Меню

Почва проводит ток или нет



О чем рассказывает удельная электропроводность почвы

Роберт «Бобби» Гриссо, преподаватель и инженер-агротехник

Марк Элли, профессор агрономии и специалист по плодородию

Дэвид Холсхаусер, адъюнкт-профессор и консультант по выращиванию сои

Уэйд Томасон, адъюнкт-профессор и консультант по зерновым культурам Вирджинский технический университет

Удельная электропроводность почвы (или просто электропроводность) — показатель, коррелирующий со свойствами почвы, оказывающими влияние на продуктивность выращиваемых культур. Речь идет о структуре почвы, емкости катионного обмена почвы (CEC), дренажной системе, уровне органических веществ, осолоненности и других характеристиках подпочвы.

В этой публикации мы обсудим следующие темы:

1) каким образом при работе непосредственно на поле электропроводность почвы может быть связана со специфическими свойствами почвы, влияющими на урожайность культур, — глубиной верхнего (пахотного)слоя почвы, кислотностью, концентрацией солей и водоудерживающей способностью;

2) как карты электропроводности почвы, визуально корреспондирующие картам урожайности, могут помочь в объяснении колебаний урожайности.

Экономия времени

Фермеры, практикующие точное земледелие, сегодня могут получить более подробную информацию о пространственных характеристиках своих сельскохозяйственных операций, чем это было возможно прежде. Теперь в дополнение к картам урожайности, картам границ участка и различным картам полей разрабатываются новые электронные, механические и химические сенсоры, позволяющие замерять множество свойств почвы и растений, необходимых для уточнения параметров и составления карт. Электропроводность почвы — одна из простых в использовании и самых дешевых в измерении характеристик поля, имеющихся в распоряжении фермера. Замеры почвенной электропроводности могут за короткий промежуток времени дать больше данных, чем традиционный отбор почвенных образцов. Электропроводность почвы меняется в зависимости от количества влаги в частицах почвы. У песков низкая электропроводность, илистые почвы обладают средней электропроводностью, глинистые почвы — высокой. Следовательно, электропроводность устойчиво коррелирует с размерами и структурой составляющих почву частиц.

Значения электропроводности не только указывают на различия в структуре почвы,но и тесно связаны с другими свойствами почвы, используемыми для определения продуктивности почвы. Водоудерживающая способность/дренаж. Засушливые участки обычно отличаются заметными различиями в структуре почвы от участков, в которых воды в избытке. И это можно определить с помощью электропроводности. Почвы со средним уровнем электропроводности, имеющие среднюю структуру и среднюю водоудерживающую способность, часто оказываются наиболее плодородными. Поскольку водоудерживающая способность уже сама по себе оказывает сильнейшее влияние на урожай зерновых, то данные о ней — самая ценная информация, которую дают показатели электропроводности.

Измерение электропроводности в почве.

Электропроводность (soil conductivity) — это свойство материала передавать (проводить) электрический ток, измеряемое в сименсах на метр(См/м) или в миллисименсах на метр (мСм/м). Электропроводность почвы может выражаться также в децисименсах (дСм/м).

Что означает миллисименс на метр (мСм/м)

Это стандартная единица измерения величины электропроводности почвы. В сименсах измеряют электропроводность материалов. Преимущество стандартной единицы измерения в том, что она дает точные количественные данные. Визуальная оценка почвы позволяет легко выявить цветовые различия, но не дает количественного значения и объяснения сути цветовых различий. Карты электропроводности почвы показывают значение в мСм/м, что позволяет узнавать и одинаковым образом обрабатывать участки со сходными показателями электропроводности.

Электропроводность почвы
Электропроводность почвы

Емкость катионного обмена почвы (CEC) зависит от процента глины и органических веществ. С увеличением их содержания растет и емкость катионного обмена. Исследования подтверждают корреляцию между электропроводностью и показателем CEC. Глубина глинистого слоя или каменистой породы. Реакция электропроводности на присутствие глины используется для точного определения глубины пахотного слоя, лежащего над глинистым слоем или каменистой породой. Пористость. Чем выше общая пористость почвы, тем лучше она проводит электричество. При одинаковости всех остальных параметров почва с высоким содержанием глины отличается более высокой пористостью, нежели песчаные почвы.

Осолоненность. Избыток растворенных солей в почве легко определяется с помощью показателя электропроводности.

