1. Нам необхідно
2. Повинна бути вода всередині трубки - хвилеводу чи ні

Мною була зроблена спроба відтворити Осередок Мейєра, ефект був, але мої експерименти не виправдали очікувань. Саме в цій статті, я напишу чому, на мою думку, це сталося. Крім того, у зв'язку з тим, що ефект отриманий мною не була виразний, я запропоную Вам варіанти, які можна випробувати для досягнення високої продуктивності осередку Мейєра.

Якщо Ви не прочитали того, про що я писав раніше по цій тематиці, краще прочитайте все по порядку, інакше Ви не зрозумієте, до чого тут хвилеводи. Для ледачих, про всяк випадок даю ссилочку: /meiers.shtml

Продовжуючи тему «Осередок Мейєра», нам необхідно обов'язково зрозуміти роботу СВЧ-резонаторів. Техніка СВЧ - наука досить складна, тому ми розглянемо питання: Як зробити хвилеводний резонатор, а точніше - Які вимоги потрібно виконати при виборі і виготовленні резонатора? Ми не будемо «залазити в нетрі» техніки НВЧ, ми візьмемо тільки «вершки».

Про те, що резонатор - це внутрішня трубка Осередки Мейєра і вона кругла, ми знаємо.

Нам необхідно

1. Домогтися мінімальних втрат енергії, що приводять до загасання резонансу;

2. Вибрати тип електромагнітних коливань в волноводе (СВЧ - моду);

3. Відповідно до типу обраних коливань в волноводе, вибрати спосіб передачі енергії в резонатор і виведення енергії з нього;

4. Відповісти на питання: чи є вода всередині трубки?

Звідки взагалі беруться втрати в хвилеводі, якщо він виготовлений з металу з площею поперечного перерізу в одиниці, а іноді і десятки міліметрів? Відповідь полягає в тому, що на низьких частотах струм тече по всьому перетину проводу, а СВЧ-ток не по всьому перетину хвилеводу, а лише там, куди проникає електромагнітне поле. Це тонкий шар стінок хвилеводу - так званий «скін-шар». Глибина скін-шару залежить від частоти і питомої провідності металу, з якого виготовлений хвилевід. Вона обчислюється за формулою:

Наприклад, на частоті коливань молекул води - 18,8 ГГц, глибина проникнення поля приблизно становить 0,17 мкм - для міді, і 1,3 мкм - для нержавіючої сталі. Тому загальна площа поперечного перерізу, по якому проходить струм, відносно невелика. Велике значення має якість внутрішньої поверхні хвилеводу. Чим вище шорсткість стінок хвилеводу, тим довше шлях СВЧ струмів і тим швидше відбувається загасання хвилі. Тому для зниження втрат хвилеводи іноді полірують і покривають тонким шаром срібла, на глибину скін-шару.

Сріблом покривати ми нічого не будемо - вважаю це збоченням, яке можна зробити при бажанні і пізніше, але полірувати доведеться обов'язково, інакше - різка втрата енергії. Запитайте, куди вона дінеться? Відповім: На нагрів. А нам нагрів не потрібен!

На малюнках нижче показана орієнтація електричного (пунктирні лінії) і магнітного (суцільні лінії) полів основних найпростіших типів поширення хвиль (мод) - типів коливань, які можуть підтримувати резонанс в круглому хвилеводі.

Мал.1.Рис.2.Мал.3.Рис.4.

З представлених типів електромагнітних коливань в круглому хвилеводі, нас влаштовують все, але необхідно вибрати спосіб збудження коливань. Це я залишаю на Ваш вибір, оскільки самому мені експериментувати ні з чим. Порушувати коливання частотою 18,8 ГГц через щілинну антену, за допомогою магнетрона від мікрохвильової печі - смішно, там своя, практично не регульована частота, тому будемо це робити найпростішими способами.

Порушення хвилеводних резонаторів здійснюється за допомогою антен: металевого штиря (електричного диполя) - ємнісний зв'язок, або петлі (магнітного диполя) - індуктивний зв'язок. Електричний диполь повинен бути орієнтований по лініях Е поля потрібної моди, петля повинна пронизувати лініями Н. Ефективність збудження залежить також від характеристик антени, зазвичай оптимальним є рівність її внутрішнього опору опору випромінювання в дану моду. Іншими словами, джерело НВЧ-струму повинен бути узгоджений з приймачем СВЧ-струму. Для узгодження ми можемо навіть зробити петлю з декількох витків. Не забувайте, що СВЧ-ток в провіднику поширюється не по його перетину, а по скін-шару (по поверхні). Це в свою чергу означає, що для передачі великої енергії нам необхідний штир, або петля з товстого дроту, а це навпаки буде перешкоджати поширенню хвилі в хвилеводі, або порушувати паразитні види коливань. Тому нам необхідно вибирати найпростіший спосіб збудження.

