Bovin A.A.
Krasnodaro regioninis UNESCO centras

Visi gyvi organizmai, egzistuojantys Žemėje, vienaip ar kitaip, per ilgą evoliuciją visiškai prisitaikė prie jos gamtinės sąlygos. Prisitaikymas įvyko ne tik prie fizinių ir cheminių sąlygų, tokių kaip temperatūra, slėgis, sudėtis atmosferos oras, apšvietimą, drėgmę, bet ir į natūralius Žemės laukus: geomagnetinius, gravitacinius, elektrinius ir elektromagnetinius. Technogeninė žmogaus veikla per palyginti trumpą istorinį laikotarpį padarė didelę įtaką gamtos objektams, smarkiai sutrikdydama trapią gyvų organizmų ir sąlygų pusiausvyrą. aplinką, kuri susiformavo per tūkstančius metų. Tai sukėlė daug nepataisomų pasekmių, visų pirma kai kurių gyvūnų ir augalų išnykimą, daugybę ligų ir vidutinė trukmėžmonių gyvenimus kai kuriuose regionuose. Ir tik viduje paskutiniais dešimtmečiais moksliniais tyrimais pradėta tirti gamtinių ir antropogeniniai veiksniaižmonėms ir kitiems gyviems organizmams.

Tarp išvardintų veiksnių elektrinių laukų poveikis žmogui, iš pirmo žvilgsnio, nėra reikšmingas, todėl tyrimų šioje srityje atlikta nedaug. Tačiau net ir dabar, nepaisant didėjančio susidomėjimo šia problema, elektrinių laukų įtaka gyviems organizmams tebėra menkai ištirta sritis.

Šiame atliktame darbe trumpa apžvalga darbai, susiję su šia problema.

1. NATŪRALŪS ELEKTROS LAUKAI

Elektrinis laukasŽemė yra natūralus Žemės, kaip planetos, elektrinis laukas, kuris stebimas tvirtas kūnasŽemėje, jūrose, atmosferoje ir magnetosferoje. Žemės elektrinį lauką sukelia sudėtingas geofizinių reiškinių rinkinys. Egzistavimas elektrinis laukasŽemės atmosferoje daugiausia siejama su oro jonizacijos procesais ir jonizacijos metu atsirandančių teigiamų ir neigiamų elektros krūvių erdviniu atskyrimu. Oro jonizacija vyksta veikiant kosminiams ultravioletinės spinduliuotės iš Saulės spinduliams; radioaktyviųjų medžiagų, esančių Žemės paviršiuje ir ore, spinduliuotė; elektros iškrovos atmosferoje ir kt. Daugelis atmosferos procesų: konvekcija, debesų susidarymas, krituliai ir kiti - lemia dalinį nepanašių krūvių atsiskyrimą ir atmosferos elektrinių laukų atsiradimą. Palyginti su atmosfera, Žemės paviršius yra neigiamai įkrautas.

Atmosferos elektrinio lauko egzistavimas lemia srovių, kurios iškrauna elektros „kondensatoriaus“ atmosferą - Žemę, atsiradimą. Krituliai vaidina svarbų vaidmenį keičiantis krūviais tarp Žemės paviršiaus ir atmosferos. Vidutiniškai krituliai atneša 1,1–1,4 karto daugiau teigiamų krūvių nei neigiamų. Krūvių nutekėjimas iš atmosferos taip pat pasipildo dėl srovių, susijusių su žaibais, ir krūvių srauto iš smailių objektų. Į žemės paviršių, kurio plotas yra 1 km2, elektros krūvių balansą per metus galima apibūdinti šiais duomenimis:

Didelėje žemės paviršiaus dalyje - virš vandenynų - srovės iš galiukų neįtraukiamos ir bus teigiamas balansas. Statinio neigiamo krūvio egzistavimas Žemės paviršiuje (apie 5,7 × 105 C) rodo, kad šios srovės yra vidutiniškai subalansuotos.

Elektrinius laukus jonosferoje sukelia procesai, vykstantys tiek viršutiniai sluoksniai atmosferoje ir magnetosferoje. Potvynių ir atoslūgių oro masių judėjimas, vėjai, turbulencija – visa tai yra elektrinio lauko generavimo šaltinis jonosferoje dėl hidromagnetinio dinamo poveikio. Pavyzdys yra saulės ir paros elektros srovės sistema, kuri Žemės paviršiuje sukelia paros magnetinio lauko svyravimus. Elektrinio lauko stiprumo dydis jonosferoje priklauso nuo stebėjimo taško vietos, paros laiko, bendra būklė magnetosfera ir jonosfera, nuo saulės aktyvumo. Jis svyruoja nuo kelių vienetų iki dešimčių mV/m, o didelių platumų jonosferoje siekia šimtą ar daugiau mV/m. Šiuo atveju srovė siekia šimtus tūkstančių amperų. Dėl didelio jonosferos ir magnetosferos plazmos elektrinio laidumo pagal Žemės magnetinio lauko linijas jonosferos elektriniai laukai persikelia į magnetosferą, o magnetosferos laukai – į jonosferą.

Vienas iš tiesioginių elektrinio lauko šaltinių magnetosferoje yra saulės vėjas. Kai saulės vėjas teka aplink magnetosferą, atsiranda emf. Šis EML sukelia elektros srovės, uždarytas atvirkštinės srovės, tekančios per magnetosferos uodegą. Pastaruosius generuoja teigiami erdvės krūviai rytinėje magnetouodegės pusėje, o neigiami – vakarinėje. Elektrinio lauko stipris per magnetinę uodegą siekia 1 mV/m. Potencialų skirtumas tarp poliarinio gaubto yra 20-100 kV.

Magnetosferos žiedo srovės aplink Žemę egzistavimas yra tiesiogiai susijęs su dalelių dreifu. Magnetinių audrų ir pašvaistės laikotarpiais magnetosferos ir jonosferos elektriniai laukai ir srovės patiria reikšmingų pokyčių.

Magnetosferoje susidarančios magnetohidrodinaminės bangos sklinda natūraliais bangolaidžiais išilgai Žemės magnetinio lauko linijų. Patekusios į jonosferą jos paverčiamos elektromagnetinėmis bangomis, kurios dalinai pasiekia Žemės paviršių, o iš dalies sklinda jonosferos bangolaidžiu ir susilpnėja.Žemės paviršiuje šios bangos registruojamos priklausomai nuo virpesių dažnio arba kaip magnetinės pulsacijos (10- 2-10 Hz), arba kaip labai žemo dažnio bangas (svyravimai, kurių dažnis 102-104 Hz).

Kintamasis Žemės magnetinis laukas, kurio šaltiniai yra lokalizuoti jonosferoje ir magnetosferoje, indukuoja elektrinį lauką žemės plutoje. Elektrinio lauko stipris paviršiniame plutos sluoksnyje kinta priklausomai nuo uolienų vietos ir elektrinės varžos, svyruoja nuo kelių vienetų iki kelių šimtų mV/km, o magnetinių audrų metu padidėja iki vienetų ir net dešimčių V/ km. Tarpusavyje sujungti kintamieji magnetiniai ir elektriniai Žemės laukai naudojami elektromagnetiniam zondavimui žvalgomojoje geofizikoje, taip pat giluminiam Žemės zondavimui.

Tam tikrą indėlį į Žemės elektrinį lauką įneša kontaktinio potencialo skirtumas tarp skirtingo elektrinio laidumo uolienų (termoelektrinis, elektrocheminis, pjezoelektrinis poveikis). Ypatingą vaidmenį čia gali atlikti vulkaniniai ir seisminiai procesai.

Elektrinius laukus jūrose sukelia kintantis Žemės magnetinis laukas, be to, jie atsiranda dėl laidžio jūros vandens judėjimo ( jūros bangos ir srovės) magnetiniame lauke. Elektros srovių tankis jūrose siekia 10-6 A/m2. Šios srovės gali būti naudojamos kaip natūralių šaltinių kintamasis magnetinis laukas magnetinėms variacijoms šelfoje ir jūroje.

Žemės elektrinio krūvio, kaip elektrinio lauko šaltinio tarpplanetinėje erdvėje, klausimas iki galo neišspręstas. Manoma, kad Žemė kaip planeta yra elektriškai neutrali. Tačiau ši hipotezė reikalauja eksperimentinio patvirtinimo. Pirmieji matavimai parodė, kad elektrinio lauko stipris artimoje žemėje tarpplanetinėje erdvėje svyruoja nuo dešimtųjų iki kelių dešimčių mV/m.

D. Dyutkino darbuose pažymėti procesai, vedantys į elektros krūvio kaupimąsi ir elektrinių laukų susidarymą Žemės žarnyne ir jos paviršiuje. Apvalių elektros srovių atsiradimo jonosferoje mechanizmas, sukeliantis galingų elektros srovių sužadinimą paviršiniai sluoksniaiŽemė.

Šiuolaikinės geofizikos pagrindai pažymi, kad norint išlaikyti geomagnetinio lauko intensyvumą, turi veikti pastovaus lauko generavimo mechanizmas. Dipolio lauko vyravimas ir jo ašinis pobūdis bei geologiniams procesams išskirtinai dideliu greičiu vykstantis vakarų dreifas (0,2| arba 20 km/metus) rodo ryšį tarp geomagnetinio lauko ir Žemės sukimosi. Be to, tiesioginė lauko stiprumo priklausomybė nuo Žemės sukimosi greičio yra šių reiškinių tarpusavio ryšio įrodymas.

Prie to galima pridurti, kad iki šiol sukaupta gausybė statistinės informacijos, siejančios Saulės aktyvumo, geomagnetinio lauko parametrų, Žemės sukimosi greičio pokyčius su įvairių gamtos procesų laiko periodiškumu ir intensyvumu. Tačiau aiškus fizinis visų šių procesų tarpusavio ryšio mechanizmas dar nėra sukurtas.

Profesoriaus V.V.Surkovo darbuose nagrinėjama itin žemo dažnio (ULF) elektromagnetinių laukų prigimtis. Aprašytas ULF (iki 3 Hz) elektromagnetinių laukų sužadinimo jonosferos plazmoje ir atmosferoje mechanizmas, nurodyti ULF elektromagnetinių laukų šaltiniai žemėje ir atmosferoje.

Hipotezes apie Žemės elektrinių ir magnetinių laukų atsiradimą fizinių ir matematikos mokslų daktaro G. Fonarevo mokslo populiarinimo straipsnyje aptaria. Remiantis akademiko V. V. Šuleikino hipoteze, elektros srovės Pasaulio vandenyno vandenyse sukuria papildomą magnetinį lauką, kuris dedamas ant pagrindinio. Pasak V.V. Šuleikino, elektriniai laukai vandenyne turėtų būti šimtai ar net tūkstančiai mikrovoltų vienam metrui - tai gana stiprūs laukai. Sovietų ichtiologas A.T. Trečiojo dešimtmečio pradžioje Mironovas, tyrinėdamas žuvų elgesį, atrado, kad jos turi aiškiai apibrėžtą elektrotaksį – gebėjimą reaguoti į elektrinį lauką. Tai privedė jį prie idėjos, kad jūrose ir vandenynuose turi egzistuoti elektriniai (telūriniai) laukai. Nors V. V. hipotezės Šuleikinas ir A.T. Mironovo idėjos nebuvo patvirtintos praktikoje, tačiau jos vis dar turi ne tik istorinį interesą: jie abu vaidino svarbų stimuliuojantį vaidmenį formuluojant daugybę naujų mokslinių problemų.

