обоснованы новые знания об образовании электри- ческого тока, применение которых может повысить компетентность профильных специалистов, а также изучающих новые явления и компетенции в области физики, электротехники и работающих в области разработки экологических технологий получения энергии.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Алешкевич В. А. Электромагнетизм. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2014. - 404 с. JSBN 978-5-9221-1555-1. 2. Указ Президента РФ от 28.02.2024 N 145 О Стратегии... zakonrf.info>ukaz-prezident-rf-l 45-28022024/ 3. Колесниченко И. Е., Артемьев В. Б., Колесниченко Е. А., Любо- мищенко Е. И. Квантовая теория энергетических процессов в молеку- лярных структурах угольного пласта. — М.: Горная книга, 2020. — 40 с. Режим доступа: http://www.gornaya-kniga/catalog/2246. 4. Mksegment.ru — Вода, создающая электричество mksegment. ru>a/voda-sozdayushchaya-ehlektrichestvo 5. Кузнецов С. И. Курс физики с примерами решения задач. Ч. II. Электриче-ство и магнетизм. Колебания и волны: учебное пособие / С. И. Кузнецов. — 4-е изд., перераб. доп.; Национальный исследова- тельский Томский политехниче-ский университет. — Томск: 14зд-во ТПУ, 2013. - 370 с. 6. Глазьев С. Ю. Стратегия опережающего развития России в условиях гло-бального кризиса. — М.: Экономика, 2010. — 255 с.. 7. А.А., Малышев, Т. В. Рябова. Основы мировой энергетики: Учеб, пособие. — СПб.: Университет ИТМО, 2022. — 201 стр. 8. Теплотехника: Учеб, для втузов / А. М. Архаров, И. А. Архаров, В. Н. Афа-насьев и др.; Под ред. А. М. Архарова, В. Н. Афанасьева. — М.: Издво МГУ им. Баумана, 2004. — 712 с. 9. Основы энергетики: учебник / Г. Ф. Быстрицкий. — 3-е изд., стер. — М.: КНОРУ С, 2012. — 352 с. — (Для бакалавров). 10. Зорин В. М. Атомные электростанции: учебное пособие / В. М. Зорин. — М.: Издательский дом МЭИ, 2012. — 672 с.: ил.5. АП 11. И. Е. Колесниченко, Е. А. Колесниченко, Е. И. Любомищенко, Е. И. Колес-ниченко. Южно-Российский государственный политехни- ческий университет (НПИ) им. М. И. Платова, г. Новочеркасск, Рос- сийская Федерация. Горная Промышленность № 6 /2023 стр. 128-136. Источник: https://mining-media.rU/ru/article/newtech/l 8436-peremennyj - elektricheskij-tok-v-ugolnykh-shakhtakh-elektromagnitnaya-energiya-i- prevrashchenie-ejo-v-elektricheskij-tok. 12. Научные открытия и квантовые аспекты энергетических... ozon.ru>product/nauchnye-otkrytiya-i-kvantovye-... Сайт специали- зируется на продаже товаров. Приведены описания семи науч-ных открытий, установленных учёными кафедры «проектирование и....
13. Глинка Н. Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов/ Под. ред. А. И. Ермакова. — изд. 30-е, исправленное — М.: Интеграл- Пресс, 2002. — 728 с. 14. В энергию водородной связи существенный вклад... kpfu.ru>chemistry/novosti-himi i-goryachej-strokoj... chemege.ru>vodorodnaya-svyaz/ 15. Водородная связь | CHEMEGE.RH chemege.ru>vodorodnaya-svyaz/ 16. Второе дополнение к G- теории химической связи itchem.ru> 1.8._vtoroe_dopolnenie_k_g-_teorii_ 17. § 7.4 Вода, водородная связь. hemi.nsu,ru>textl 74.htm 18. Национальная ускорительная лаборатория SLAC... ru.ruwiki.ru > wiki,/Национальная ускорительная... Национальная ускорительная лаборатория SLAC (англ. SLAC National Accelerator Laboratory, до 2008 года — Центр Стэнфордского линей- ного уско-рителя, англ. Stanford Linear Accelerator Center/ SLAC)...