Температура. Снижение температуры до точки замерзания воды приводит к некоторому снижению электропроводности. Если температура опускается ниже точки замерзания, общая электропроводность почвы резко снижается.

Как измерить электропроводность

Для измерения электропроводности в полевых условиях используются коммерческие кондуктометры с двумя типами сенсоров — контактными и бесконтактными. Использование обоих типов сенсоров дает примерно одинаковые результаты.

1. Контактный сенсор

Рис.1. Принцип работы кондуктомера с сенсором контактного типа

В этом типе сенсора в качестве электродов используются щупы, которые опускаются в почву и замеряют ее электропроводность. Всего на панели устанавливают несколько пар таких щупов; на одну пару (передающие электроды) подается напряжение, остальные (принимающие электроды) служат для измерения падения напряжения между ними (рис. 1). Электропроводность почвы фиксируется регистратором данных одновременно с информацией о месте замера. Эту информацию предоставляет регистратору система глобального позиционирования (GPS). Контактные сенсоры в точном земледелии популярнее бесконтактных, потому что позволяют быстро картировать большие участки и не так подвержены воздействию внешнего электрического поля. Недостаток контактных сенсоров в том, что они массивнее бесконтактных и потому не годятся для небольших экспериментальных участков и маленьких делянок. В настоящее время компания Veris Technology выпускает кондуктометр для измерения почвенной электропроводности контактного типа, в том числе несколько коммерческих моделей, предназначенных для свободной продажи. Одна из таких моделей дает показания электропроводности с двух глубин (30,48 см и 91,44 см -1 фут и 3 фута). Другая модель, поменьше, может быть использована как прицеп к небольшому вездеходу, но она показывает электропроводность только на одной глубине. Обе модели могут прицепляться к грузовику (рис. 2) и работать при скорости до 10 миль/час (около 16 км/час. — Ред.). Расстояние между точками замера составляет от 6,1 м до 18,3 м в зависимости от желаемой плотности дискретизации или от количества разных видов почв на одном поле.

Рис.2. Грузовик с прицепленным кондуктомером

2. Бесконтактный сенсор

Рис.3. Принцип действия кондуктомера с сенсором бесконтактного типа

Бесконтактные сенсоры электропроводности работают по принципу электромагнитной индукции. При этом не требуется непосредственный контакт с почвой. Инструмент состоит из передатчика (трансмиттера) и принимающей (приемной) катушки (рис. 3), устанавливаемых на противоположных концах устройства. Под воздействием электрического поля трансмиттера в приемной катушке индуцируется электрический ток который можно измерить. Сила этого тока будет пропорциональна электропроводности почвы. Чтобы избежать помех, трансмиттер и приемная катушка должны устанавливаться на неметаллическую основу (рис. 4). Эти сенсоры легкие: их под силу нести одному человеку, что особенно полезно при замерах на небольших делянках. ЕМ-38 (производство Geonics Limited) и GEM-2 (производство Geophex) -две популярные модели бесконтактных сенсоров. GEM-2 — цифровой многочастотный сенсор,способный замерять электропроводность на разных глубинах. ЕМ-38 работает только с фиксированной (постоянной) частотой и дает эффективные замеры электропроводности на глубине чуть больше 1,5 м в горизонтальном и 0,76 м в вертикальном режиме.

Рис.4. Электромагнитное устройство,установленное на самодельный трактор

Электропроводность и урожайность

После того как фермер, использующий точное земледелие, создаст карты урожайности и сделает предварительную оценку ожидаемого урожая, он приступает к определению поддающихся коррекции факторов, влияющих на урожайность. Разница в свойствах почвы -одна из самых очевидных причин, влияющих на урожай. Электропроводность почвы позволяет оценивать изменения в некоторых физических свойствах почвы непосредственно на поле. Карты урожайности коррелируют с картами почвенной электропроводности, как показано на рис. 5. Часто их сходство объясняется различиями в почве. Водоудерживающая способность почвы — главный фактор, влияющий на урожай, и карту урожайности можно соотнести с картой электропроводности. Чаще всего карты электропроводности почвы дают ценную информацию о сходствах и различиях почв на разных участках поля, что делает возможным деление поля на несколько более мелких делянок с разными видами обработки.