2. GYVAI ORGANIZMAI NATŪRALIAME ELEKTROS LAUKE

Šiuo metu atlikta daug tyrimų dėl elektrinių laukų įtakos gyviems organizmams – nuo ​​atskirų ląstelių iki žmogaus. Dažniausiai svarstoma elektromagnetinių ir magnetinių laukų įtaka. Didelė dalis visų darbų yra skirta kintamiems elektromagnetiniams laukams ir jų poveikiui gyviems organizmams, nes šie laukai daugiausia antropogeninės kilmės.

Natūralios kilmės nuolatiniai elektriniai laukai ir jų reikšmė gyviems organizmams dar nėra pakankamai ištirti.

Nuolatinio Žemės elektrinio lauko įtaka žmonėms, gyvūnams ir augalams paprasčiausiai ir suprantamiausiai pateikta A.A. Mikulina.

Remiantis naujausiais tyrimais, Žemės rutulys yra neigiamai įkrautas, tai yra, perteklinis laisvųjų elektros krūvių kiekis – apie 0,6 milijono kulonų. Tai labai didelis mokestis.

Kulono jėgomis stumdami vienas nuo kito elektronai linkę kauptis paviršiuje gaublys. Įjungta ilgas atstumas nuo žemės, dengianti ją iš visų pusių, yra jonosfera, susidedanti iš didelis kiekis teigiamo krūvio jonai. Tarp žemės ir jonosferos yra elektrinis laukas.

Giedrame danguje metro atstumu nuo žemės potencialų skirtumas siekia maždaug 125 voltus. Todėl turime teisę teigti, kad elektronai, siekdami ištrūkti iš žemės paviršiaus veikiami lauko, prasiskverbė į basas pėdas ir elektrai laidžius raumenų nervų galus. primityvus žmogus, kuris vaikščiojo basas ant žemės ir neavėjo aulinukų elektrai nepralaidžiais dirbtiniais padais. Šis elektronų įsiskverbimas tęsėsi tik tol, kol bendras laisvas neigiamas žmogaus krūvis pasiekė žemės paviršiaus ploto, kuriame jis buvo, krūvio potencialą.

Lauko įtakoje į žmogaus kūną prasiskverbę krūviai buvo linkę išsiveržti, kur buvo užfiksuoti ir rekombinuoti su teigiamai įkrautais atmosferos jonais, kurie tiesiogiai kontaktavo su atvira galvos ir rankų oda. Žmogaus kūnas, jo gyvos ląstelės ir visos funkcinės medžiagų apykaitos priklausomybės buvo gamtos pritaikytos milijonus metų Sveikas gyvenimasžmogus, esantis netoli žemės esančio elektrinio lauko ir elektros mainų, ypač išreiškiamu elektronų antplūdžiu į pėdas ir elektronų nutekėjimu, rekombinacija į teigiamai įkrautus atmosferos jonus.

Toliau autorius daro svarbią išvadą: gyvūnų ir žmonių raumenys, kurie liečiasi su žeme, yra gamtos suprojektuoti taip, kad jie turi turėti neigiamą elektros krūvį, atitinkantį žemės paviršiaus krūvio kiekį. gyva būtybė buvo įsikūrusi. Šis momentas. Žmogaus kūno neigiamo krūvio kiekis turėtų skirtis priklausomai nuo elektrinio lauko stiprumo tam tikrame žemės taške tam tikru momentu.

Elektrinio lauko stiprumo pasikeitimo priežasčių yra daug. Vienas pagrindinių – debesuotumas, pernešantis stiprius vietinius elektros krūvius. Žaibo susidarymo momentu jie pasiekia dešimtis milijonų voltų. Gyvame organizme, odos paviršiuje, elektros krūvių intensyvumas kartais pasiekia tokį dydį, kad kontaktuojant su metalu arba nusivilkus nailoninius apatinius atsiranda kibirkštys.

Naujausi Visuomenės ir komunalinės higienos instituto darbuotojų stebėjimai parodė, kad besikeičiant orams sergančiojo savijauta priklauso nuo vietinio žemės lauko stiprumo dydžio, taip pat nuo barometrinio slėgio pokyčių. , daugeliu atvejų kartu su lauko stiprumo pasikeitimu. Tačiau kadangi kasdieniame gyvenime neturime prietaisų žemės lauko įtampos dydžiui matuoti, gerovės būklę aiškiname ne kaip pagrindinę priežastį - lauko stiprumo pasikeitimą, o kaip pasekmę - įtampos kritimą. barometrinis slėgis.

Eksperimentai parodė, kad bet koks protinis ar fizinis darbas, kurį atlieka izoliuotas nuo žemės žmogus, lydi jo neigiamo natūralaus krūvio sumažėjimą. Tačiau nė vienas iš aprašytų elektrinio potencialo pokyčių nėra stebimas ir neišmatuojamas net pačiais tiksliausiais prietaisais, jei žmogaus kūnas liečiasi su žeme arba yra prijungtas prie žemės laidininku. Elektronų trūkumas nedelsiant pašalinamas. Bet kuriame osciloskope nesunku pastebėti šias sroves ir nustatyti jų dydį.

Kokie žmogaus gyvenimo pokyčiai nulėmė jo pasitraukimą iš natūralios, primityvios egzistencijos? Žmogus apsiavė batus, statė namus, išrado nelaidų linoleumą, guminius padus, miesto gatves ir kelius užpylė asfaltu. Žmogus šiandien daug mažiau kontaktuoja su žemės elektros krūviais. Tai viena iš tokių „dažnų“ ligų, kaip galvos skausmas, dirglumas, neurozės, širdies ir kraujagyslių ligos, nuovargis, priežasčių. Blogas sapnas tt Anksčiau zemstvo gydytojai liepdavo pacientams vaikščioti basomis rasoje. Anglijoje vis dar veikia keletas basųjų draugijų. Šis gydymas negali būti vadinamas kitaip, kaip „paciento kūno įžeminimu“.

SSRS mokslų akademijos Augalų fiziologijos institute dr. biologijos mokslai E. Žurbitskis atliko nemažai eksperimentų, siekdamas ištirti elektrinio lauko įtaką augalams. Lauko sutvirtinimas iki žinomos vertės pagreitina augimą. Įdėjus augalus į nenatūralų lauką – neigiama zona viršuje, o teigiama – žemėje – augimas slopinamas. Žurbitskis mano, kad kuo didesnis potencialų skirtumas tarp sodinukų ir atmosferos, tuo intensyvesnė vyksta fotosintezė. Šiltnamiuose derlių galima padidinti 20-30 proc. Nemažai žmonių tiria elektros įtaką augalams. mokslo institucijose: I. V. Michurino vardu pavadinta centrinė genetinė laboratorija, darbuotojai botanikos sodas Maskvos valstybinis universitetas ir kt.

Įdomus yra R. A. Novitsky darbas, skirtas žuvų elektrinių laukų ir srovių suvokimui, taip pat labai elektrinių žuvų (gėlavandenių elektrinių ungurių, elektrinių erškėčių ir šamų, amerikiečių žvaigždžių stebėtojo) elektrinių laukų generavimui. Darbe pažymima, kad silpnai elektrinės žuvys pasižymi dideliu jautrumu elektriniams laukams, tai leidžia joms rasti ir atskirti vandenyje esančius objektus, nustatyti vandens druskingumą, informaciniais tikslais panaudoti kitų žuvų iškrovas tarprūšiniuose ir tarprūšiniuose santykiuose. Silpnos elektros srovės ir magnetiniai laukai yra suvokiami daugiausia žuvies odos receptorių. Daugybė tyrimų parodė, kad beveik visose silpnai ir stipriai elektrinėse žuvyse šoninių linijų organų dariniai tarnauja kaip elektroreceptoriai. Rykliuose ir rajose elektrorecepcinę funkciją atlieka vadinamosios Lorenzini ampulės – specialios gleivinės liaukos odoje. Stipresni elektromagnetiniai laukai tiesiogiai veikia vandens organizmų nervų centrus.

3. Technogeniniai elektriniai laukai ir jų poveikis gyviems organizmams

Technologijų pažanga, kaip žinome, atnešė žmonijai ne tik palengvėjimą ir patogumą gamyboje bei kasdieniame gyvenime, bet ir sukūrė daugybę rimtų problemų. Visų pirma iškilo problema žmonių ir kitų organizmų apsaugai nuo stiprių elektromagnetinių, magnetinių ir elektrinių laukų, kuriuos sukuria įvairūs techniniai prietaisai. Vėliau iškilo problema, kaip apsaugoti žmones nuo ilgalaikio silpnų elektromagnetinių laukų poveikio, kuris, kaip vėliau paaiškėjo, kenkia ir žmogaus gyvybei. Ir tik viduje Pastaruoju metu pradėjo kreipti dėmesį ir atlikti atitinkamus tyrimus, siekdami įvertinti natūralių geomagnetinių ir elektrinių laukų ekranavimo poveikį gyviems organizmams.

Galingų pastovių ir kintamų technogeninės kilmės elektrinių laukų įtaka gyviems organizmams buvo tiriama gana ilgai. Tokių laukų šaltiniai visų pirma yra aukštos įtampos elektros linijos (PTL).

Aukštos įtampos elektros linijų sukuriamas elektrinis laukas neigiamai veikia gyvus organizmus. Jautriausi elektriniams laukams yra kanopiniai gyvūnai ir žmonės, avintys batus, izoliuojančius juos nuo žemės. Gyvūnų kanopos taip pat yra geri izoliatoriai. Šiuo atveju potencialas yra indukuojamas ant laidžio tūrinio kūno, izoliuoto nuo žemės, priklausomai nuo kūno talpos santykio su žeme ir elektros linijos laidais. Kuo mažesnė įžeminimo talpa (kuo storesnis, pavyzdžiui, bato padas), tuo didesnis indukuotas potencialas, kuris gali būti keli kilovoltai ir siekti net 10 kV.

Daugelio mokslininkų atliktuose eksperimentuose buvo aptikta aiški lauko stiprumo slenkstinė vertė, kuriai pasiekus įvyksta dramatiškas eksperimentinio gyvūno reakcijos pokytis. Nustatyta 160 kV/m, mažesnis lauko stiprumas nedaro pastebimos žalos gyvam organizmui.

Elektrinio lauko stipris 750 kV elektros linijų darbo zonose žmogaus aukštyje yra maždaug 5-6 kartus mažesnis už pavojingas reikšmes. Nustatytas neigiamas pramoninių dažnių elektrinių laukų poveikis 500 kV ir aukštesnės įtampos elektros linijų ir pastočių personalui; esant 380 ir 220 kV įtampai šis poveikis silpnai išreikštas. Tačiau esant visoms įtampoms, lauko poveikis priklauso nuo buvimo jame trukmės.

Remiantis tyrimais, parengti atitinkami sanitariniai standartai ir taisyklės, kuriose nurodomi minimalūs leistini atstumai gyvenamųjų pastatų vietai nuo stacionarių skleidžiančių objektų, pavyzdžiui, elektros linijų. Šie standartai taip pat numato didžiausius leistinus (ribinius) spinduliuotės lygius kitiems energijai pavojingiems objektams. Kai kuriais atvejais žmonėms apsaugoti naudojama didelių gabaritų įranga metaliniai ekranai, lakštų, tinklų ir kitų prietaisų pavidalu.