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ - Колесниченко Евгений Александрович, горный техник-электромеханик, горный инже- нер, доктор техн, наук, профессор, профессор кафедры «Проектирование и строительство автомобильных дорог» Автодорожного инсти- тута (филиала) ФГБОУ ВПО «Южно-Россий- ский государственный политехнический уни- верситет (НИИ) имени М. И. Платова». E-mail: Kolesnichenko-2718@rambler.ru - Колесниченко Игорь Евгеньевич, гор- ный инженер, доктор технических наук, про- фессор, заведующий кафедрой «Проектирова- ние и строительство автомобильных дорог», заместитель директора по учебной работе Автодорожного института (филиала) ФГБОУ ВПО «Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова». E-mail: kolesnichenko igor@rambler.ru - Колесниченко Евгений Игоревич, гор- ный инженер, аспирант кафедры «Горное дело» ФГБОУ ВПО «Южно-Российский госу- дарственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова». E-mail: z kolesnichenko@mail.ru
Артемьев Владимир Борисович, горный инженер, доктор технических наук, Зам. Ген. Директора Горнорудной компании. E-mail: artemev28051965@gmail.com - Любомищенко Екатерина Игоревна, гор- ный инженер, инженер по технике безопасно- сти, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Проектирование и строительство автомобильных дорог» Автодорожного инсти- тута (филиала) ФГБОУ В ПО «Южно-Россий- ский государственный политехнический уни- верситет (НПИ) имени М. И. Платова». E-mail: katya871k@mail.ru, - телефон 8-(8б36)-25-97-83 - факс 8-(8636)-22 30 88. - e-mail: Kolesnichenko-2718@rambler.ru
Оглавление 1. Актуальность.................................................5 2. Современные компетенции в области источников электроэнергии из воды.........................................................7 3. Механическая энергия не может превращаться в электрический ток...........................................10 4. Энергетическая структура и параметры атомно-молекулярной структуры воды................................................12 5. Роль мсжмолскулярных связей, по мнению исследователей......14 6. Экспериментальное подтверждение межмолекулярных явлений в воде................................................16 Выводы........................................................16 7. Физические приборы для устойчивого извлечения электрического тока из воды..................................................18 8. Примеры устойчивого извлечения электрического тока.............................................20 9. Базовые варианты исследования характеристик электрического тока.............................................24 10. Полярность электрического тока в мультиметре и магнитная полярность в батарейках...........................25 11. Полярность электрического тока в воде........................................................28 Важно.........................................................29 Заключение....................................................30 Научная новизна...............................................32 Список литературы.............................................33 Информация об авторах.........................................35
ЕА. Колесниченко, И. Е. Колесниченко, Е. И. Колесниченко, В. Б. Аргемьев, Е.И. Любомищенко ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК ИЗ ВОДЫ. ФИЗИКА ЯВЛЕНИЙ Режим выпуска «стандартный» Выпущено в авторской редакции Компьютерная верстка и подготовка оригинал-макета И. А. Вершинина Переплет И.А. Вершинина Подписано в печать 20.05.2025. Формат с>0х90/16. Бумага офсетная № 1. Усл. печ. л. 2,5. Тираж 500 экз. Изд. № 3673. Обложка разработана с использованием ресурсов из Freepik.com ИЗДАТЕЛЬСТВО «ГОРНАЯ КНИГА» Отпечатано в типографии издательства «Горная книга» А 119049 Москва, Ленинский проспект, 6, издательство «Горная книга» ) тел. (499) 236-15-01; (495) 737-32-64
к ♦ н ♦ и ♦ г ♦ и ИЗДАТЕЛЬСТВА МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА И ИЗДАТЕЛЬСТВА «ГОРНАЯ КНИГА» можно приобрести в Издательстве «Горная книга» (м. Октябрьская-кольцевая, Ленинский просп. д. 6, стр. 7, офис 3, 1-й этаж) заказать ♦ через систему «Книга—почтой»; заказы в произ- вольной форме направляйте: по адресу: 119049 Москва, Ленинский проспект, 6, Издательство «Горная книга»; по телефонам: по e-mail: с сайта: (499) 236-15-01 (495) 737-32-64 info@gornaya-kniga.ru www.gornaya-kniga.ru Распространение книг осуществляет издательство «Горная книга» Подробная информация размещена на сайте www.gornaya-kniga.ru
работает В ИЗДАТЕЛЬСТВЕ «ГОРНАЯ КНИГА» ДЕПОЗИТАРИЙ Депонированные рукописи I фиравнивают ся государствен н ы м и организациями (ВАК, Министерством образования и науки РФ и др.) к открытым публикациям Справка о депонировании выдается в течение суток К депонированию принимают рукописи по всем аспектам горного дела и смежным дисциплинам Депозитарий принимает к опубликованию работы, которые по каким-либо причинам не могут быть напечатаны в журналах и сборниках Депонирование рукописей — удобный и быстрый вид публикаций По вопросам депонирования обращайтесь в издательство «Горная книга» 119049 Москва Ленинский пр-т, 6, Издательство «Горная книга», телефон: (499) 236-15-01 www gomaya-kniga.ru in fo@gomay a-kn iga.ru