Рис.5. Сравнение карт урожайности с картой электропроводности

Влияние почвенной влаги

Действительно ли карта поля, отражающая изменения в состоянии почвенных вод, показывает новые зоны, появившиеся вследствие изменения увлажненности? Чтобы карты электропроводимости почвы имели реальную ценность, обозначенные модели и участки должны быть устойчивыми и повторяющимися. Показатели электропроводности почвы должны быть нормализованы (стандартизированы) как для полей с разной историей выращивания зерновых, так и для случаев, когда данные о почвенной электропроводности снимались в разное время. Например, рассмотрим поле в Вирджинии. Оно было наполовину засеяно кукурузой, наполовину соей. Урожай кукурузы был снят за несколько недель до уборки урожая сои. У этих полей разные показатели электропроводности, но разница в показателях является следствием разного содержания воды в почве, а не следствием разных свойств почвы. В той части поля, где выращивалась кукуруза, в почве было много влаги благодаря прошедшим после уборки урожая дождям. В то же время соя поглотила большую часть почвенной влаги, и до почвы она не дошла. В результате на поле появились значительные различия во влажности почвы между той частью, где ничего не росло (после уборки кукурузы), и той частью, где росла соя, потреблявшая воду. Картирование поля сразу же после уборки сои дало карту с тремя отчетливо различающимися зонами. Но эти различия возникли в основном из-за содержания в почве воды, которое было разным из-за выращивания разных культур. Стандартизация электропроводности почвы обеих половин поля позволила устранить временное влияние содержания влаги.

Читайте также:  Не могу найти ток утечки

После проведения стандартных измерений электропроводности полученные значения на обеих половинах поля оказались очень похожими и дали только две отчетливо различающиеся зоны на этом поле. Поля, картированные несколько раз в течение года при разном содержании влаги, показали изменение значения электропроводности, но не изменение характера зонирования. За исключением почти чистого песка электропроводность почвы колебалась от 5 до 10%. Таким образом, изменения в типе почвы можно обнаружить независимо от того, сколько влаги в данный момент в ней содержится. С другой стороны, это означает, что не следует использовать электропроводность для определения содержания влаги в почве. Для этой цели больше подходит исследование водоудерживающих способностей почвы.

Электропроводность и посев/внесение удобрений

Связь между электропроводностью и вносимым в почву материалом (семена, удобрения и т.д.) нелинейна. Максимальный экономический эффект достигается при использовании данных почвенной электропроводности в сочетании с другой информацией. Это может быть история урожайности, данные проб почвы и местные агрономические данные. Так, в одних регионах более высокая электропроводность указывает на более высокое содержание глины и емкость катионного обмена почвы (CEC), что позволяет рассчитывать на высокую урожайность и планировать дополнительное внесение семян. В других регионах более высокая электропроводность указывает на избыток глины, что может ограничить урожайность, а значит, есть смысл уменьшить и нормы внесения семян. В обоих случаях карта почвенной электропроводности позволяет выделить разные участки и продумать индивидуальные методы их обработки. Если у вас есть карты почвенной электропроводности, вам пригодятся следующие модели:

  1. Переменные нормы внесения семян и азота на основе ожидаемой урожайности по каждому отдельному участку, рассчитанные исходя из уровней СЕС.
  2. Переменные нормы внесения семян на основе данных о глубине верхнего (пахотного) слоя почвы.
  3. Переменные нормы внесения в почву гербицидов на основе данных об органических веществах, структуре почвы и СЕС.
  4. Переменные нормы внесения извести на основе данных проб грунта в соответствии с уровнями СЕС.
  5. Ограничение применения гипса (сульфата кальция) на богатых натрием почвах.