Tačiau daugybė mokslininkų tyrimų įvairios šalys(Vokietija, JAV, Šveicarija ir kt.) parodė, kad tokios saugos priemonės negali visiškai apsaugoti žmogaus nuo žalingo poveikio. elektromagnetinė radiacija(AMY). Kartu buvo nustatyta, kad silpni elektromagnetiniai laukai (EMF), kurių galia matuojama tūkstantosiomis vatų dalimis, yra ne mažiau pavojingi, o kai kuriais atvejais ir pavojingesni už didelės galios spinduliuotę. Mokslininkai tai aiškina sakydami, kad silpnų elektromagnetinių laukų intensyvumas yra proporcingas paties spinduliavimo intensyvumui. Žmogaus kūnas, jos vidinė energija, kuri susidaro veikiant visoms sistemoms ir organams, įskaitant ląstelių lygis. Elektronų spinduliuotei būdingas toks mažas (nešiluminis) intensyvumas. Buitinė technikašiandien galima įsigyti kiekvienuose namuose. Tai daugiausia kompiuteriai, televizoriai, Mobilieji telefonai, mikrobangų krosnelės ir kt. Jie yra kenksmingų, vadinamųjų, šaltiniai. žmogaus sukeltų EMR, kurie turi savybę kauptis žmogaus organizme, tuo sutrikdydami jo bioenergetinę pusiausvyrą, ir, pirmiausia, vadinamieji. energetikos informacijos mainai (ENIO). O tai savo ruožtu veda prie pažeidimo normalus funkcionavimas pagrindinės organizmo sistemos. Daugybė tyrimų elektromagnetinių laukų (EML) biologinio poveikio srityje nustatė, kad jautriausios žmogaus organizmo sistemos yra: nervinė, imuninė, endokrininė ir reprodukcinė. Biologinis EML poveikis ilgalaikio poveikio sąlygomis gali sukelti ilgalaikių pasekmių, įskaitant degeneracinius centrinės nervų sistemos procesus. nervų sistema, kraujo vėžys (leukemija), smegenų augliai, hormoninės ligos ir kt.

Darbe V.M. Koršunova praneša, kad aštuntajame dešimtmetyje ekspertai grįžo prie silpnų ir labai silpnų magnetinių ir elektrinių laukų poveikio modeliinėms fizikinėms ir cheminėms sistemoms, biologiniams objektams ir žmogaus kūnui. Mechanizmai, sukeliantys šiuos efektus, „veikia“ molekulių, o kartais ir atomų lygmeniu, todėl jie yra labai sunkiai suprantami. Tačiau mokslininkai eksperimentiškai įrodė ir teoriškai paaiškino magnetinį ir sukimosi poveikį. Paaiškėjo, kad nors magnetinės sąveikos energija yra keliomis eilėmis mažesnė už šiluminio judėjimo energiją, tačiau toje reakcijos stadijoje, kur viskas iš tikrųjų vyksta, terminis judėjimas nespėja trukdyti magnetinio lauko veikimui.

Šis atradimas verčia naujai pažvelgti į patį gyvybės Žemėje reiškinį, kuris atsirado ir vystėsi geomagnetinio lauko sąlygomis. Laboratorijoje buvo įrodyta santykinai silpnų (eiliniu ar dviem laipsniais didesni už geomagnetinį) pastovių ir kintamų magnetinių laukų įtaka pirminės fotosintezės reakcijos – visos mūsų planetos ekosistemos pamato – išėjimui. Ši įtaka pasirodė nedidelė (mažiau nei procentas), bet svarbu dar kai kas: tikrojo jos egzistavimo įrodymas.

Visų pirma, tame pačiame darbe buvo pažymėta, kad buitiniai elektros prietaisai, kurie mus supa tam tikroje padėtyje mūsų kūno (arba kūno atžvilgiu prietaisų atžvilgiu), gali turėti įtakos elektrocheminiams procesams, vykstantiems kūno ląstelėse.

4. ELEKTROS LAUKŲ MATAVIMO PRIEMONĖS IR METODAI

Elektromagnetinei situacijai tirti ir valdyti būtina turėti atitinkamus instrumentus – magnetometrus magnetinių laukų charakteristikoms matuoti ir elektrinio lauko stiprumo matuoklius.

Kadangi tokių įrenginių poreikis yra nedidelis (kol kas), tai iš esmės tokie įrenginiai gaminami mažomis serijomis dviem tikslais: 1 - valdymui. sanitariniai standartai apie saugos priemones; 2 – žvalgomosios geofizikos tikslais.

Pavyzdžiui, federalinės valstijos unitarinė įmonė AE Cyclone-Test serijiniu būdu gamina elektrinio lauko matuoklį IEP-05, kuris skirtas įvairiomis techninėmis priemonėmis sukurtų kintamųjų elektrinių laukų intensyvumo vidutinei kvadratinei vertei matuoti.

Elektrinio ir magnetinio lauko stiprumo matuokliai skirti stebėti elektromagnetinės saugos standartus aplinkos apsaugos, darbo saugos ir visuomenės saugos srityse.

Savo viduje techninės charakteristikos prietaisas gali būti naudojamas elektromagnetinių laukų elektrinio komponento stiprumui matuoti, neatsižvelgiant į jų atsiradimo pobūdį, įskaitant stebėjimą pagal SanPiN 2.2.4.1191-03. Elektromagnetiniai laukai gamybos sąlygomis“ ir SanPiN 2.1.2.1002-00 „Gyvenamųjų pastatų ir patalpų sanitariniai ir epidemiologiniai reikalavimai“.

Prietaisas turi tiesioginį išmatuoto lauko vertės rodymą (realiu laiku) ir gali būti naudojamas elektromagnetiniam stebėjimui, erdviniam laukų pasiskirstymui ir šių laukų matavimo dinamikai laike valdyti.

Prietaiso veikimo principas paprastas: dipolinėje antenoje elektrinis laukas indukuoja potencialų skirtumą, kuris matuojamas tokiu prietaisu kaip milivoltmetras.

Bendrovė AE „Cyclone – Test“ gamina ir kitus prietaisus, skirtus elektrinio, magnetinio ir elektromagnetinio lauko parametrams matuoti.

Tuo pačiu metu geofizika jau seniai naudojo mineralų elektrinio tyrimo metodus. Elektros žvalgyba – žvalgomųjų geofizikos metodų grupė, pagrįsta natūralių arba dirbtinai sužadintų elektrinių ir elektromagnetinių laukų žemės plutoje tyrimu. Fizinis elektros žvalgybos pagrindas yra skirtumas tarp uolienų ir rūdų pagal jų specifiką elektrinė varža, dielektrinė konstanta, magnetinis jautrumas ir kitos savybės.

Tarp įvairių metodų Elektros žvalgybai reikėtų atkreipti dėmesį į magnetotelūrinio lauko metodus. Taikant šiuos metodus, tiriama kintamoji natūralaus Žemės elektromagnetinio lauko dedamoji. Magnetotelinio lauko įsiskverbimo į žemę gylis dėl odos efekto priklauso nuo jo dažnio. Todėl elgesys žemi dažniai laukai (šimtosios ir tūkstantosios Hz dalys) atspindi struktūrą Žemės pluta kelių kilometrų ar didesniame gylyje aukšti dažniai(dešimtys ir šimtai Hz) – kelių dešimčių m gylyje.. Išmatuotų elektrinio ir magnetinio lauko dedamųjų priklausomybės nuo jo dažnio tyrimas leidžia ištirti geologinė struktūra studijų sritis.

Elektros žvalgybos įrangą sudaro srovės šaltiniai, elektromagnetinio lauko šaltiniai ir matavimo prietaisai. Srovės šaltiniai – sausų elementų baterijos, generatoriai ir baterijos; lauko šaltiniai – įžeminti linijos galuose arba neįžemintos grandinės, maitinamos pastoviu arba kintamoji srovė. Matavimo prietaisai susideda iš įvesties keitiklio (lauko jutiklio), tarpinių signalų keitiklių sistemos, konvertuojančios signalą, kad jį įrašytų ir filtruotų triukšmą, ir išvesties įrenginio, kuris užtikrina signalo matavimą. Elektros žvalgymo įranga, skirta tirti geologinį pjūvį ne didesniame kaip 1-2 km gylyje, gaminama lengvų nešiojamų rinkinių pavidalu.

Tyrimo tikslais dažniausiai gaminama speciali įranga su reikiamais parametrais.

Darbe aptariami tiksliausi ir jautriausi spektriniai itin silpnų magnetinių laukų matavimo metodai. Tačiau čia yra svarbus teiginys, kad atominės spektroskopijos pagrindu taip pat galima sukurti elektrinio lauko stiprumo standartą. Darbe pažymima, kad naudojant Starko efektą galima labai tiksliai išmatuoti absoliučią elektrinio lauko stiprio vertę. Norėdami tai padaryti, būtina naudoti atomus, kurių orbitos momentas nėra nulinis. Tačiau kol kas, pasak autoriaus, tokių matavimų poreikis dar nebuvo pakankamai aštrus, kad būtų sukurta atitinkama technologija.

Priešingai, dabar pats laikas sukurti itin jautrius ir tikslius natūraliems elektriniams laukams matuoti skirtus prietaisus.

IŠVADA

Daugybė tyrimų rodo, kad nematomi, neapčiuopiami elektromagnetiniai, magnetiniai ir elektriniai laukai daro rimtą poveikį žmogaus ir kitiems organizmams. Stiprių laukų įtaka ištirta gana plačiai. Ne mažiau svarbi gyviems organizmams pasirodė silpnų laukų įtaka, į kurią anksčiau nebuvo kreipiamas dėmesys. Tačiau šios srities tyrimai dar tik pradėti.

Šiuolaikiniai žmonės vis daugiau laiko praleidžia gelžbetoninėse patalpose, automobilių kabinose. Tačiau praktiškai nėra tyrimų, susijusių su patalpų, automobilių metalinių kabinų, lėktuvų ir kt. ekranavimo poveikio vertinimu žmonių sveikatai. Tai ypač pasakytina apie natūralaus Žemės elektrinio lauko ekranavimą. Todėl tokie tyrimai šiuo metu yra labai aktualūs.

„Šiuolaikinė žmonija, kaip ir visa gyva būtybė, gyvena savotiškame elektromagnetiniame vandenyne, kurio elgesį dabar lemia ne tik natūralios priežastys, bet ir dirbtinis įsikišimas. Mums reikia patyrusių lakūnų, kurie puikiai žinotų paslėptas šio vandenyno, jo seklumų ir salų sroves. Ir reikalingos dar griežtesnės navigacijos taisyklės, padedančios apsaugoti keliautojus nuo elektromagnetinių audrų“, – taip dabartinę situaciją vaizdžiai apibūdino vienas Rusijos magnetobiologijos pradininkų Yu.A. Cholodovas.

