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THEMA: Der elektrostatische Rotor

Der elektrostatische Rotor 4 Jahre 6 Monate her #77

  • wanninger
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Hallo Zusammen,

nachfolgenden Post habe ich bereits bei OU veröffentlicht, aber ich finde, er gehört auch hier her. Da ich es unhöflich finde, einfach nur einen Link zu setzen, habe ich hier das Thema jetzt einfach noch einmal hier gepostet. Wer das also schon aus dem OU-Forum kennt, braucht nicht weitzerzulesen, steht nichts neue drin (Vielleicht in den Antworten). Also, los gehts..

Nachdem in den Berechnung des "Raumenergie-Konverters" dann doch ein paar Fehler drin waren, die dazu - nach meiner Ansicht - führen, dass kein OU-Effekt zu beobachten sein wird, habe ich mich jetzt mal mit dem elektrostatischen Rotor beschäftigt. Im folgenden beziehe ich mich auf den Artikel "Wandlung von Vakuumenergie elektromagnetischer Nullpunktoszillationen in klassische mechanische Energie", Heft 13/2009 Wismarer Diskussionspapiere.

Ich weiß, der Rotor hat sich gedreht, und ich habe auch keine Ahnung, warum. Was ich aber weiß, ist, dass die Drehung nicht durch den von Herrn Turtur postulierten Effekt ausgelöst worden sein kann.

Was er macht, ist folgendes:

1. Er berechnet die Kraft durch eine Punktladung auf eine Fläche (Rotorblatt) mit Hilfe der "Spiegelladung"
2. Er zeigt, dass diese Kraft eine Komponente sowohl in z als auch in y-Richtung hat. Die Beiträge der Y-Richtung sorgen für die Rotation, die Beiträge zur Z-Richtung werden durch die Lagerung abgefangen.
3. Er berechnet das Verhältnis der Flussdichte durch die Rotorfläche zu derjenigen, die durch die Spiegelladung repräsentiert wird.
4. Aus diesem Verhältnis wird der Betrag der Kraft berechnet, die den Rotor zum rotieren bringt.

Der Rest ist dann Technik: Wie hoch muss die Spannung sein, wie wenig Reibung muss die Lagerung haben, etc.....
Um zu zeigen, wo der Fehler liegt, werde ich das jetzt mal nach diesem Schema nachverfolgen:

Zu 1.
Die Methode der Spiegelladung ist ein Konstrukt, mit dem es möglich ist, die Ladungsverteilung (und Kraft) einer Punktladung, die vor einer leitenden Fläche steht, zu berechnen. Für diese Fläche gibt es jedoch eine wichtige Einschränkung: Die Ausdehnung dieser Fläche muss unendlich groß sein, das steht auch so bei Herrn Turtur:

"Was dabei mit der Methode der Spiegelladung berechnet wurde, ist nämlich die Kraft F einer Punktladung q, die diese auf eine unendlich ausgedehnte leitende Fläche ausübt, die die gesamte Ebene z:=z(x,y)=-y erfüllt."

In der Realität gibt es solche Flächen nicht, deshalb hat man in der physikalischen Welt sich immer Gedanken darüber machen, wie denn eigentlich diese Fläche beschaffen sein muss, um für einen konkreten Fall eine genügend gute Näherung darzustellen. Dazu komme ich dann später.