Рекомендации по сбору данных

  • Собирайте данные при ширине прохода не больше 18,3 м. Опыт показывает, что проходы от 12,2 до 18,3 м обеспечивают данные, адекватно представляющие пространственную модель поля. Такой проход может составлять половину полной длины штанги разбрызгивателя или быть кратным ширине сеялки или комбайна, следовательно, представляет собой тот минимальный участок, с которым справится большинство земледельцев.
  • При использовании электромагнитного (бесконтактного) сенсора избегайте воздействия металла — расстояние между сенсором и любым металлическим объектом должно составлять не менее 1,3-1,5 м. Этого можно достичь, если аккуратно расположить сенсор под транспортным средством с большим клиренсом или на самодельной тележке, собранной из неметаллических частей (см. рис. 4).
  • Делайте пробы электропроводности, когда почва не слишком влажная и не слишком сухая. Для контактных сенсоров необходим хороший контакт почвы со щупом.
  • Лучшие условия для картирования урожая получаются на ровных нераспаханных полях или перед посевом в подготовленную почву. При севообороте кукуруза- соя условия, сложившиеся после уборки сои, являются предпочтительными для замеров, поскольку остатки сои минимальны. В остальных случаях для измерения электропроводности предпочтительна твердая, но не уплотненная почва и ровная поверхность.
  • Замеряйте электропроводность почвы, пока та не замерзла.
  • Чтобы повысить ценность вашей карты электропроводности, необходимо, чтобы были сделаны глубокие пробы почвы и проведены сравнительные замеры в нескольких точках каждого поля. Физические характеристики почвы и замеры влажности помогут интерпретировать факторы, вызывающие различия в показаниях электропроводности. Пробы нужно брать одновременно с измерением электропроводности.

Показатели электропроводности, вводящие в заблуждение

Иногда показатели почвенной электропроводности бывают неверными. Например, неправильная карта может получиться, если замеры проводятся сразу же после внесения больших норм навоза или других твердых веществ биологического разложения. Поскольку из-за такой обработки в почве может образоваться избыток солей, полученные значения могут представлять электропроводность почвы неверно. Слишком сухая почва тоже может дать ошибочные показатели. Не замеряйте электропроводность, когда почва суха на глубине 30-40 см, поскольку при этом электропроводность значительно снижается и результаты становятся ненадежными. Знание подобных ситуаций поможет вам получить более объективные показатели и более надежные карты почвенной электропроводности.

Резюме

Для успешного воплощения идей точного земледелия необходимы более точные карты, показывающие свойства почвы. Ненадлежащая площадь выборки и высокая стоимость обычных проб и анализа почвы могут препятствовать правильной классификации почв. Использование данных о почвенной электропроводности дает хозяйствам хорошую альтернативу: оно способно улучшить разрешение (заменив пробы с большей плотностью) и снизить расходы на составление почвенных карт. Карты почвенной электропроводности можно использовать для разграничения зон, требующих разной обработки ввиду очевидных различий в свойствах почвы. Каждую такую зону можно обследовать и обрабатывать отдельно.

Источник

Как получить электричество из земли

Из года в год стоимость электроэнергии в наших домах и квартирах растет, что заставляет большинство людей задуматься об ее экономии. Но есть и такие, что пытаются всеми возможными способами добыть хоть немного бесплатной энергии, например, электричество из земли. Поскольку число этих людей неуклонно растет, есть смысл рассмотреть вопрос подробнее, что и будет сделано в данной статье.

Мифы и реальность

На просторах интернета есть большое количество видеороликов, где люди зажигают от земли лампы мощностью 150 Вт, запускают электродвигатели и так далее. Еще больше есть различных текстовых материалов, подробно рассказывающих о земляных батареях. К подобной информации не рекомендуется относиться слишком серьезно, ведь написать можно что угодно, а перед съемкой видеоролика провести соответствующую подготовку.

Просмотрев или прочитав эти материалы, вы действительно можете поверить в разные небылицы. Например, что электрическое или магнитное поле Земли содержит океан дармовой электроэнергии, получение которой довольно легко. Правда заключается в том, что запас энергии действительно огромен, но вот извлечь ее вовсе не просто. Иначе никто бы уже не пользовался двигателями внутреннего сгорания, не обогревался природным газом и так далее.

энергия Земли

Для справки. Магнитное поле у нашей планеты действительно существует и защищает все живое от губительного воздействия разных частиц, идущих от Солнца. Силовые линии этого поля проходят параллельно поверхности с запада на восток.

Если в соответствии с теорией провести некий виртуальный эксперимент, то можно убедиться, насколько непросто заполучить электричество из магнитного поля земли. Возьмем 2 металлических электрода, для чистоты эксперимента – в виде квадратных листов со сторонами 1 м. Один лист установим на поверхности земли перпендикулярно силовым линиям, а второй – поднимем на высоту 500 м и сориентируем его в пространстве таким же образом.