LITERATŪRA

1. Sizovas Yu. P. Žemės elektrinis laukas. Straipsnis TSB, leidykla " Sovietinė enciklopedija“, 1969–1978 m
2. Dyudkin D. Energijos ateitis – geoelektra? Rusijos energetika ir pramonė - pasirinktos medžiagos, 182 numeris.
   http://subscribe.ru/archive/
3. Surkovas V.V. V. V. Surkovo mokslinių interesų sritis.
   http://www.surkov.mephi.ru
4. Fonarevas G. Dviejų hipotezių istorija. Mokslas ir gyvenimas, 1988, Nr.8.
5. Lavrova A.I., Plyusnina T.Yu., Lobanov, A.I., Starozhilova T.K., Riznichenko G.Yu. Modeliuoti elektrinio lauko poveikį jonų srautų sistemai Chara dumblių ląstelės artimoje membraninėje srityje.
6. Alekseeva N.T., Fiodorovas V.P., Baibakovas S.E. Įvairių centrinės nervų sistemos dalių neuronų reakcija į elektromagnetinio lauko įtaką // Elektromagnetiniai laukai ir žmogaus sveikata: 2-ojo tarptautinio bendradarbiavimo medžiagos. konf. "Elektromagnetinės žmonių saugos problemos. Fundamentalūs ir taikomieji tyrimai. EML reguliavimas: filosofija, kriterijai ir derinimas", rugsėjo 20-24 d. 1999 m., Maskva. - M., 1999. - p.47-48.
7. Gurvich E.B., Novokhatskaya E.A., Rubtsova N.B. Gyventojų, gyvenančių šalia 500 kilovoltų įtampos elektros perdavimo įrenginio, mirtingumas // Med. darbo ir pramonės ekol. - 1996. - N 9. - P.23-27. - Bibliografija: 8 pavadinimai.
8. Gurfinkelis Yu.I., Lyubimovas V.V. Ekranuota klinikos palata, skirta apsaugoti pacientus, sergančius koronarine širdies liga, nuo geomagnetinių trikdžių poveikio // Med. fizika. - 2004. - N 3(23). - P.34-39. - Bibliografija: 23 pavadinimai.
9. Mikulin A.A.. Aktyvus ilgaamžiškumas – mano kova su senatve. 7 skyrius. Gyvenimas elektriniame lauke.
   http://www.pseudology.org
10. Kurilovas Yu.M. Alternatyvus šaltinis energijos. Žemės elektrinis laukas yra energijos šaltinis.
    Mokslinis ir techninis portalas.
11. Novitsky R.A. Elektriniai laukai žuvų gyvenime. 2008 m
    http://www.fion.ru>
12. Liubimovas V.V., Ragulskaja M.V. Elektromagnetiniai laukai, jų biotropizmas ir aplinkos saugos standartai. Deponuotų rankraščių žurnalas 2004 m. kovo 3 d.
    Mokslinės techninės konferencijos - PROMTECHEXPO XXI pranešimų medžiaga.
13. Ptitsyna N.G., G. Villoresi, L.I. Dorman, N. Yucci, M.I. Tyasto. „Natūralūs ir technologiniai žemo dažnio magnetiniai laukai kaip sveikatai potencialiai pavojingi veiksniai“. "Sėkmės fiziniai mokslai" 1998, N 7 (t. 168, p. 767-791).
14. Green Mark, Ph.D. Kiekvienas turėtų tai žinoti.
    health2000.ru
15. Koršunovas V.M.. Elektros pavojai.
    www.korshunvm.ru
16. FSUE AE ciklono bandymas.
    http://www.ciklon.ru
17. Yakubovsky Yu.V.. Elektros žvalgyba. Straipsnis TSB, leidykla "Soviet Encyclopedia", 1969 - 1978
18. Aleksandrovas E. B. Atominės spektroskopijos taikymas fundamentaliosios metrologijos problemoms spręsti. vardu pavadintas Fizikos-technikos institutas. A. F. Ioffe RAS, Sankt Peterburgas, Rusija

Biologinė elektrinių ir magnetinių laukų įtaka žmonių ir gyvūnų organizmui buvo ištirta gana daug. Šiuo atveju pastebėti poveikiai, jei jie atsiranda, vis dar yra neaiškūs ir sunkiai nustatomi, todėl ši tema išlieka aktuali.

Magnetiniai laukai mūsų planetoje turi dvejopą kilmę – natūralią ir antropogeninę. Natūralūs magnetiniai laukai, vadinamosios magnetinės audros, kyla iš Žemės magnetosferos. Antropogeniniai magnetiniai trikdžiai apima mažesnį plotą nei natūralūs, tačiau jų pasireiškimas yra daug intensyvesnis, todėl sukelia didesnę žalą. Dėl techninės veiklos žmonės sukuria dirbtinius elektromagnetinius laukus, šimtus kartų stipresnius už natūralų Žemės magnetinį lauką. Antropogeninės spinduliuotės šaltiniai yra: galingi radijo perdavimo įrenginiai, elektrifikuotos transporto priemonės, elektros linijos (2.1 pav.).

Vienas iš galingiausių pramoninio dažnio (50 Hz) elektromagnetinių bangų-srovių žadiklių. Taigi elektrinio lauko intensyvumas tiesiai po elektros perdavimo linija gali siekti kelis tūkstančius voltų vienam metrui grunto, nors dėl grunto savybės mažinančios intensyvumą, net ir pajudėjus 100 m nuo linijos, intensyvumas smarkiai sumažėja iki kelių dešimčių. voltų vienam metrui.

Biologinio elektrinio lauko poveikio tyrimais nustatyta, kad net esant 1 kV/m įtampai jis neigiamai veikia žmogaus nervų sistemą, o tai savo ruožtu sukelia endokrininės sistemos ir medžiagų apykaitos sutrikimus organizme (varis, cinko, geležies ir kobalto), sutrikdo fiziologines funkcijas: širdies ritmą, kraujospūdį, smegenų veiklą, medžiagų apykaitos procesus ir imuninę veiklą.

Nuo 1972 m. pasirodė publikacijų, kuriose nagrinėjamas elektrinių laukų, kurių intensyvumo reikšmės didesnis nei 10 kV/m, poveikis žmonėms ir gyvūnams.

Magnetinio lauko stiprumas yra proporcingas srovei ir atvirkščiai proporcingas atstumui; Elektrinio lauko stipris proporcingas įtampai (krūviui) ir atvirkščiai proporcingas atstumui. Šių laukų parametrai priklauso nuo aukštos įtampos elektros linijos įtampos klasės, konstrukcijos ypatybių ir geometrinių matmenų. Galingo ir išplėstinio elektromagnetinio lauko šaltinio atsiradimas lemia natūralių veiksnių, pagal kuriuos susiformavo ekosistema, pasikeitimą. Elektriniai ir magnetiniai laukai gali sukelti žmogaus kūno paviršiaus krūvius ir sroves (2.2 pav.). Tyrimai parodė,

kad elektrinio lauko indukuojama maksimali srovė žmogaus kūne yra daug didesnė už magnetinio lauko indukuojamą srovę. Taigi, žalingas poveikis Magnetinis laukas atsiranda tik tada, kai jo intensyvumas yra apie 200 A/m. Jis susidaro 1-1,5 m atstumu nuo linijos fazinių laidų ir yra pavojingas tik eksploatuojančiam personalui dirbant esant įtampai. Ši aplinkybė leido daryti išvadą, kad pramoninio dažnio magnetinių laukų biologinės įtakos žmonėms ir gyvūnams, esantiems po elektros linijomis, nėra, todėl elektros linijų elektrinis laukas yra pagrindinis biologiškai efektyvus veiksnys perduodant elektros energiją dideliais atstumais, kuris gali būti kliūtis įvairių rūšių vandens ir sausumos faunos migracijai.

Remiantis galios perdavimo konstrukcinėmis ypatybėmis (vielos nusvirimu), didžiausia lauko įtaka pasireiškia tarpatramio viduryje, kur įtempimas itin ir itin aukštos įtampos linijoms žmogaus ūgio lygyje yra 5-20 kV/m ir daugiau, priklausomai nuo įtampos klasės ir linijos konstrukcijos (1.2 pav.). Prie atramų, kur vielos pakabos aukštis didžiausias ir jaučiamas atramų ekranavimo efektas, lauko stiprumas yra mažiausias. Kadangi po elektros perdavimo linijos laidais gali būti žmonių, gyvūnų, transporto priemonių, reikia įvertinti galimas ilgalaikio ir trumpalaikio gyvų būtybių buvimo įvairaus stiprumo elektriniuose laukuose pasekmes. Jautriausi elektriniams laukams yra kanopiniai gyvūnai ir žmonės, avintys batus, izoliuojančius juos nuo žemės. Gyvūnų kanopos taip pat yra geri izoliatoriai. Indukuotas potencialas šiuo atveju gali siekti 10 kV, o srovės impulsas per kūną liečiant įžemintą objektą (krūmo šaką, žolės stiebus) yra 100-200 μA. Tokie srovės impulsai yra saugūs organizmui, tačiau nemalonūs pojūčiai verčia kanopinius vasarą vengti aukštos įtampos elektros linijų.

Veikiant elektriniam laukui žmogų, dominuojantį vaidmenį atlieka jo kūnu tekančios srovės. Tai lemia didelis žmogaus organizmo laidumas, kuriame vyrauja organai, kuriuose cirkuliuoja kraujas ir limfa. Šiuo metu eksperimentai su gyvūnais ir savanoriais parodė, kad srovės tankis, kurio laidumas yra 0,1 μA/cm 2 ir mažesnis, neturi įtakos smegenų veiklai, nes impulsinės biosrovės, kurios paprastai teka smegenyse, žymiai viršija tokios srovės tankį. laidumo srovė. Esant />1 μA/cm2, žmogaus akyse stebimi mirgantys šviesos ratai; didesnis srovės tankis jau užfiksuoja jutimo receptorių, taip pat nervų ir raumenų ląstelių stimuliavimo slenksčius, o tai sukelia baimę. ir nevalingos motorinės reakcijos. Jei žmogus liečia objektus, izoliuotus nuo žemės didelio intensyvumo elektrinio lauko zonoje, srovės tankis širdies zonoje labai priklauso nuo „pagrindinių“ sąlygų (batų tipo, dirvožemio būklės ir kt.) bet jau gali pasiekti šias vertes. Esant maksimaliai srovei, atitinkančiai Etah==l5 kV/m (6,225 mA); žinoma šios srovės dalis, tekanti per galvos plotą (apie 1/3), ir galvos plotas (apie 100 cm 2) srovės tankis j<0,1 мкА/см 2 , что и под­тверждает допустимость принятой в СССР напряженности 15 кВ/м под проводами воздушной линии.

Žmonių sveikatos problema yra nustatyti ryšį tarp audinių sukeliamo srovės tankio ir išorinio lauko magnetinės indukcijos, IN. Srovės tankio apskaičiavimas

apsunkina tai, kad tikslus jo kelias priklauso nuo laidumo pasiskirstymo organizmo audiniuose.

Taigi specifinis smegenų laidumas nustatomas =0,2 cm/m, o širdies raumens – ==0,25 cm/m. Jei galvos spindulį imsime 7,5 cm, o širdies spindulį 6 cm, tada sandauga  R abiem atvejais pasirodo vienodai. Todėl galima pateikti vieną atvaizdą srovės tankiui širdies ir smegenų periferijoje.

Nustatyta, kad sveikatai saugi magnetinė indukcija yra apie 0,4 mT esant 50 arba 60 Hz dažniui. Magnetiniuose laukuose (nuo 3 iki 10 mT; f=10-60 Hz) buvo pastebėtas šviesos mirgėjimas, panašus į tuos, kurie atsiranda paspaudus akies obuolį.