Спробуємо розглянути петлі і штирі збудження коливань і визначимо, що нам більше підходить.

До хвилі ТМ 01 зображеної на малюнку 1 «пристосувати» диполь нікуди - лінії Е йдуть по колу, а петля буде виглядати наступним чином: \

З малюнка видно, що петля розташовується уздовж стінки трубки - по колу, і пронизана лініями Н. Відстань від краю хвилеводу до отвору входу петлі - 1/4 довжини хвилі, що відповідає 1,22 / 4 = 0,3 см або 3 мм від краю. Виміряти яку складно, а підбирати в ході експериментів тим більше. Мене цей варіант не приваблює.

До хвилі ТЕ 01 зображеної на малюнку 2, навпаки пристосувати петлю нікуди, а штир елементарно можна ввести з торця хвилеводу паралельно лініям Е. Крім того, ввівши його на 1/4 довжини хвилі, що дорівнює 3 мм, ми елементарно можемо регулювати глибину його введення в хвилевід при проведенні експериментів.

По третьому малюнку видно, що туди взагалі нічого не пристосувалися, хвиля ТМ 11 як варіант -отпадает.

До хвилі ТЕ 11 ми можемо пристосувати і петлю і штир. Але теж не дуже зручно. Вводяться вони на глибину 1/2 довжини хвилі. Петля - з торця, а штир збоку. При цьому штир вводиться на глибину - до середини (центру кола) хвилеводу.

Хоч я вибирав і експериментував з типом електромагнітних коливань в волноводе, зображеним на малюнку 6 - він більш простий і зручний, але малюнок 8, мене також привертає. Судячи з малюнків самого Мейєра, велика ймовірність, що саме такий тип електромагнітних коливань в волноводе він використовував. Переваги полягають у відсутності необхідності додавати додатковий електрод, і як наслідок - спрощення і найкраща міцність конструкції.

Вибір за вами:

Варіант 1 - хвиля ТМ 01;

Варіант 2 - хвиля ТЕ 01;

Варіант 3 - хвиля ТЕ 11.

Наступне питання: Як перетворити хвилевід в резонатор? Елементарно! Вибираємо довжину хвилеводу кратну довжині хвилі і закриваємо кінці хвилеводу «відбивають» - металевими заглушками.

Повинна бути вода всередині трубки - хвилеводу чи ні

1 Варіант: Води всередині резонатора бути не повинно!

Відповідно до теорії поширення радіохвиль, вода - перешкода для поширення радіохвиль. Тобто хвилеводний резонатор повинен бути закритий з обох торців для запобігання потрапляння туди води. Для цього нам досить буде зробити заглушки зі скла, або органічного скла, закріпивши їх на торцях трубок за допомогою гуми - герметика (авто герметика). І тоді «відбивають стінками» резонатора буде сама вода. Досить надійною буде конструкція? Все визначається майстром! І чи вірна така теорія взагалі? Висновок енергії ми зможемо здійснити через ті ж вхідні - штир або петлю, з'єднавши їх з зовнішньої трубкою, тим самим забезпечивши електричний контакт з «протилежним» електродом Осередки.

2 Варіант: Вода всередині резонатора повинна бути!
Відомо, що на високих частотах починаючи з 2 ГГц (СВЧ-діапазон), вода різко зменшує свою діелектричну проникність (перестає проводити електричний струм), а на частотах, близьких до частоти резонансу молекул, вода стає відмінним діелектриком. У діелектрику радіохвилі поширюються безперешкодно. Тоді можна припустити, що для поширення радіохвилі ніяких заглушок в волноводе не треба. Але і тут з'являються «підводні камені»: - якщо наш резонатор не закрите з торців, то енергія накопичуватиметься в резонаторі не буде, а піде після першого ж проходу по волноводу назовні. А може ми до цього і прагнемо? Або тоді, необхідно робити металеві заглушки, що не пропустять радіохвилю по «не заплановано» шляху. При цьому, для виключення виведення енергії з резонаторів - в місцях мінімальної електромагнітної енергії волноводов, або їх заглушок зробити отвори для вільного проникнення води.