Теоретически между электродами возникнет разность потенциалов порядка 80 вольт. Тот же эффект будет наблюдаться, если второй лист расположить под землей, на дне самой глубокой шахты. А теперь представьте такую электростанцию – в километр высотой, с огромной площадью поверхности электродов. Кроме того, станция должна противостоять ударам молний, что обязательно будут бить именно по ней. Возможно, это реальность далекого будущего.

Тем не менее получить электричество от земли – вполне возможно, хотя и в мизерных количествах. Его может хватить на то, чтобы зажечь светодиодный фонарик, включить калькулятор или немного зарядить сотовый телефон. Рассмотрим способы, позволяющие это сделать.

Читайте также:  Микросхема для регулировки тока

Электричество от двух стержней

Данный способ основан совсем на другой теории и никакого отношения к магнитному или электрическому полю Земли не имеет. А теория эта – о взаимодействии гальванических пар в солевом растворе. Если взять два стержня из разных металлов, погрузить их в такой раствор (электролит), то на концах появится разница потенциалов. Ее величина зависит от многих факторов: состава, насыщенности и температуры электролита, размеров электродов, глубины погружения и так далее.

гальваническая пара

Такое получение электричества возможно и через землю. Берем 2 стержня из разных металлов, образующих так называемую гальваническую пару: алюминиевый и медный. Погружаем их в землю на глубину ориентировочно полметра, расстояние между электродами соблюдаем небольшое, хватит 20—30 см. Участок земли между ними обильно поливаем солевым раствором и спустя 5—10 мин производим измерение электронным вольтметром. Показания прибора могут быть разными, но в лучшем случае вы получите 3 В.

Примечание. Показания вольтметра зависят от влажности почвы, ее природного солесодержания, размеров стержней и глубины их погружения.

электронный вольтметр

В действительности все просто, получившееся бесплатное электричество – это результат взаимодействия гальванической пары, при котором влажная земля служила электролитом, принцип похож на работу солевой батарейки. Реальный эксперимент о разнице потенциалов на электродах, забитых в землю, можно посмотреть на видео:

Электричество от земли и нулевого провода

Данное явление тоже возникает не от магнитного поля Земли, а вследствие того, что часть тока «стекает» через заземление в часы наибольшего потребления электроэнергии. Большинству пользователей известно, что напряжение для дома подается через 2 проводника: фазный и нулевой. Если имеется третий проводник, присоединенный к хорошему заземляющему контуру, то между ним и нулевым контактом может «гулять» напряжение до 15 В. Этот факт можно зафиксировать, включив меж контактами нагрузку в виде лампочки на 12 В. И что характерно, проходящий из земли на «ноль» ток абсолютно не фиксируется приборами учета.

Воспользоваться таким бесплатным напряжением в квартире затруднительно, поскольку надежного заземления там не найти, трубопроводы таковым считаться не могут. А вот в частном доме, где априори должен быть заземляющий контур, электричество получить можно. Для подключения применяется простая схема: нулевой провод – нагрузка – земля. Некоторые умельцы даже приспособились сглаживать колебания тока трансформатором и присоединять подходящую нагрузку.

заземляющий контур

Внимание! Не идите на поводу у «добрых» советчиков, предлагающих вместо нулевого проводника использовать фазный! Дело в том, что при подобном подключении фаза и земля дадут вам 220 В, но прикасаться к заземляющей шине смертельно опасно. Особенно это касается «умельцев», проделывающих подобные вещи в квартирах, присоединяя нагрузку к фазе и батарее. Они создают опасность поражения током для всех соседей.

Заключение

Извлекать электроэнергию из магнитного поля планеты своими руками – нереально. Описанные выше способы – другое дело, но их практическая ценность невелика. Разве что заряжать телефон во время похода, но тогда придется тащить с собой металлические трубы. Касаемо второго способа надо отметить, что напряжение между землей и нулем появляется далеко не всегда, а если и есть, то очень нестабильно. Прочие методы требуют большого количества меди и алюминия при неизвестном результате, о чем честно предупреждает автор установки, изображенной на рисунке:

Источник

Электрические свойства почвы

↑ Электрические свойства почвы

Почва состоит из множества минеральных зерен. На части этих зерен образуются минеральная и органо-минеральная матрицы, в свою очередь состоящие из кластеров (активных центров). На матрицах находятся разные катионы, которые нейтрализуют отрицательный заряд почвенной матрицы. Таким образом, почва – носитель электрического заряда. Каждая коллоидная частица в почве обладает к тому же двойным электрическим слоем, и при наложении поля на почву возникает электрокинетический потенциал. Движение воды в почве приводит к переносу ионов в порах субстрата, что создает движение ионов (зарядов), т.е. к возникновению электрического тока определенной силы. Его улавливают электроды, помещенные в почву. Таким образом, можно сказать, что почва имеет естественное, или стационарное, электрическое поле, которое можно измерить. На потенциал точки влияют содержание поглощенных катионов, влажность почвы, ее гранулометрический состав в данной точке. Высокая влажность способствует выравниванию электрического поля в почве между горизонтами. Легкий гранулометрический состав, напротив, увеличивает разность потенциалов в разных точках почвы.

Основной параметр, характеризующий естественное (и искусственное) электрическое поле – объемная плотность зарядов – количество ионов и других заряженных частиц в объеме почвы. На практике измеряют в мв напряжение естественного поля (разность потенциалов между двумя точками) и сопротивление почвы при наложении искусственного электрического поля на почву. Обычно определяют рк (кажущееся сопротивление, которое суммирует все сопротивление неоднородного участка почвы).

Применение электрического сопротивления в качестве обобщенного показателя может основываться только на выявленных тесных связях его со свойствами почвы. Таким образом, в зависимости от конкретных условий и поставленной задачи по потенциалу и удельному электрическому сопротивлению можно оценивать достаточно большой спектр почвенных свойств.

Распределение плотностей подвижных электрических зарядов в почвах осуществляют почвообразовательные процессы. Каждый элементарный почвообразовательный процесс, как уже было сказано, «работает» на обогащение или обеднение электрическими зарядами определенного генетического образования: морфона, горизонта, части почвенного профиля или всей ее толщи.

Электрическое сопротивление — комплексная характеристика почвенных свойств. Поэтому его использование возможно для оценки и определения этих свойств в зависимости от условий и задач исследования. Зональная смена процессов выщелачивания, имеющих преобладающее значение в большинстве почв гумидной зоны, на более ярко выраженный процесс гумусонакопления в серых лесных и особенно в черноземных почвах в значительной мере влияет на параметры СЭП в сторону их существенного снижения по сравнению с автоморфными дерново-подзолистыми почвами. Любой турист знает, что оформление визы в любую страну, а тем более в Великобританию, является процесс долгий и отнимающий немало сил. Поэтому многие давно уже пользуются услугами таких компаний как Anglo Travel Agency и экономят своё время и деньги на оформление визы как в Шотландию так и в Великобританию. Более детальную информацию можно получить на сайте https://www.ozr-uk.ru/ компании Anglo Travel Agency.

При формировании почвенно-электрических профилей солонцов и солодей первостепенное значение, наряду с поглощенными Са и Mg, приобретает Na, а в засоленных почвах и солончаках — концентрации ионов почвенного раствора. Естественные потенциалы, являясь природным явлением, не только отражают энерго и массоперенос, но и самостоятельно влияют на передвижение электрически заряженных частиц, выравнивая их электрохимические потенциалы за счет генерации электрического поля, препятствующего самопроизвольной миграции их под действием различий в химических потенциалах.

↑ Магнитные свойства почвы

Почвы содержат самые разные минералы. Среди них обычно преобладают силикаты, оксиды и гидроксиды. Все минералы можно разделить на ферромагнетики, диамагнетики, парамагнетики и ферримагнетики. Они отличаются по своим магнитным свойствам и, в первую очередь, по магнитной восприимчивости. Магнитная восприимчивость в единице объема тела равна отношению намагниченности (I) к напряженности (Н) намагничивающего поля.

Диамагнетики обладают отрицательной магнитной восприимчивостью очень небольшой по ее абсолютному значению (п-10″5ед. СИ). При помещении в магнитное поле они индуцируют поле, противоположное внешнему. Их магнитная восприимчивость слабо зависит от температуры и напряженности поля.

Парамагнетики обладают положительной магнитной восприимчивостью, абсолютная величина которой достигает n-102 ед. СИ. В них создается магнитное поле, совпадающее с внешним. Напряженность этого поля зависит от температуры и возрастает при увеличении напряженности внешнего магнитного поля.

Ферромагнетики обладают высокой магнитной восприимчивостью в диапазоне температуры ниже точки Кюри. Выше этой точки ферромагнетики переходят в парамагнетики. Магнитная восприимчивость ферромагнетиков положительная и достигает значений п-105-106 ед. СИ.