Srovės tankis, kurį žmogaus kūne sukelia elektrinis laukas, kurio intensyvumas E, apskaičiuojamas taip:

su skirtingais koeficientais k smegenų ir širdies sričiai. Reikšmė k=3  10 -3 cm/Hzm. Vokiečių mokslininkų teigimu, lauko stiprumas, kuriam esant plaukų vibraciją jaučia 5% tirtų vyrų, yra 3 kV/m, o 50% tirtų vyrų – 20 kV/m. Šiuo metu nėra įrodymų, kad lauko sukeliami pojūčiai sukeltų neigiamą poveikį. Kalbant apie ryšį tarp srovės tankio ir biologinės įtakos, galima išskirti keturias sritis, pateiktas lentelėje. 2.1

Paskutinis srovės tankio verčių diapazonas yra susijęs su vieno širdies ciklo ekspozicijos trukme, t. Ribiniam lauko stiprumui nustatyti buvo atlikti fiziologiniai žmogaus tyrimai laboratorinėmis sąlygomis, kai lauko stiprumas svyravo nuo 10 iki 32 kV/m. Nustatyta, kad esant 5 kV/m įtampai 80 proc.

2.1 lentelė

žmonės nepatiria skausmo iškrovų metu liesdami įžemintus objektus. Būtent ši vertė buvo priimta kaip standartinė vertė dirbant elektros įrenginiuose nenaudojant apsaugos priemonių. Leistino žmogaus buvimo elektriniame lauke laiko priklausomybė nuo intensyvumo E daugiau nei slenkstis apytiksliai apskaičiuojamas pagal lygtį

Šios sąlygos įvykdymas užtikrina organizmo fiziologinės būklės savaiminį išgydymą per dieną be liekamųjų reakcijų ir funkcinių ar patologinių pakitimų.

Susipažinkime su pagrindiniais sovietų ir užsienio mokslininkų elektrinių ir magnetinių laukų biologinio poveikio tyrimų rezultatais.

Visuotinis kondensatorius

Gamtoje yra visiškai unikalus alternatyvus energijos šaltinis, draugiškas aplinkai, atsinaujinantis, lengvai naudojamas, kuris dar niekur nenaudotas. Šis šaltinis yra atmosferos elektrinis potencialas.

Elektra mūsų planeta yra tarsi sferinis kondensatorius, įkrautas iki maždaug 300 000 voltų. Vidinė sfera – Žemės paviršius – yra neigiamai įkrauta, išorinė – jonosfera – teigiamai. Žemės atmosfera tarnauja kaip izoliatorius (1 pav.).

Per atmosferą nuolat teka joninės ir konvekcinės kondensatorių nuotėkio srovės, kurios siekia daugybę tūkstančių amperų. Tačiau nepaisant to, potencialų skirtumas tarp kondensatoriaus plokščių nesumažėja.

Tai reiškia, kad gamtoje yra generatorius (G), kuris nuolat papildo įkrovų nuotėkį iš kondensatoriaus plokščių. Toks generatorius yra Žemės magnetinis laukas, kuris sukasi kartu su mūsų planeta saulės vėjo sraute.

Norint panaudoti šio generatoriaus energiją, reikia kažkaip prie jo prijungti energijos vartotoją.

Prisijungimas prie neigiamo poliaus – Žemės – paprastas. Norėdami tai padaryti, pakanka atlikti patikimą įžeminimą. Prisijungimas prie teigiamo generatoriaus poliaus – jonosferos – sudėtinga techninė problema, kurią mes išspręsime.

Kaip ir bet kuriame įkrautame kondensatoriuje, mūsų pasauliniame kondensatoriuje yra elektrinis laukas. Šio lauko stiprumas aukštyje pasiskirsto labai netolygiai: didžiausias yra Žemės paviršiuje ir yra maždaug 150 V/m. Su aukščiu jis mažėja maždaug pagal eksponentinį dėsnį, o 10 km aukštyje sudaro apie 3% vertės Žemės paviršiuje.

Taigi beveik visas elektrinis laukas yra sutelktas apatiniame atmosferos sluoksnyje, netoli Žemės paviršiaus. Elektrinės įtampos vektorius Žemės laukas E paprastai nukreiptas žemyn. Diskusijose naudosime tik vertikalųjį šio vektoriaus komponentą. Žemės elektrinis laukas, kaip ir bet kuris elektrinis laukas, veikia krūvius tam tikra jėga F, kuri vadinama Kulono jėga. Jei įkrovos dydį padauginsite iš elektros įtampos. Laukai šioje vietoje, tada gauname tik Kulono jėgos Fcoul dydį. Ši Kulono jėga nustumia teigiamus krūvius žemyn į žemę, o neigiamus – į debesis.

Laidininkas elektriniame lauke

Sumontuokime metalinį stiebą ant Žemės paviršiaus ir įžeminkime. Išorinis elektrinis laukas akimirksniu pradės perkelti neigiamus krūvius (laidumo elektronus) aukštyn į stiebo viršų, sukurdamas ten neigiamų krūvių perteklių. O neigiamų krūvių perteklius stiebo viršuje sukurs savo elektrinį lauką, nukreiptą į išorinį lauką. Ateina momentas, kai šie laukai tampa vienodo dydžio ir elektronų judėjimas sustoja. Tai reiškia, kad laidininke, iš kurio pagamintas stiebas, elektrinis laukas yra lygus nuliui.

Taip veikia elektrostatikos dėsniai.

Tarkime, kad stiebo aukštis yra h = 100 m, vidutinis įtempimas išilgai stiebo aukščio yra Eсr. = 100 V/m.

Tada potencialų skirtumas (emf) tarp Žemės ir stiebo viršaus bus skaitiniu požiūriu lygus: U = h * Eav. = 100 m * 100 V/m = 10 000 voltų. (1)

Tai visiškai realus potencialų skirtumas, kurį galima išmatuoti. Tiesa, įprastu voltmetru su laidais jo išmatuoti nepavyks – laiduose atsiras lygiai toks pat emf, kaip ir stiebe, o voltmetras rodys 0. Šis potencialų skirtumas nukreiptas priešingai stiprumo vektoriui E Žemės elektrinį lauką ir linkęs išstumti laidumo elektronus iš stiebo viršaus į atmosferą. Bet tai neįvyksta; elektronai negali palikti laidininko. Elektronai neturi pakankamai energijos, kad galėtų išeiti iš laidininko, kuris sudaro stiebą. Ši energija vadinama elektrono iš laidininko darbo funkcija ir daugumai metalų ji yra mažesnė nei 5 elektronų voltai – tai labai nereikšminga reikšmė. Bet metale esantis elektronas negali įgyti tokios energijos tarp susidūrimų su metalo kristaline gardele ir todėl lieka laidininko paviršiuje.

Kyla klausimas: kas nutiks laidininkui, jei padėsime stiebo viršuje esantiems pertekliniams užtaisams palikti šį laidininką?

Atsakymas paprastas: neigiamas krūvis stiebo viršuje sumažės, išorinis elektrinis laukas stiebo viduje nebebus kompensuojamas ir vėl ims kilnoti laidumo elektronus aukštyn į viršutinį stiebo galą. Tai reiškia, kad srovė tekės per stiebą. Ir jei mums pavyks nuolat pašalinti perteklinius krūvius nuo stiebo viršaus, jame nuolat tekės srovė. Dabar tereikia bet kurioje mums patogioje vietoje nupjauti stiebą ir ten įjungti apkrovą (energijos vartotoją) – ir elektrinė paruošta.

3 paveiksle pavaizduota tokios elektrinės schema. Veikiami Žemės elektrinio lauko, laidumo elektronai iš žemės juda išilgai stiebo per apkrovą, o paskui stiebu aukštyn iki emiterio, kuris atpalaiduoja juos nuo metalinio stiebo viršaus paviršiaus ir siunčia juos kaip jonus plūduriuoti. laisvai per atmosferą. Žemės elektrinis laukas, visiškai laikydamasis Kulono dėsnio, pakelia juos aukštyn, kol pakeliui juos neutralizuoja teigiami jonai, kurie, veikiami to paties lauko, visada krenta iš jonosferos.

Taigi uždarėme elektros grandinę tarp visuotinio elektrinio kondensatoriaus, kuris savo ruožtu yra prijungtas prie generatoriaus G, plokščių ir įtraukėme į šią grandinę energijos vartotoją (apkrovą). Dar reikia išspręsti vieną svarbų klausimą: kaip pašalinti perteklinius mokesčius nuo stiebo viršaus?

Emiterio dizainas

Paprasčiausias emiteris gali būti plokščias lakštinio metalo diskas su daugybe adatų, esančių aplink jo perimetrą. Jis "montuojamas" ant vertikalios ašies ir pasukamas.

Kai diskas sukasi, įeinantis drėgnas oras pašalina elektronus iš jo adatų ir taip atpalaiduoja juos iš metalo.

Jau yra elektrinė su panašiu spinduliuote. Tiesa, jos energijos niekas nenaudoja, su ja kovoja.
Tai sraigtasparnis, nešantis metalinę konstrukciją ant ilgo metalinio stropo montuojant aukštus pastatus. Čia yra visi elektrinės elementai, pavaizduoti 3 pav., išskyrus energijos vartotoją (apkrovą). Emiteris yra sraigtasparnio rotoriaus mentės, kurias pučia drėgno oro srautas, stiebas – ilgas plieninis stropas su metaline konstrukcija. Ir darbuotojai, montuojantys šią konstrukciją vietoje, puikiai žino, kad plikomis rankomis ją liesti draudžiama - „gausite elektros smūgį“. Ir iš tiesų, šiuo metu jie tampa jėgainės grandinės apkrova.

Žinoma, galimos ir kitos emiterių konstrukcijos, efektyvesnės, sudėtingesnės, paremtos skirtingais principais ir fiziniais efektais, žr. 4-5.

Spinduliuotojas šiuo metu neegzistuoja gatavo produkto pavidalu. Kiekvienas, besidomintis šia idėja, yra priverstas savarankiškai konstruoti savo emiterį.

Kad padėtų tokiems kūrybingiems žmonėms, žemiau autorius pateikia savo mintis apie emiterio dizainą.

Atrodo, kad šie emiterių dizainai yra perspektyviausi.

Pirmoji emiterio versija

Vandens molekulė turi aiškiai apibrėžtą poliškumą ir gali lengvai užfiksuoti laisvąjį elektroną. Jei pučiate garą ant neigiamai įkrautos metalinės plokštės, garai paims laisvuosius elektronus nuo plokštės paviršiaus ir pasiims juos su savimi. Emiteris yra išpjova antgalis, išilgai kurio dedamas izoliuotas elektrodas A ir į kurį nukreipiamas teigiamas potencialas iš šaltinio I. Elektrodas A ir aštrūs antgalio kraštai sudaro mažą įkrautą talpą. Laisvieji elektronai surenkami ties aštriomis antgalio briaunomis, veikiant teigiamai izoliuotam elektrodui A. Garai, einantys pro antgalį, paima elektronus iš antgalio kraštų ir nuneša juos į atmosferą. Fig. 4 parodytas išilginis šios konstrukcijos pjūvis. Kadangi elektrodas A yra izoliuotas nuo išorinės aplinkos, srovė EMF šaltinio grandinėje yra Nr. O šis elektrodas čia reikalingas tik tam, kad kartu su aštriomis antgalio briaunomis šioje plyšyje susidarytų stiprus elektrinis laukas ir koncentruotų laidumo elektronus antgalio kraštuose. Taigi teigiamo potencialo elektrodas A yra savotiškas aktyvuojantis elektrodas. Pakeitę potencialą ant jo, galite pasiekti norimą emiterio srovės vertę.

