преимущества по причине их взаимного реагирования, тем не менее я допускаю такое их количество, которое, по-видимому, будет реальным, скажем 200, и в таком случае весь ток в целом будет равен 200 ? 0,0001655 = 0,0331 ампера.
Итак, электричество передается с острий на ленту с помощью мельчайших физических носителей — молекул воздуха. Когда такая наэлектризованная частица вступает в контакт с большим проводящим телом, она отдает ему почти весь свой заряд, но диэлектрику, такому, как лента, она может передать лишь очень малую долю по причине интенсивного отталкивания между зарядом отданным и тем, что остается на частице. Из аналитических расчетов следует, что практически воспринятая часть не будет, по всей вероятности, превышать 1/150 всего заряда на любой частице, выбрасываемой на ленту. Ток от острия достигает 0,0331 ампера, иными словами, он переносит совокупный заряд, количественно равный 0,0331 кулона в секунду, и от этого количества лента заберет только 0,00022 кулона, что эквивалентно току силой 0,00022 ампера. Это означает, что 99,33 процента энергии, обеспечиваемой острием, теряется, и это наглядно демонстрирует потрясающую неэффективность этого способа электризации.
Как будет показано, [распыляющее] устройство подает на каждую ленту энергию ничтожно малой мощности, равную 4,4 ватта, и, следовательно, не оказывает, фактически, никакого влияния на выходную мощность энергоустановки, за исключением того, что оно ограничивает ее возможности. Об этом важно помнить, принимая во внимание общее представление, созданное первыми известиями о том, что вся энергия сообщается распылителем. Поскольку количество электричества, накопившегося на сферах, остается неизменным, очевидно, что сбросовый ток между ними в нормальном рабочем режиме должен составлять 0,00022 ампера, так что при разности потенциалов в 10 000 000 энергоустановка должна развивать мощность 2 200 ватт.
Поскольку заряд от задающего контура ничтожно мал, встает вопрос: откуда берется эта огромная энергия с ее мощностью? Как она производится? Ответ прост. Ее источником являются ленты, совершающие работу по перемещению зарядов, сообщаемых им вопреки отталкиванию, производимому сферами. Величину этой силы можно приблизительно вычислить. Постоянный заряд на сфере составляет, как было сказано выше, 0,00145 кулона, или 4 350 000 электростатических единиц. Но 16 процентов этого количества «связаны», и их не следует принимать во внимание. С учетом места установки можно полагать, что емкость свободной поверхности каждого терминала может составить, по расчетам, 222 сантиметра, так что при пяти миллионах вольт
Итак, обозначим поверхностный элемент, длина которого стремится к нулю, через
или 2,81093 килограмма. При скорости 100 футов, или 30 метров в секунду, работа равна 84,3279 кг·м/с, что эквивалентно 0,82691 киловатта. Следовательно, обе ленты будут совершать работу, требующую 1,65382 киловатта. Это на 33 процента меньше, чем гипотетическая электрическая работа установки, а поскольку энергия, переносимая лентами, должна быть по крайней мере равна электрической энергии, то кто-то с легкостью приходит к заключению, что съемные острия не забирают весь заряд полностью, как принято считать, и ток, вместо того чтобы иметь силу 0,00022 ампера, будет, соответственно, слабее, то есть сила тока составит 0,0001654 ампера. Но эта точка зрения несостоятельна, так как пределы рабочих параметров определяются физическими законами, а не дефектами устройства, которые к тому же можно с легкостью устранить. Несоответствие расчетной мощности лент и электрической активности установки тем более озадачивало, что обе эти величины не могут быть приведены в соответствие с помощью умозрительного эксплуатационного режима. Тем не менее я в конечном итоге согласился с тем, что заряд не может распределяться на ленте равномерно, но должен усиливаться по мере прохождения снизу вверх. Действительно, на такой эффект можно рассчитывать, несмотря на то что поверхностный заряд на изоляционном веществе малоподвижен.
Предположим, что лента покрыта масляной пленкой, подвергающейся воздействию нисходящего воздушного потока. Очевидным результатом будет постепенное утолщение слоя по мере приближения к верхней части. Подобным же образом электрический слой на ленте «утолщается» вследствие отталкивания, производимого терминалом, и происходит накопление заряда, из этого следует лишь то, что точное равновесие между механической и электрической энергией можно, при всех условиях, устанавливать автоматически (см. пояснение в конце статьи). Равенство этих двух величин является безусловным и неизбежным следствием закона сохранения энергии, при этом отличительное свойство этого процесса динамоэлектрического преобразования проявляется в том, что он осуществляется с высочайшим КПД, по всей видимости, без выделения тепла. Конечно, имеют место огромные потери в работе установки, но они не имеют отношения к самому процессу.
В приборе, предназначенном главным образом для научных исследований, коэффициент полезного действия имеет сравнительно небольшое значение, и я остановлюсь на этом единственно с целью показать, что при любом применении в качестве источника энергии генератор такого типа был бы безнадежно непригодным. Трение воздуха о ленты, движущиеся со скоростью 30 метров в секунду, потребляет 3,73 киловатта. С учетом отталкивания нагрузка на них составит 5,93 киловатта. При этих, изложенных вкратце, условиях эксплуатации коэффициент полезного действия ленточной передачи может составить 90 процентов, в двигателе — 85 процентов, так что расход энергии в электросети составит 7,75 киловатта. Полезная работа «распылителя» при напряжении 20 000 вольт потребует 1,324 киловатта, но, учитывая эффективность всей установки, следует, вероятно, допустить по крайней мере 1,6 киловатта. К тому же имеются диэлектрические, магнитные и радиационные потери, доводящие совокупные энергетические затраты, пожалуй, до 9,5 киловатта, в то время как выходная мощность составляет лишь 2,2 киловатта. Если этот приблизительный расчет достаточно близок к истине, суммарный коэффициент полезного действия всей установки 23 процента — это тот предел, какой можно ожидать от любого электростатического генератора такого типа.
Доказано, что при напряжении 5 000 000 вольт заряд на каждой сфере составляет 0,00145 кулона, но поскольку за секунду может проходить заряд величиной лишь 0,00022 кулона, потребуется 6,6 секунды для зарядки сфер до достижения максимально возможного потенциала. Я допускаю, что ток от распылителя поступает непрерывно, и он не является выпрямленным током, в противном случае отдача будет