Zu 2.
Also gegeben ist eine Ladung, die am Punkt x=0,y=0 und Z=5cm angeordnet ist. Dann werde ich eine Spiegelladung am Ort x=0, y=5cm und z=0 anbringen. Hierdurch habe ich die Spiegelfläche (= Rotorfläche) so gelegt, dass diese die X-Achse schneidet und im Winkel von 45 Grad zwischen der Y-und Z-Achse verläuft. Soweit gehe ich noch konform mit Herrn Turtur.
In dem ersten Bild unten habe ich mal die geometrischen Verhältnisse dargestellt. In der Abbildung "Unendliche Fläche" ist das Rechteck die (leider nicht unendlich ausgedehnte) Spiegelfläche, der rote und der grüne Punkt sind die Ladungen sowie Spiegelladung und mit den roten Pfeilen kennzeichne ich für einige Flächenelemente die darauf wirkende Kraft, sowie die Richtung. Da alles rotationssymmetisch ist, vereinigen sich die Kraftpfeile zu einer resultierenden Kraft, die genau auf der Verbindungslinie Ladung - Spiegelladung angreift (das ist der längste rote Pfeil in der Mitte). Diese Kraft hat sowohl eine Komponente in z-Richtung, als auch in y-Richtung, wie ebenfalls von Herrn Turtur berechnet.
Zu den Kraftkomponenten:
Beide Kraftkomponenten (Y und Z) sorgen dafür, dass die gesamte Platte in Richtung der Kugelladung gezogen wird, mit dem Ziel, den Abstand zwischen diesen beiden zu verringern. Das ist das Modell der Spiegelladung und jedes echte Modell hat sich daran zu messen, wie gut es mit diesem Modell übereinstimmt.

Worüber man als Näherung reden könnte:
Siehe im ersten Bild, Abb. "Zwei Ohren". Hier ist die echte unendliche Platte ersetzt worden durch zwei "Ohrenplatten", die links und rechts von der Verbindungslinie Ladung und Spiegelladung angebracht sind. In dieser realistischen Näherung stimmt in jedem Fall noch der Aufpunkt und die Richtung des resultierenden Kraftpeiles, da dieses Modell ja immerhin noch spieglsymmetrisch ist, der Betrag der Kraft wird so sicher nicht mehr stimmen. Das sollte man wissen, wenn so eine echte Geometrie verwendet wird. Die effektive Kraft sorgt aber immer noch dafür, dass diese beiden "Ohren" als Ganzes zur Ladung hin gezogen werden.

In der Abb. "Ein Ohr" hingegen habe ich die Symmetrie zerstört, so dass keine Kraftpfeile mehr vom linken "Ohr" zur Verfügung stehen. Jetzt ist es so, dass es tatsächlich eine Komponente in Z-Richtung gibt und eine Rotationskomponente, wie von Herrn Turtur gefordert.

Spiegelladung.jpg


Das ist aber nicht richtig. Bei der Methode der Spiegelladung nutzt man explizit die Symmetrien aus, die durch so etwas aber gebrochen wird. Es ist richtig, dass es Beiträge zum Kraftpfeil gibt, die nur aus z.B. der linken Seite der Platte stammen, aufgrund der Symmetrie gibt es dann aber auch immer einen gleich großen Beitrag von der rechten Seite, der in die gleiche Richtung zeigt -> es gibt keine Rotationskomponente, sondern nur eine Translationskomponente, die die Flächennormale der Platte in Richtung Kugelladung ziehen will (im Modell der Spiegelladung).

Zur Verdeutlichung hier noch einmal die falsche Aussagen in seiner Abhandlung:

"Das Entscheidende ist: Sowohl die Ladung q als auch das Rotorblatt erfahren jeweils eine Kraftkomponente in y-Richtung (mit positiver bzw. negativer Orientierung, wegen actio = reactio), und diese führt zu einer Rotation des Rotorblattes um die z-Achse, da sie eine tangentiale Komponente bzgl. der Bewegung des Rotorblattes um die z-Achse enthält."

Dies ist falsch, weil er zuvor die Kraft auf die Spiegelladung berechnet hat, also auf eine unendlich ausgedehnte, symmetrische Fläche. Hierdurch gibt es zwar eine Y-Komponente, die sorgt aber nicht für eine Rotation, sondern für die Anziehung der Platte an die Punktladung (genau so wie die z-Komponente). Eine Übertragung auf einen unsymmetrischen Flügel ist in diesem Modell nicht möglich.