В почвах кварц, полевые шпаты — обычно диамагнетики. При изоморфном внедрении в них железа они становятся парамагнетиками. Слюды, амфиболы являются парамагнетиками. Восприимчивость почв будет зависеть от их минерального состава, а так как в большинстве почв преобладают кварц, полевые шпаты, амфиболы, слюды, каолинит, монтмориллонит, то и магнитная восприимчивость обычных почв очень мала. Она измеряется п-10″3 и еще меньшими значениями.

Читайте также:  Электродвигатели переменного тока для стиральной машины

Источник

Электричество из земли своими руками

Необходимость постоянного сжигания топлива для получения электроэнергии приводит к поискам способов удешевления этого процесса, а порой и создания теорий о возможности выработки халявного электричества. Подобные идеи не новы, так как их выдвигали еще знаменитые умы прошлого, стоявшие на заре зарождения массового использования электрических приборов.

Поэтому современные генераторы свободной энергии уже никого не удивляют, бесплатную электроэнергию предлагают получать самыми невероятными способами. Сегодня мы рассмотрим такой способ, как электричество из земли, насколько это реально и какие теории существуют в целом.

Мифы и реальность

Современная наука смогла доказать наличие собственного электромагнитного поля вокруг планеты. Оно не только создает естественные колебания в атмосфере Земли, но и призвано защищать все человечество от воздействия солнечного излучения, пыли и других мелких частиц, которые могли бы попасть из космоса. С теоретической точки зрения, если разместить один электрод на поверхности грунта, а второй поднять вверх на 500 м, то между ними получится разность потенциалов около 80 В. Если пропорционально увеличить расстояние до 1000 м, то и уровень напряжения должен увеличиться в два раза.

Однако на практике все получается далеко не так складно:

  • Во-первых, электроды должны иметь достаточно большую площадь, из-за чего они будут обладать парусностью и возникнут сложности с их массой и фиксацией на высоте.
  • Во-вторых, электромагнитное состояние поля земли непостоянно, поэтому оно во многом зависит от различных факторов и его распределение в пространстве также неравномерно.
  • В-третьих, верхний электрод будет главным претендентом на притяжение разрядов атмосферного электричества, что приведет к перенапряжению в генераторе.

Тем не менее, определенные опыты получения бесплатного электричества все же существуют, но их практическая реализация носит скорее экспериментальный, чем предметный характер.

Что можно попробовать сделать?

Но следует быть осторожным, так как некоторые из предложенных вариантов созданы исключительно в качестве коммерческой рекламы и не представляют пользы даже с теоретической точки зрения. Такие способы предназначены для продажи нерабочих устройств доверчивым соискателям бесплатного напряжения.

Однако, есть эксперименты, позволяющие извлечь электричество, пускай и относительно малого вольтажа. Среди существующих способов получения электричества из земли мы рассмотрим несколько действительно рабочих вариантов.

Схема по Белоусову

Название метода произошло от фамилии ученого, предложившего такой способ получения электричества из земли. Для этого используется двойное пассивное заземление без каких-либо активаторов, два конденсатора и катушки индуктивности. Схема Белоусова приведена на рисунке ниже:

Схема получения электричества по Белоусову

Рис. 1. Схема получения электричества по Белоусову

Извлечение электричества из земли, согласно этой схемы, будет происходить по такому принципу:

  • Через цепь двух заземлений постоянно пропускаются высокочастотные разряды, присутствующие в грунте. Но их будет отсеивать индуктивная составляющая первой катушки схемы Тр.1.
  • Конденсаторы в схеме подключаются положительными пластинами друг к другу, важно соблюдать эту последовательность, иначе накопление электричества, как в единой емкости не произойдет.
  • Ко второй катушке подключается лампочка, которая при наличии электричества покажет, что вам удалось добывать ток. Это своеобразная нагрузка, которую вы можете заменить на любой прибор.

Из земли и нулевого провода

Этот способ получения электричества из земли основан на том, что нулевой проводник в системах с глухозаземленной нейтралью у частного потребителя имеет значительное удаление от контура подстанции или КТП. Изначально проверьте, существует ли разность потенциалов между нулевым проводом и контуром заземления. Как правило, вольтметр покажет разность потенциалов в 10 – 20В. Это не большая разность потенциалов, но ее также можно использовать. Тем более что его можно запросто повысить при помощи обычного трансформатора до нужного номинала.