Kyla labai svarbus klausimas: kiek reikia tiekti garų per antgalį ir ar paaiškės, kad visą stoties energiją teks išleisti vandeniui paversti garais? Atlikime nedidelį skaičiavimą.

Viename grame vandens molekulėje (18 ml) yra 6,02 * 1023 vandens molekulės (Avogadro skaičius). Vieno elektrono krūvis lygus 1,6 * 10 (- 19) kulonų. Padauginus šias vertes, gauname, kad 96 000 kulonų elektros krūvio gali būti ant 18 ml vandens ir daugiau nei 5 000 000 kulonų ant 1 litro vandens. Tai reiškia, kad esant 100 A srovei, vieno litro vandens pakanka įrenginiui eksploatuoti 14 valandų. Norint tokį vandens kiekį paversti garais, reikės labai mažos generuojamos energijos procento.

Žinoma, prijungti elektroną prie kiekvienos vandens molekulės vargu ar įmanoma užduotis, tačiau čia mes nustatėme ribą, kurią galima nuolat pasiekti tobulinant įrenginio dizainą ir technologiją.

Be to, skaičiavimai rodo, kad energetiškai naudingiau per purkštuką pūsti drėgną orą, o ne garą, reguliuojant jo drėgmę reikiamose ribose.

Antroji emiterio versija

Stiebo viršuje yra metalinis indas su vandeniu. Indas yra prijungtas prie stiebo metalo patikimu kontaktu. Indo viduryje įtaisytas stiklinis kapiliarinis vamzdelis. Vandens lygis vamzdyje yra aukštesnis nei inde. Taip sukuriamas elektrostatinio antgalio efektas – kapiliarinio vamzdelio viršuje sukuriama maksimali krūvių koncentracija ir didžiausias elektrinio lauko stiprumas.

Veikiamas elektrinio lauko vanduo kapiliariniame vamzdyje pakils ir bus išpurškiamas mažais lašeliais, pasiimdamas neigiamą krūvį. Esant tam tikram mažam srovės stiprumui, vanduo kapiliariniame vamzdyje užvirs, o garai išneš įkrovas. Ir tai turėtų padidinti emiterio srovę.

Tokiame inde galima sumontuoti kelis kapiliarinius vamzdelius. Kiek vandens reikia - žiūrėkite aukščiau esančius skaičiavimus.

Trečias emiterio variantas. Kibirkšties skleidėjas.

Kai suyra kibirkšties tarpas, kartu su kibirkštimi iš metalo iššoka laidumo elektronų debesis.

5 paveiksle parodyta kibirkšties emiterio schema. Iš aukštos įtampos impulsų generatoriaus neigiami impulsai siunčiami į stiebą, teigiami impulsai siunčiami į elektrodą, kuris sudaro kibirkšties tarpą su stiebo viršumi. Pasirodo kažkas panašaus į automobilio uždegimo žvakę, tačiau dizainas daug paprastesnis.
Aukštos įtampos impulsų generatorius iš esmės nedaug kuo skiriasi nuo įprasto Kinijoje pagaminto buitinio dujinio žiebtuvėlio, maitinamo viena AA baterija.

Pagrindinis tokio prietaiso privalumas yra galimybė reguliuoti emiterio srovę naudojant iškrovos dažnį, kibirkšties tarpo dydį, galite padaryti keletą kibirkšties tarpų ir kt.

Impulsų generatorių galima montuoti bet kurioje patogioje vietoje, nebūtinai stiebo viršuje.

Tačiau yra vienas trūkumas – kibirkštinės iškrovos sukelia radijo trukdžius. Todėl stiebo viršus su kibirkštiniais tarpais turi būti ekranuotas cilindriniu tinkleliu, kuris turi būti izoliuotas nuo stiebo.

Ketvirtasis emiterio variantas

Kita galimybė – sukurti emiterį, pagrįstą tiesioginės elektronų emisijos iš emiterio medžiagos principu. Tam reikia medžiagos, turinčios labai mažą elektronų darbo funkciją. Tokios medžiagos egzistavo jau seniai, pavyzdžiui, bario oksido pasta-0,99 eV. Galbūt dabar yra kažkas geresnio.

Idealiu atveju tai turėtų būti kambario temperatūros superlaidininkas (RTSC), kurio gamtoje dar nėra. Tačiau, remiantis įvairiais pranešimais, jis turėtų pasirodyti netrukus. Visa viltis slypi nanotechnologijose.

Užtenka ant stiebo viršaus padėti CTSP gabalėlį – ir emiteris paruoštas. Praeidamas per superlaidininką elektronas nepatiria pasipriešinimo ir labai greitai įgauna energijos, reikalingos išeiti iš metalo (apie 5 eV).

Ir dar viena svarbi pastaba. Pagal elektrostatikos dėsnius, Žemės elektrinio lauko intensyvumas yra didžiausias aukštyje – kalvų, kalvų, kalnų ir kt., Žemumose, įdubose ir įdubose jis yra minimalus. Todėl tokius įrenginius geriau statyti aukščiausiose vietose ir atokiau nuo aukštų pastatų arba montuoti ant aukščiausių pastatų stogų.

Kita gera idėja yra pakelti laidininką naudojant balioną. Žinoma, emiteris turi būti įrengtas baliono viršuje. Tokiu atveju galima gauti pakankamai didelį spontaniško elektronų emisijos potencialą iš metalo, suteikiant jam otriumo formą, todėl šiuo atveju nereikia jokių sudėtingų emiterių.

Yra dar viena gera proga gauti emiterį. Elektrostatinis metalo dažymas naudojamas pramonėje. Užpurkšti dažai, išskridę iš purškimo pistoleto, neša elektros krūvį, dėl kurio nusėda ant dažomo metalo, kuriam uždedamas priešingo ženklo krūvis. Technologija pasitvirtino.

Toks prietaisas, kuris įkrauna purškiamus dažus, yra tikras elektrinis skleidėjas. mokesčiai. Belieka jį pritaikyti prie aukščiau aprašyto įrengimo ir, esant vandens poreikiui, pakeisti dažus vandeniu.

Visai įmanoma, kad ore visada esančios drėgmės pakaks skleidėjui veikti.

Gali būti, kad pramonėje yra ir kitų panašių prietaisų, kuriuos nesunkiai galima paversti skleidėju.

išvadas

Savo veiksmų dėka energijos vartotoją prijungėme prie pasaulinio elektros energijos generatoriaus. Prie neigiamo poliaus – Žemės – jungėmės naudodami įprastą metalinį laidininką (įžeminimą), o prie teigiamo – jonosferos – naudodami labai specifinį laidininką – konvekcinę srovę. Konvekcinės srovės yra elektros srovės, kurias sukelia tvarkingas įkrautų dalelių pernešimas. Gamtoje jie yra dažni. Tai įprastos konvekcinės kylančios srovės, kurios neša neigiamus krūvius į debesis, ir tai yra viesulai (tornadai). kurios tempia į žemę labai teigiamais krūviais įkrautą debesų masę, tai taip pat kylančios oro srovės intertropinėje konvergencijos zonoje, pernešančios didžiulį kiekį neigiamų krūvių į viršutinius troposferos sluoksnius. Ir tokios srovės pasiekia labai aukštas vertes.

Jei sukursime pakankamai efektyvų emiterį, kuris iš stiebo (ar kelių stiebų) viršaus gali išleisti, tarkime, 100 kulonų krūvių per sekundę (100 amperų), tai mūsų pastatytos elektrinės galia bus lygi 1 000 000 vatų arba 1 megavatą. Visai padori galia!

Tokia instaliacija yra būtina atokiose gyvenvietėse, meteorologijos stotyse ir kitose nuo civilizacijos nutolusiose vietose.

Iš to, kas išdėstyta pirmiau, galima padaryti tokias išvadas:

Energijos šaltinis yra labai paprastas ir patogus naudoti.

Išeiga yra patogiausia energijos rūšis – elektra.

Šaltinis nekenksmingas aplinkai: nėra išmetamų teršalų, nėra triukšmo ir pan.

Montavimas yra itin paprastas gaminti ir eksploatuoti.

Išskirtinai maža pagamintos energijos kaina ir daug kitų privalumų.

Žemės elektrinis laukas svyruoja: žiemą jis stipresnis nei vasarą, maksimumą pasiekia kasdien 19 val. GMT, priklauso ir nuo oro sąlygų. Tačiau šie svyravimai neviršija 20% jo vidutinės vertės.

Kai kuriais retais atvejais, esant tam tikroms oro sąlygoms, šio lauko stiprumas gali padidėti kelis kartus.

Perkūnijos metu elektrinis laukas kinta plačiame diapazone ir gali keisti kryptį į priešingą, tačiau tai atsitinka nedidelėje vietoje tiesiai po perkūnijos ląstele.

Kurilovas Jurijus Michailovičius

Dirvožemio elektrifikavimas ir derliaus nuėmimas

Siekdama padidinti žemės ūkio augalų produktyvumą, žmonija jau seniai atsigręžė į dirvą. Tai, kad elektra gali padidinti viršutinio ariamo žemės sluoksnio derlingumą, tai yra padidinti jo gebėjimą suformuoti didelį derlių, jau seniai įrodyta mokslininkų ir praktikų eksperimentais. Tačiau kaip tai padaryti geriau, kaip susieti dirvožemio elektrifikavimą su esamomis jo auginimo technologijomis? Tai problemos, kurios iki šiol nėra iki galo išspręstos. Kartu reikia nepamiršti, kad dirvožemis yra biologinis objektas. Ir netinkamai įsikišdami į šį nusistovėjusį organizmą, ypač tokią galingą priemonę kaip elektra, galite padaryti jam nepataisomą žalą.

Elektrifikuodami dirvožemį, jie pirmiausia mato būdą, kaip paveikti augalų šaknų sistemą. Iki šiol sukaupta daug duomenų, rodančių, kad per dirvą praleidžiama silpna elektros srovė skatina augalų augimo procesus. Bet ar tai tiesioginio elektros poveikio šaknų sistemai ir per ją visam augalui rezultatas, ar fizikinių ir cheminių dirvos pokyčių rezultatas? Leningrado mokslininkai žengė tam tikrą žingsnį problemos supratimo link.

Jų atlikti eksperimentai buvo labai sudėtingi, nes jie turėjo išsiaiškinti giliai paslėptą tiesą. Jie paėmė mažus polietileninius vamzdelius su skylutėmis, į kurias buvo pasodinti kukurūzų daigai. Vamzdžiai buvo užpildyti maistiniu tirpalu, kuriame yra visas sodinukams reikalingų cheminių elementų rinkinys. O per jį, naudojant chemiškai inertiškus platinos elektrodus, buvo praleidžiama 5-7 μA/kv nuolatinė elektros srovė. cm Tirpalo tūris kamerose buvo palaikomas toks pat, pridedant distiliuoto vandens. Oras, kurio labai reikia šaknims, buvo sistemingai tiekiamas (burbuliukų pavidalu) iš specialios dujų kameros. Maistinės medžiagos tirpalo sudėtis buvo nuolat stebima vieno ar kito elemento jutikliais - jonų selektyviais elektrodais. Ir pagal užfiksuotus pokyčius padarė išvadą, ką ir kokiu kiekiu įsisavino šaknys. Visi kiti cheminių elementų nutekėjimo kanalai buvo užblokuoti. Lygiagrečiai veikė valdymo versija, kurioje viskas buvo absoliučiai tas pats, išskyrus vieną dalyką - per tirpalą nebuvo praleista elektros srovė. Ir ką?