Weiterhin schreibt er, dass er eine Optimierung vornimmt hinsichtlich des Drehmomentes, und dass er deshalb einen eigenes Programm zur Berechnung dieses Drehmomentes geschrieben hat:

"Der selbst entwickelte Algorithmus basiert auf der Anwendung der Spiegelladungsmethode und des Coulombgesetzes nach Abschnitt 4.1."

Was er aber gar nicht verwenden darf für die unsymmetrische Geometrie

Er schreibt weiterhin:
"Gasmoleküle der Luft werden in den Regionen der größten Feldstärken ionisiert, die aufgrund der Spitzenladungseffekte an den Oberkanten der Rotorblätter vorliegen"
Hier spricht er deutlich aus, dass die realen Kräfte auf Rotorblätter nicht durch eine Spiegelladung berechnet werden können, weil es Spitzenladungseffekte an einer Oberkante im Falle einer Spiegelladung überhaupt nicht gibt (es gibt dort ja schließlich auch keine Oberkante, sondern nur Flächen)

Wie muss man das aber richtig machen? Man muss das "Randwertproblem" lösen, d.h. man nimmt sich eine konkrete Geometrie vor, berechnet die Verschiebeströme durch eine Punktladung und konstruiert daraus das elektrische Feld sowie die Kraftwirkung. Auch das hat er anscheinend gemacht.

Hierzu hat er das kommerzielle ANSYS Programm verwendet, und sieht sich in guter Übereinstimmung.

Ich habe das selbst mal nachvollzogen mit der Freeware "DS Influenz" (unter board.snon.de/thread-114.htm) und muss sagen, dass das auf den ersten Blick tatsächlich so aussieht. Das Ergebnis einer Beispielberechnung ist unten in Bild 2 als Schnitt durch ein Rotorblatt abgebildet. Die Linien sind die Pfeile des elektrostatischen Feldes und es sieht tatsächlich so aus, als wenn es eine Y-Komponente geben könnte.

Influenz00.jpg


Daraus kann sich aber keine Rotation ergeben. Ich habe zur Veranschaulichung eine weitere Abbildung beigefügt, um zu erklären, warum das nicht geht.

erstes Bild:
Ich habe die Kraftpfeile mal durch ein Seil ersetzt und über eine Ablenkrolle zur "geladenen" Kugel geführt, auf der jemand steht und an diesem Seil zieht. Damit will ich die gebogenen Kraftpfeile der Influenz simulieren. Die Kraft durch das Seil auf das Rotorblatt hat jetzt (genau wie das elektrische Analogon) eine Z-Komponente und eine Y-Komponente. Was passiert jetzt, wenn an dem Seil gezogen wird???

Da gibt es zwei Möglichkeiten:
zweites Bild:
Wenn die Umlenkrolle fest mit dem unteren Rotor verbunden ist, wird gar nichts passieren, keine Rotation, nix, rien, nada, ich glaube, dass kann jeder nachvollziehen.

drittes Bild:
Wenn die Umlenkrolle fest mit der Kugelladung verbunden ist, gelingt es doch tatsächlich, den Rotor zum drehen zu bringen, aber nur soweit, wie das Seil verkürzt werden kann. Wenn der Rotor unter der Umlenkrolle steht, wird auch dort auch keine weitere Rotation mehr möglich sein.

Krfte.jpg


Welches Bild stimmt denn jetzt mit den elektrischen Feldlinien überein? Kann man sich einfach überlegen. Im dritten Bild sollten sich die Feldlinien verkürzen können und nachdem der Rotor wieder in Ruhe ist, diese senkrecht nach oben zeigen (analog zum Pfeil), im zweiten Bild ändert sich einfach gar nichts, auch, wenn der Rotor gedreht wird, sehen die Feldlinien danach immer noch gleich aus.

Was den Rotor letztlich zum drehen bringt, weiß ich nicht, Aber eine Kraftkomponente für die Rotation durch das elektrostatische Feld gibt es hier jedenfalls nicht. Ich denke schon, dass es interessant wäre, zu ermitteln, warum sich der Rotor dreht, aber ein "Beweis" der Raumenergie aufgrund der Rotation kann ich nicht erkennen. Man muss bedenken, dass die Kraftannahme seines Modells definitiv nicht stimmen kann, damit sind auch alle Berechnungen und Vorhersagen dieses Modells hinfällig. Insofern ist die "gute" Übereinstimmung der experimentellen Daten mit seinen Berechnungen für mich das größte Wunder.