Между нулем и землей

Рис. 2. Между нулем и землей

Чтобы добывать электричество вам понадобится обзавестись собственным контуром заземления, если такового еще нет на вашем участке. Более детальную информацию о процессе изготовления вы можете почерпнуть из соответствующей статьи на сайте — https://www.asutpp.ru/kontur-zazemleniya.html. Заметьте, несмотря на использование системы центрального электроснабжения, приборы учета не будут принимать в учет это напряжение, поэтому его можно считать бесплатным.

Стержни из цинка и меди (гальванический способ)

Стержни из цинка и меди

Рис.3. Стержни из цинка и меди

В таком методе получения электричества из земли используется тот же способ, что и в обычной батарейке. Здесь источником электроэнергии выступает химическая реакция, которая возникает при взаимодействии металлических электродов с природным электролитом. Однако мощность этого природного генератора электричества и разность потенциалов будет зависеть от ряда факторов:

  • Габаритных размеров – длины, поперечного сечения и площади взаимодействия с грунтом. Чем больше площадь, тем большую добычу электричества можно осуществить таким методом.
  • Глубина расположения – чем глубже разместить электроды, тем больше электричества будет собираться по всей высоте металла.
  • Состав грунта – химическая составляющая любого электролита будет определять проводимость электрического тока, способность генерации электрического заряда и т.д. Поэтому наличие тех или иных солей, концентрации определенных элементов и станет основным отличием для естественного электролита на поверхности планеты.

Для практической реализации данного метода получения бесплатной энергии возьмите пару электродов из разных металлов, составляющих гальваническую пару. Наиболее популярным вариантом являются медь и цинк. Погрузите медный провод в грунт, а затем отступите от него на 25 – 30 см и погрузите в грунт цинковый электрод. Для лучшего эффекта землю между ними необходимо залить крепким раствором обычной пищевой соли.

Чтобы оценить результат эксперимента подождите минут 10 – 15, а затем подключите к выводам земляной батареи вольтметр. Как правило, вы получите напряжение от 1 до 3В, в зависимости от глубины залегания электродов и типа почвы показатели могут отличаться. Это конечно не много, но для питания светодиода или другого слаботочного прибора будет вполне достаточно. Со временем солевой раствор впитается и его действие начнет ослабевать, поэтому и ресурс электричества на выходе также снизится.

Если вы проделываете эти манипуляции для постоянного использования гальванического элемента, питающего какую-либо электрическую установку, то будет рациональным попробовать забивать электроды в разных местах на земельном участке. А после выбрать наиболее выгодный вариант. Если напряжения от пары штырей будет слишком малым, то нужно забить несколько и подключить их последовательно. Но помните, постоянное подливание растворенной соли сделает почву непригодной для выращивания сельскохозяйственных и декоративных культур.

Потенциал между крышей и землей

Такой метод получения электричества из земли возможен для домов с металлической крышей. Вам понадобится подключить один электрод к металлической пластине, которая представляет собой единую конструкцию или антенну. А второй подвести к проводу заземления, который соединяется с общим контуром, при его отсутствии можете просто вбить штырь в землю. Крыша здания обязательно должна быть изолирована от земли.

Потенциал между крышей и землей

Рис. 4. Потенциал между крышей и землей

Чем большую площадь занимает металлическая антенна и чем выше она расположена, тем большее напряжение вы получите. Как правило, в частном секторе удается сгенерировать электричество в 1 – 2 В, поэтому метод носит скорее экспериментальный, чем практический характер. Так как ни поднимать вверх, ни расширять площадь крыши ради нескольких вольт электричества будет нецелесообразно.

Выводы

Из рассмотренных выше методов видно, что в земле присутствует как огромные запасы статического электричества, так и большой потенциал других видов энергии, которую можно поставить на службу человеку. Для этого нет нужды сжигать топливо, однако не один из способов не дает возможности запитать мощный прибор.

Поэтому куда выгоднее в качестве альтернативных источников получения электричества использовать те же солнечные батареи или ветрогенераторы. Дальнейшее изучение методов генерации электричества из земли может принести более продуктивные результаты, но сегодня мы можем довольствоваться лишь энергией ради эксперимента.

Источник