テスラ本を読んでいて感じたこと。
その本文中に紹介されている装置は、全て交流電源を用いることを前提としている。このことから、テスラは、高周波高電圧交流に大変興味を示していることがよくわかる。そして、高周波高電圧交流を作るのに、交流発電機を利用することなどが紹介されている。
一方で、巷に出ているテスラ関連の情報は、装置の電源が直流を使っているものばかりが目立つ。もっとも有名なテスラコイルも高電圧ではあるが直流電源なのだ。テスラは本当にこんな回路で実験していたのだろうかと疑問が出てきた。
例えば、分裂放電コイルの説明では、電源は交流発電機を使うと述べている。挿絵の回路図もそのようになっている。
私もコイルを使うのだから、交流を利用するのはすごく自然な発想だと思う。わざわざ整流して直流にしてから高周波高電圧交流にするよりも、低周波交流から高周波交流にすることが可能ならその方がシンプルで合理的だ。そして、テスラほどの人ならそのようにするだろう。
そんなことを考えていたら、これはテスラの発明ですと、その回路に直流電源を使っていたとしたら、どうだろうか？
「ちょっと待てよ。これは本当にテスラの発明なのか？」と疑う方が良さそうだ。
2019年5月25日土曜日
2019年5月19日日曜日
ピジョン起電機
ピジョン起電機を作った。
これはピジョン起電機を完全に再現したものではなく、ディスクを１枚にして誘導子の電源を出力から独立させたタイプ。
ウィムズハースト起電機は、２枚のディスクを使って対向円板のセクターを誘導させているが、ピジョン起電機は、固定誘導子を用いている点が異なる。今回はその点を応用しただけで、ピジョンの持つ電荷のリークを抑える仕組みはまったく使っていない。
集電子、誘電子、中和子は下の画像のような配置となっている。
以前作成したディロッド起電機に近い構成となっている。唯一異なるのが、誘電子の電源を集電子から得るのではなく、誘電子専用に集電子を設けている点だ。
これは、ディロッドよりも優れている。集電子には色々な負荷がつけられるので、電位の変動が大きい。ディロッドの場合、電位が下がると誘電能力も低下するので効率が大きく下がる。しかし、ピジョンの場合は、誘電子と専用の集電子が独立しているので、負荷変動が起きても起電能力は低下しない。
そもそもなぜピジョン起電機を作ったのか。
それはテスタティカ装置がピジョンを発展させたものだとの記述があったからである。どのような原理で動作しているのかを確認しておきたかった。
そう言う理由が背景にあり、さらにこの装置はあちらこちらに真鍮メッシュを貼り付けてある。
通常はアルミ箔を使うところをメッシュにすると、電荷の空気中への離散が大きくて効率が悪いのではと思ったのだが、それほど問題はないように見える。
前に紹介したテスラ本の中で、テスラは高電圧・高周波において空気は導体となると述べている。現代の無線工学でも、浮遊容量と言うものが存在することを認めているが、その先を見越した発言だと受け止めている。
そして、このピジョン起電機で、スパークギャップを持つ負荷をつけ、それが発火したときに、回路中の電流は大きく揺れ動き高周波振動をする。その瞬間にこのメッシュ電極が作動し、空気中のエネルギーを吸い込むのではなかろうか。
そんなことを考えながら作った。
結果、手で回した程度でも発電しており、最高電圧や電流量はディロッドに多少劣るものの、それほど悪くないと言うのが個人的な感想。
それから、ディロッド起電機は電荷を持つロッドが集電子との間で反発する静電力が強く働くので装置の電位が高くなると極端に回転が重くなると言う欠点がある。
このピジョン起電機は多少反発を生じさせているようであるが軽微だ。これは、アクリル板を配置して、近づいてくるセクターの持つ電荷と反対の電荷がアクリル板の表面に現れるようにし、引力が生じるようにしたのが良かったのかも。
今回、電極の摩擦抵抗を小さくするために、導電性ゴムではなくアルミ箔で尖った三角形のものを作り、出来るだけセンターシャフト付近に配置した。かなり抵抗は少ないのだが、反面接触不良がよく起きる。
セクターのあるタイプは、そのセクターの電極面に接触させないと集電ができない。金属から電荷を取得するには接触させなければならない原則がある。それを改善するには、セクターの無いタイプでやるしかない、と感じた。
動画は、起電機を手で回転させて、ネオンランプを点灯させるもの。
ついでに、ライデン瓶の有無とその効果がわかるようにした。
一方、鎖がないときはライデン瓶の外側は空気との間で浮遊しているだけなので、電荷を蓄える容量が小さい。
実験をしていくことで、こういった知見が見出されて蓄積されていくのだろう。
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