Gruß Rudi
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Aw: Der elektrostatische Rotor 4 Jahre 6 Monate her #83

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Hallo Rudi,

im Wesentlichen kann ich Dir hier nur zustimmen.
Wanninger schrieb:
Man muss bedenken, dass die Kraftannahme seines Modells definitiv nicht stimmen kann
Das ist absolut richtig. Hier wird ein ziemlicher Missbrauch der Spiegelladungsmethode demonstriert.
Ich habe den Rotor auch schon gebaut und getestet. Tatsache ist, sobald man die Elektrode über dem Rotor isoliert, läuft der Rotor nicht mehr (auch nicht, wenn man das Ganze mit 70 kV betreibt). Das ist auch in anderen Foren schon mehrfach bestätigt worden.
Die Isolation bewirkt keinerlei Feldänderung. Damit ist eigenlich auch schon mehrfach praktisch nachgewiesen worden, daß das Ganze nichts mit den Coulombkräften zu tun hat.
Wanninger schrieb:
Insofern ist die "gute" Übereinstimmung der experimentellen Daten mit seinen Berechnungen für mich das größte Wunder.
Ich kann Dir einmal zeigen, wie man solche Wunder vollbringt:
..und somit für die Kraft auf drei Rotorblätter 3Fy  4.7106N .
(1.58)
(1.59)
Wollen wir das Drehmoment wissen, das die Ladung q auf die drei Rotorblätter
ausübt, dann müssen wir berücksichtigen, dass die Kraft 3Fy nicht an
einem Punkt angreift, sondern über unterschiedliche Radien der Rotation an
den Rotorblättern angreift. Das ist ein einfaches mechanisches Problem, dessen
Lösungsweg hier keiner detaillierten Erläuterung bedarf. Das Drehmoment
auf die drei Rotorblätter ergibt sich mit etwa
9 10 8 Mges N m  ..

Um das Drehmoment zu ermitteln, muß man wissen an welcher Position die Kraft am Rotorblatt anzusetzen ist. Das ist u.A. von der Ladungsverteilung auf dem Rotorblatt abhängig und ganz sicher kein „einfaches mechanisches Problem“.

Aber der „ermittelte“ Wert passt schon einmal ganz gut ins Szenario.

Vielleicht kann H. Turtur etwas dazu sagen?

PS: Ich gebe mir schon Mühe, auch einmal etwas positives zu finden.

Gruß Willi
Das ist meine persönliche Meinung dazu.
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Aw: Der elektrostatische Rotor 4 Jahre 6 Monate her #92

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Asterix schrieb:
Ich habe den Rotor auch schon gebaut und getestet.
Was hast Du denn noch nicht gemacht ??Asterix schrieb:
Tatsache ist, sobald man die Elektrode über dem Rotor isoliert, läuft der Rotor nicht mehr (auch nicht, wenn man das Ganze mit 70 kV betreibt). Das ist auch in anderen Foren schon mehrfach bestätigt worden.
Das kannnte ich noch nicht. Hast Du da einen Link ?Asterix schrieb:
Ich gebe mir schon Mühe, auch einmal etwas positives zu finden.
Ich auch. Ich habe ja schließlich einen (nicht funktionsfähigen) EMDR gebaut, weil ich davon überzeugt war, dass, wenn etwas funktioniert, es der EMDR ist. Ich bin dann nur darüber gestolpert, dass ich eine ganz klassische induktive Bremse gebaut habe. Meine Nachrechungen ergaben dann einen Vorzeichenfehler in seiner Berechnung, die - wenn dieser korrigiert wird - auch nach seinen Berechnungen nur eine induktive Bremse ergeben..