Nuo eksperimento pradžios buvo praėję mažiau nei 3 valandos, o skirtumas tarp kontrolinio ir elektrinio varianto jau išryškėjo. Pastarosiose maisto medžiagas aktyviau pasisavino šaknys. Bet galbūt problema ne šaknyse, o jonuose, kurie, veikiami išorinės srovės, tirpale pradėjo judėti greičiau? Norint atsakyti į šį klausimą, vienas iš eksperimentų buvo susijęs su sodinukų biopotencialų matavimu ir tam tikrais laikotarpiais į „darbą“ įtraukiant augimo hormonus. Kodėl? Taip, nes be jokios papildomos elektrinės stimuliacijos jie keičia jonų absorbcijos iš šaknų aktyvumą ir augalų bioelektrines charakteristikas.

Eksperimento pabaigoje autoriai padarė tokias išvadas: „Silpnos elektros srovės praleidimas per maistinių medžiagų tirpalą, į kurį panardinta kukurūzų daigų šaknų sistema, skatina augalų kalio jonų ir nitratų azoto pasisavinimą iš augalų. maistinių medžiagų tirpalas“. Taigi, ar elektra vis dar skatina šaknų sistemos veiklą? Bet kaip, per kokius mechanizmus? Kad visiškai įsitikintų elektros šaknies poveikiu, jie atliko dar vieną eksperimentą, kuriame buvo ir maistinių medžiagų tirpalas, buvo šaknys, dabar – agurkų, taip pat buvo išmatuoti biopotencialai. Ir šio eksperimento metu šaknų sistemos veikla pagerėjo naudojant elektrinę stimuliaciją. Tačiau dar toli gražu neatskleidžiami jo veikimo būdai, nors jau žinoma, kad elektros srovė turi tiek tiesioginį, tiek netiesioginį poveikį augalui, kurio įtakos laipsnį lemia daugybė veiksnių.

Tuo tarpu dirvožemio elektrifikavimo efektyvumo tyrimai plėtėsi ir gilėjo. Šiandien jie dažniausiai atliekami šiltnamiuose arba auginimo eksperimentuose. Tai suprantama, nes tai vienintelis būdas išvengti klaidų, kurios netyčia daromos atliekant eksperimentus lauko sąlygomis, kai neįmanoma kontroliuoti kiekvieno atskiro veiksnio.

Labai išsamius dirvožemio elektrifikavimo eksperimentus kadaise Leningrade atliko mokslininkas V. A. Šustovas. Į šiek tiek podzolinį priemolio dirvožemį jis įpylė 30 % humuso ir 10 % smėlio ir per šią masę statmenai šaknų sistemai tarp dviejų plieninių arba anglies elektrodų (pastarasis veikė geriau) praleido pramoninio dažnio srovę, kurios tankis 0,5 mA/kv. . cm Ridikėlių derlius padidėjo 40-50%. Tačiau tokio paties tankio nuolatinė srovė sumažino šių šakniavaisių surinkimą, palyginti su kontroliniu. Ir tik jo tankio sumažėjimas iki 0,01-0,13 mA/kv. cm padidino išeigą iki lygio, gauto naudojant kintamąją srovę. Kokia priežastis?

Naudojant pažymėtą fosforą, nustatyta, kad kintamoji srovė, viršijanti nurodytus parametrus, turi teigiamą poveikį šio svarbaus elektrinio elemento absorbcijai augaluose. Pasirodė ir teigiamas nuolatinės srovės poveikis. Jo tankis 0,01 mA/kv. cm, išeiga buvo gauta maždaug tokia, kokia gaunama naudojant kintamąją srovę, kurios tankis 0,5 mA/kv. žr.. Beje, iš keturių tirtų kintamosios srovės dažnių (25, 50, 100 ir 200 Hz) geriausias dažnis buvo 50 Hz. Jei augalai buvo uždengti įžemintais tinkleliais, daržovių derlius gerokai sumažėjo.

Armėnijos žemės ūkio mechanizavimo ir elektrifikavimo tyrimų institutas naudojo elektrą tabako augalų stimuliavimui. Mes ištyrėme daugybę srovės tankių, perduodamų šaknies sluoksnio skerspjūvyje. Kintamajai srovei jis buvo 0,1; 0,5; 1,0; 1,6; 2,0; 2,5; 3,2 ir 4,0 a/kv. m, konstantai - 0,005; 0,01; 0,03; 0,05; 0,075; 0,1; 0,125 ir 0,15 a/kv. m. Kaip maistinių medžiagų substratas buvo naudojamas mišinys, sudarytas iš 50 % chernozemo, 25 % humuso ir 25 % smėlio. Optimaliausi srovės tankiai pasirodė 2,5 A/kv. m kintamo ir 0,1 a/kv. m pastoviai tiekiant elektrą pusantro mėnesio. Be to, sausos tabako masės išeiga pirmuoju atveju viršijo kontrolinę 20%, o antruoju – 36%.

Arba pomidorai. Eksperimentuotojai savo šaknų zonoje sukūrė nuolatinį elektrinį lauką. Augalai vystėsi daug greičiau nei kontroliniai, ypač pumpuravimo fazėje. Jie turėjo didesnį lapų paviršiaus plotą, padidino peroksidazės fermento aktyvumą ir padidino kvėpavimą. Dėl to derlius padidėjo 52%, o tai daugiausia lėmė vaisių dydžio ir jų skaičiaus padidėjimas viename augale.

Per dirvožemį praleidžiama nuolatinė srovė taip pat teigiamai veikia vaismedžius. Tai pastebėjo ir I.V.Mičurinas, o sėkmingai pritaikė artimiausias jo padėjėjas I.S.Gorškovas, kuris savo knygoje „Straipsniai apie vaisininkystę“ (Maskva, Selsk. Liter. Leidykla, 1958) šiam klausimui skyrė visą skyrių. Tokiu atveju vaismedžiai greičiau išgyvena vaikišką (mokslininkai sako „jaunatvinį“) vystymosi tarpsnį, didėja jų atsparumas šalčiui ir atsparumas kitiems nepalankiems aplinkos veiksniams, dėl to didėja produktyvumas. Kad nebūtų be pagrindo, pateiksiu konkretų pavyzdį. Kai per dirvožemį, kuriame šviesiu paros metu augo jauni spygliuočiai ir lapuočių medžiai, nuolatinė srovė buvo tekanti nuolatinė srovė, jų gyvenime įvyko daugybė nuostabių reiškinių. Birželio-liepos mėnesiais eksperimentiniams medžiams buvo būdinga intensyvesnė fotosintezė, kurią lėmė elektra, skatinanti dirvožemio biologinio aktyvumo augimą, didinanti dirvožemio jonų judėjimo greitį ir geriau juos pasisavinant augalų šaknų sistemoms. Be to, dirvožemyje tekanti srovė sukūrė didelį potencialų skirtumą tarp augalų ir atmosferos. Ir tai, kaip jau minėta, savaime yra palankus medžiams, ypač jauniems, veiksnys. Kitame eksperimente, atliktame po plėvele, nuolat perduodant nuolatinę srovę, vienmečių pušų ir maumedžių sodinukų fitomasė padidėjo 40-42%. Jei toks augimo tempas būtų išlaikytas keletą metų, nesunku įsivaizduoti, kokia didžiulė nauda iš to būtų.

Įdomų eksperimentą apie elektrinio lauko tarp augalų ir atmosferos įtaką atliko SSRS mokslų akademijos Augalų fiziologijos instituto mokslininkai. Jie nustatė, kad fotosintezė vyksta greičiau, tuo didesnis potencialų skirtumas tarp augalų ir atmosferos. Taigi, pavyzdžiui, jei laikysite neigiamą elektrodą šalia augalo ir palaipsniui didinsite įtampą (500, 1000, 1500, 2500 V), fotosintezės intensyvumas padidės. Jei augalo ir atmosferos potencialai yra artimi, tada augalas nustoja absorbuoti anglies dioksidą.

Pažymėtina, kad buvo atlikta daug dirvožemio elektrifikavimo eksperimentų tiek mūsų šalyje, tiek užsienyje. Nustatyta, kad šis poveikis keičia įvairaus tipo dirvožemio drėgmės judėjimą, skatina daugelio augalams sunkiai virškinamų medžiagų dauginimąsi, išprovokuoja įvairiausias chemines reakcijas, kurios savo ruožtu keičia dirvožemio reakciją. dirvožemio tirpalas. Elektriniu būdu įterpus į dirvą silpnomis srovėmis, joje geriau vystosi mikroorganizmai. Taip pat nustatyti įvairiems gruntams optimalūs elektros srovės parametrai: nuo 0,02 iki 0,6 mA/kv. cm nuolatinei srovei ir nuo 0,25 iki 0,5 mA/kv. žr. kintamąją srovę. Tačiau praktikoje dėl esamų parametrų net ir panašiose dirvose derlius gali nepadidėti. Tai paaiškinama įvairiais veiksniais, atsirandančiais elektrai sąveikaujant su dirvožemiu ir joje auginamais augalais. Dirvožemyje, priklausančiame tai pačiai klasifikacijos kategorijai, kiekvienu konkrečiu atveju gali būti visiškai skirtingos vandenilio, kalcio, kalio, fosforo ir kitų elementų koncentracijos, gali būti nevienodos aeracijos sąlygos, taigi ir savo redokso procesų eiga. ir kt. Galiausiai neturime pamiršti apie nuolat kintančius atmosferos elektros ir žemės magnetizmo parametrus. Daug kas priklauso ir nuo naudojamų elektrodų bei elektrinio poveikio būdo (nuolatinio, trumpalaikio ir pan.). Trumpai tariant, kiekvienu konkrečiu atveju reikia bandyti ir atsirinkti, bandyti ir pasirinkti...

Dėl šių ir daugelio kitų priežasčių dirvožemio elektrifikavimas, nors ir padeda didinti žemės ūkio augalų derlių, o neretai ir gana ženkliai, dar neįgavo plataus praktinio pritaikymo. Tai suprasdami, mokslininkai ieško naujų požiūrių į šią problemą. Taigi, buvo pasiūlyta dirvą apdoroti elektros iškrova, kad joje užfiksuotų azotą - vieną iš pagrindinių augalų „patiekalų“. Tam dirvožemyje ir atmosferoje sukuriamas aukštos įtampos mažos galios nuolatinis kintamos srovės lankinis išlydis. O ten, kur „dirba“, dalis atmosferos azoto virsta nitratinėmis formomis, kurias pasisavina augalai. Tačiau tai, žinoma, atsitinka mažame lauko plote ir yra gana brangu.

Kitas būdas padidinti asimiliuojamų azoto formų kiekį dirvožemyje yra veiksmingesnis. Tai apima šepečio elektros iškrovos, sukurtos tiesiai ariamajame sluoksnyje, naudojimą. Šepečių išleidimas yra dujų išleidimo forma, kuri atsiranda esant atmosferos slėgiui ant metalinio antgalio, kuriam taikomas didelis potencialas. Potencialo dydis priklauso nuo kito elektrodo padėties ir antgalio kreivio spindulio. Bet bet kuriuo atveju jis turėtų būti matuojamas dešimtimis kilovoltų. Tada antgalio gale atsiranda šepetėlio formos nutrūkstančių ir greitai besimaišančių elektros kibirkščių spindulys. Dėl tokio išmetimo dirvožemyje susidaro daug kanalų, į kuriuos patenka nemažas energijos kiekis ir, kaip parodė laboratoriniai ir lauko eksperimentai, prisideda prie augalų sugeriamo azoto formų padidėjimo dirvožemyje ir , dėl to padidėja derlius.