Висновок енергії можливий як в першому варіанті - електричним контактом, але є варіант більш науковий, який підходить для хвиль типу ТЕ 01 і ТІ 11. Для виведення енергії необхідно по довжині хвилеводу зробити акуратні поздовжні вирізи на довжину не більше 1/2 довжини хвилі, що дорівнює 0,61см. У варіанті з типом хвилі ТЕ 01, кількість і місце поздовжніх отворів практично не обмежена, хоч по всій довжині і місце трубки, на кратних довжині хвилі ділянках. У варіанті з типом хвилі ТЕ 11 кількість і місце поздовжніх отворів обмежена. Вони повинні розташовуватися в місцях перетину ліній магнітного поля Н і так само можуть бути по всій довжині трубки, на кратних довжині хвилі ділянках.

Я думаю необхідно експериментувати в наступному порядку:

1. Вибираємо варіант типу електромагнітних коливань в волноводе - ТІ 01, зі штирем збудження коливань з торця (на установці це буде знизу). Відчуваємо осередок Мейєра - заміряємо продуктивність;

2. Встановлюємо заглушки з органічного скла по торцях трубки, забезпечуючи герметичність. відчуваємо;

3. Знімаємо заглушки, робимо поздовжні прорізи як в варіанті з хвилею ТЕ 11, але штир використовуємо як і раніше типу електромагнітних коливань - ТІ 01. відчуваємо;

4. Встановлюємо торцеві металеві заглушки з дренажними отворами в центрі. відчуваємо;

5. Переробляємо систему збудження на тип хвилі ТЕ 11, знявши при цьому заглушки. відчуваємо;

6. Встановлюємо заглушки з органічного скла по торцях трубки, забезпечуючи герметичність. відчуваємо;

7. Встановлюємо торцеві металеві заглушки з дренажними отворами в центрі. Відчуваємо.

Порівнюємо продуктивність всіх проведених випробувань, вибираємо кращий варіант, доводимо його до розуму і починаємо дбайливо ставитися до екології планети. Якщо 5 (п'ятий) варіант виявиться кращим, то можна спробувати збільшити продуктивність, прорізавши ще кілька поздовжніх отворів.

Я непогано розбираюся в радіоелектроніці, але в техніці СВЧ у мене загальні поверхневі знання, тому у мене прохання до відвідувачів сайту: Якщо хтось з відвідувачів виявиться фахівцем в області поширення СВЧ - енергії, і може вказати на мої помилки, якщо вони є, то переконливе прохання зробити це, а ще краще із зазначенням джерела (книги, або наукової статті), для більш глибокого розуміння.

Нещодавно на очі потрапив термін - «Ізотропний діелектрик», про який було сказано, що це - діелектрик, який не перешкоджає поширенню електромагнітних хвиль. Його застосування може виявитися ефективним при заповненні простору всередині хвилеводу. Я спробував знайти, що ця «Філосовська» категорія має на увазі «на дотик» (авто-герметик, або силіконовий клей-наповнювач), так і не знайшов.

Коли я в останніх числах грудня 2010 почав створювати свій сайт, мене переслідував більше спортивний інтерес. Я вважав, що у мене в найближчим часом не буде ні часу, ні сил для самостійного виготовлення водневої осередки. В даний час мої погляди змінилися. Причини цього є. Викладаючи свої думки на сайті, я став листуватися з розумними і цікавими людьми. Багато що, в моїй теорії використання надвисоких частот «зростається». Листування з людьми зміцнила мою правоту використання СВЧ. Я остаточно визначився в принципах роботи, розрахунках геометричних розмірів і схемою складання Осередки.

Я буду займатися поліпшенням сайту, але поки не проведу практичного дослідження з осередком, продовжувати цю тематику я поки не буду. Для практичної реалізації киснево-водневого генератора у мене вже є вісім пар трубок з високою якістю внутрішніх поверхонь. Я вдячний людині, вислав мені ці трубки, буду продовжувати з ним тісно співпрацювати. Так як, мої розрахунки на місці «не стояли», з'явилася необхідність виготовлення інших важливих елементів конструкції з нержавійки. Тому, практична робота з виготовлення осередки поки теж зупинилася, але у мене є час зайнятися «електронним начинням».

У наступній статті - «Розрив молекул води і Закон збереження енергії» ми спробуємо «розвіяти» міф про неспроможність Закону збереження енергії і визначимося з тим, яку воду використовувати.