Gruß Rudi
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Aw: Der elektrostatische Rotor 4 Jahre 6 Monate her #93

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Hallo Rudi,


TT_ROT1

dort kann man u.A. lesen:
.. eine Isolierfolie unter die obere Elektrode geklebt. Diese Folie behindert zwar weder das elektrische Feld, noch die Selbstzentrierung aber es rotiert nichts mehr ..


Hier hat u.A jemand gezeigt, wie man Strommessungen am Rotor machen kann:
TT_ROT2


Hier gbt es einen detailliert beschriebenen Versuch zum Rotor.
TT_ROT3


Ich habe im Keller noch eine dünne Styroporplatte gefunden. Die neue Influenzmaschine ist auch schon so weit gediehen, daß die ersten Funken geerntet werden konnten. Ich werde den Versuch nochmal aufbauen und berichten.

Gruß Willi
Das ist meine persönliche Meinung dazu.
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Aw: Der elektrostatische Rotor 4 Jahre 6 Monate her #103

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Hallo Rudi,

Wanninger schrieb:
Ich bin dann nur darüber gestolpert, dass ich eine ganz klassische induktive Bremse gebaut habe.
Ich habe jetzt die Ionisationsbremse nochmal aufgebaut.


i_rot1_2012-02-18.jpg



Zu den Daten:
Der Rotordurchmesser beträgt etwa 20 cm.
Die Influenzmaschine erzeugt etwa 50kV.

Versuchsergebnisse:

Mit Isolierscheibe unter der Elektrode wirken nur die Coloumkräfte auf den Rotor. Der Rotor dreht sich in dem Fall nicht.

Ohne Isolierscheibe dreht sich der Rotor mit 13 U/min.
Hier sorgen ionisierte Luftmoleküle für den nötigen Antrieb.

Inwieweit Luft in einem System ionisiert wird, hängt von den im System vorhandenen Feldstärken ab. Man beachte, das hat nur bedingt etwas mit der Spannung am System zu tun. Wer sich schon etwas näher mit Hochspannung beschäftigt hat, weiß wie man mit sehr kleinen Geometrieänderungen zu sehr großen Faldstärken kommen kann. Ich habe das einmal versucht zu demonstrieren. Dazu wurde einfach ein kleines Stück Alufolie an die Flügelenden geklebt.


i_rot2_2012-02-18.jpg



An den Stellen steigt die Feldstärke sehr stark an, was dann auch eine entsprechend höhere Ionisationsrate nach sich zieht.
Man erhält damit eine High-Speed Variante, die mit 30 U/min rotiert.

Da sind natürlich auch noch andere Spielarten denkbar. Der Phantasie ist hier keine Grenze gesetzt.

Gruß Willi
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Letzte Änderung: 4 Jahre 6 Monate her von Asterix.
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Aw: Der elektrostatische Rotor 4 Jahre 6 Monate her #106

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Asterix schrieb:
Ich habe jetzt die Ionisationsbremse nochmal aufgebaut.

;)

Seufz, danke Dir für das Experiment. Beizeiten muss ich mir auch mal eine kleine Grundaussattung besorgen (Influenzmaschine, Turbopumpe und was man sonst so brauchen kann..)

Schade, dass man das so einfach widerlegen kann. Das Problem scheint dann wirklich in der Strommessung zu liegen. Als ich deinen Link zur HCRS-Seite gesehen hab (das ist übrigends wirklich eine prima Seite, ich hatte nur nicht mitbekommen, dass die sich auch schon damit befasst haben), habe ich mir auch schon gedacht, dass das ein wenig schräg ist, wo der Strom gemessen wird, jedenfalls hat es dann nichts mehr mit der hineingesteckten Gesamtleistung zu tun.

Ich bin aber trotzdem noch nicht davon überzeugt, dass es unmöglich ist, den Casimir-Effekt zur Energieerzeugung zu nutzen, nur geht das sicher nicht auf dem von Herrn Turtur vorgezeichneten Weg.

Gruß Rudi
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