Dar efektyvesnis yra elektrohidraulinio efekto panaudojimas dirbant dirvožemį, kurį sudaro elektros iškrovos (elektros žaibo) sukūrimas vandenyje. Jei dalį dirvožemio įdėsite į indą su vandeniu ir šiame inde sukursite elektros iškrovą, tada dirvožemio dalelės bus susmulkintos, išskirdamos daug augalams reikalingų elementų ir surišdamos atmosferos azotą. Šis elektros poveikis dirvožemio ir vandens savybėms turi labai teigiamą poveikį augalų augimui ir produktyvumui. Atsižvelgdamas į dideles šio dirvožemio elektrifikavimo būdo perspektyvas, pabandysiu apie tai plačiau pakalbėti atskirame straipsnyje.

Kitas labai įdomus dirvožemio elektrifikavimo būdas yra be išorinio srovės šaltinio. Šią kryptį kuria Kirovogrado tyrinėtojas I.P. Ivanko. Dirvožemio drėgmę jis laiko savotišku elektrolitu, veikiamu Žemės elektromagnetinio lauko. Metalo-elektrolito sąsajoje, šiuo atveju metalo-dirvožemio tirpale, atsiranda galvaninis-elektrinis efektas. Visų pirma, kai plieninė viela yra dirvožemyje, jos paviršiuje dėl redokso reakcijų susidaro katodo ir anodinės zonos, o metalas palaipsniui ištirpsta. Dėl to tarpfazių ribose atsiranda potencialų skirtumas, pasiekiantis 40-50 mV. Jis taip pat susidaro tarp dviejų į dirvą nutiestų laidų. Jei laidai yra, pavyzdžiui, 4 m atstumu, potencialų skirtumas yra 20-40 mV, bet labai skiriasi priklausomai nuo dirvožemio drėgmės ir temperatūros, mechaninės sudėties, trąšų kiekio ir kitų veiksnių. .

Elektrovaros jėgą tarp dviejų dirvoje esančių laidų autorius pavadino „agro-EMF“, sugebėjo ne tik ją išmatuoti, bet ir paaiškinti bendrus jos formavimosi dėsningumus. Būdinga tai, kad tam tikrais laikotarpiais, kaip taisyklė, keičiantis Mėnulio fazėms ir keičiantis orams, galvanometro adatėlė, kurios pagalba matuojama tarp laidų kylanti srovė, staigiai pakeičia padėtį – lydinčioji. Tokių reiškinių pokyčiai atsispindi Žemės elektromagnetinio lauko būsenoje, perduodami į dirvožemio „elektrolitą“.

Remdamasis šiomis idėjomis, autorius pasiūlė sukurti elektrolizuotus agronominius laukus. Tam specialus vilkikas naudoja plyšio pjovimo vielos sluoksnį 2,5 mm skersmens plieninę vielą, išvyniotą iš būgno išilgai plyšio dugno iki 37 cm gylio.. Pravažiavęs provėžą, traktorininkas įjungia hidraulinę sistemą kėlimui, darbinis korpusas iškasamas iš grunto, o laidas nupjaunamas 25 cm aukštyje nuo dirvos paviršiaus. Po 12 m per lauko plotį operacija kartojama. Atkreipkite dėmesį, kad taip padėtas laidas netrukdo atlikti įprastinių žemės ūkio darbų. Na, o jei reikia, plieninius laidus galima nesunkiai nuimti iš grunto naudojant matavimo vielos išvyniojimo ir apvyniojimo įrenginį.

Eksperimentai parodė, kad šiuo metodu ant elektrodų sukeliamas 23–35 mV „agro-EMF“. Kadangi elektrodai yra skirtingo poliškumo, tarp jų per drėgną gruntą atsiranda uždara elektros grandinė, kuria teka nuolatinė srovė, kurios tankis nuo 4 iki 6 μA/kv. pamatyti anodą. Ši srovė, eidama per dirvos tirpalą kaip per elektrolitą, palaiko derlingame sluoksnyje vykstančius elektroforezės ir elektrolizės procesus, dėl kurių augalams būtini dirvožemio chemikalai iš sunkiai virškinamų formų pereina į lengvai virškinamus. Be to, veikiant elektros srovei, greičiau humifikuojamos visos augalų liekanos, piktžolių sėklos ir negyvi gyvūnų organizmai, todėl padidėja dirvožemio derlingumas.

Kaip matote, šiame įgyvendinimo variante dirvožemio elektrifikacija vyksta be dirbtinio energijos šaltinio, tik veikiant mūsų planetos elektromagnetinėms jėgoms.

Tuo tarpu dėl šios „laisvos“ energijos eksperimentuose gautas labai didelis grūdų derliaus prieaugis - iki 7 c/ha. Atsižvelgiant į siūlomos elektrifikavimo technologijos paprastumą, prieinamumą ir gerą efektyvumą, šia technologija besidomintys sodininkai mėgėjai apie tai plačiau gali paskaityti I. P. Ivanko straipsnyje „Geomagnetinių laukų energijos panaudojimas“, paskelbtame žurnale „ Žemės ūkio mechanizavimas ir elektrifikavimas“ Nr. 7 1985 m. Diegiant šią technologiją, autorius pataria laidus tiesti kryptimi iš šiaurės į pietus, o virš jų auginamus žemės ūkio augalus iš vakarų į rytus.

Šiuo straipsniu bandžiau sudominti sodininkus mėgėjus ne tik gerai žinomų dirvožemio priežiūros technologijų, bet ir įvairių augalų auginimo procese naudoti elektrotechnologiją. Daugumos dirvožemio elektrifikavimo metodų santykinis paprastumas, prieinamas žmonėms, įgijusiems fizikos žinių net vidurinės mokyklos mokymo programos lygiu, leidžia juos naudoti ir išbandyti beveik kiekviename sodo sklype auginant daržoves, vaisius ir uogas, dekoratyvinės gėlės, vaistiniai ir kiti augalai. Aš taip pat eksperimentavau su dirvožemio elektrifikavimu nuolatine srove praėjusio amžiaus 60-aisiais, kai auginau vaisinių ir uogų sodinukus ir sodinukus. Daugumoje eksperimentų buvo pastebėtas augimo stimuliavimas, kartais labai reikšmingas, ypač auginant vyšnių ir slyvų daigus. Taigi, gerbiami sodininkai mėgėjai, pabandykite išbandyti kokį nors dirvožemio elektrifikavimo būdą ateinantį sezoną ant bet kokių pasėlių. Ką daryti, jei jums viskas klostysis gerai ir visa tai gali tapti viena iš aukso kasyklų?

V. N. Šalamovas

Mūsų Žemė ir kitos planetos turi ir magnetinius, ir elektrinius laukus. Maždaug prieš 150 metų buvo žinoma, kad Žemė turi elektrinį lauką. Saulės sistemos planetų elektrinį krūvį sukuria Saulė dėl planetinės medžiagos elektrostatinės indukcijos ir jonizacijos. Magnetinis laukas susidaro dėl įkrautų planetų ašinio sukimosi. Vidutinis Žemės ir planetų magnetinis laukas priklauso nuo vidutinio neigiamo elektros krūvio paviršiaus tankio, ašinio sukimosi kampinio greičio ir planetos spindulio. Todėl Žemė (ir kitos planetos), pagal analogiją su šviesos pratekėjimu per objektyvą, turėtų būti laikoma elektriniu lęšiu, o ne elektrinio lauko šaltiniu.

Tai reiškia, kad Žemė yra prijungta prie Saulės naudojant elektrinę jėgą, pati Saulė yra prijungta prie Galaktikos centro naudojant magnetinę jėgą, o Galaktikos centras yra prijungtas prie centrinės galaktikų kondensacijos per elektrinę jėgą.

Elektra mūsų planeta yra tarsi sferinis kondensatorius, įkrautas iki maždaug 300 000 voltų. Vidinė sfera – Žemės paviršius – yra neigiamai įkrauta, išorinė – jonosfera – teigiamai. Žemės atmosfera tarnauja kaip izoliatorius.

Per atmosferą nuolat teka joninės ir konvekcinės kondensatorių nuotėkio srovės, kurios siekia daugybę tūkstančių amperų. Tačiau, nepaisant to, potencialų skirtumas tarp kondensatoriaus plokščių nesumažėja.

Tai reiškia, kad gamtoje yra generatorius (G), kuris nuolat papildo įkrovų nuotėkį iš kondensatoriaus plokščių. Toks generatorius yra Žemės magnetinis laukas, kuris sukasi kartu su mūsų planeta saulės vėjo sraute.

Kaip ir bet kuriame įkrautame kondensatoriuje, žemiškame kondensatoriuje yra elektrinis laukas. Šio lauko stiprumas aukštyje pasiskirsto labai netolygiai: didžiausias yra Žemės paviršiuje ir yra maždaug 150 V/m. Su aukščiu jis mažėja maždaug pagal eksponentinį dėsnį, o 10 km aukštyje sudaro apie 3% vertės Žemės paviršiuje.

Taigi beveik visas elektrinis laukas yra sutelktas apatiniame atmosferos sluoksnyje, netoli Žemės paviršiaus. Žemės elektrinio lauko stiprumo vektorius E paprastai nukreiptas žemyn. Žemės elektrinis laukas, kaip ir bet kuris elektrinis laukas, veikia krūvius tam tikra jėga F, kuri teigiamus krūvius stumia žemyn link žemės, o neigiamus – aukštyn į debesis.

Visa tai galima pamatyti gamtos reiškiniuose. Žemėje nuolat siautėja uraganai, tropinės audros ir daugybė ciklonų. Pavyzdžiui, oro kilimas uragano metu vyksta daugiausia dėl oro tankio skirtumo uragano periferijoje ir jo centre – šildymo bokšte, bet ne tik. Dalį keltuvo (apie trečdalį) pagal Kulono dėsnį suteikia Žemės elektrinis laukas.

Vandenynas audros metu yra didžiulis laukas, išmargintas taškais ir briaunomis, ant kurių telkiasi neigiami krūviai ir Žemės elektrinio lauko intensyvumas. Tokiomis sąlygomis išgaruojančios vandens molekulės lengvai pagauna neigiamus krūvius ir pasiima juos su savimi. Ir Žemės elektrinis laukas, visiškai pagal Kulono dėsnį, perkelia šiuos krūvius aukštyn, padidindamas orą.

Taigi Žemės globalus elektros generatorius dalį savo galios išleidžia atmosferos sūkuriams planetoje sustiprinti – uraganams, audroms, ciklonams ir t.t.. Be to, toks energijos suvartojimas jokiu būdu neturi įtakos Žemės elektrinio lauko dydžiui.

Žemės elektrinis laukas svyruoja: žiemą jis stipresnis nei vasarą, maksimumą pasiekia kasdien 19 val. GMT, priklauso ir nuo oro sąlygų. Tačiau šie svyravimai neviršija 30% jo vidutinės vertės. Kai kuriais retais atvejais, esant tam tikroms oro sąlygoms, šio lauko stiprumas gali padidėti kelis kartus.

Perkūnijos metu elektrinis laukas kinta plačiame diapazone ir gali keisti kryptį į priešingą pusę, tačiau tai vyksta nedideliame plote, tiesiai po perkūnijos elementu ir trumpam.