Elektrostatische Effekte waren die frühesten beobachteten und erforschten elektrischen Erscheinungen.
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Möglicherweise ließen sich manche Erfinder von diesem Experiment inspirieren. Wird das elektrische Rad einem statischem elektrischen Feld hoher Spannung ausgesetzt, dann beginnt es sich zu drehen. Obwohl der Effekt durch ein statisches Feld hervorgerufen wird, bedeutet das nicht, daß er kostenlos arbeitet. |
Elektrische Maschinen, die auf der Erzeugung und Anwendung elektrostatischer
Energie beruhen, waren die frühesten, die von Wissenschaftlern studiert
wurden. Otto von Guericke, der durch seine spektakulären Vakuum-Experimente
berühmt wurde, erfand einen ersten elektrostatischen Generator, der
aus einer rotierenden Schwefelkugel bestand, die mit der Hand gerieben wurde.
Spätere Erfinder und Wissenschaftler wie Hauksbee, Winkler, Kleist,
Cunaeus und Wimshurst verbesserten die elektrostatischen Generatoren so,
daß sie erfolgreich nicht nur wissenschaftlich, sondern auch technisch
eingesetzt werden konnten. Dennoch wurden diese Maschinen ab Anfang des
zwanzigsten Jahrhunderts immer mehr zurückgedrängt, da die
elektrodynamischen Maschinen immer leistungsfähiger und preiswerter
wurden. Nur in Spezialanwendungen, wie in der Höchstspannungstechnik
für Teilchenbeschleuniger, sind die elektrostatisch arbeitenden
van-de-Graaff Generatoren noch in Gebrauch.
Dennoch werden selbst heute noch Anstrengungen unternommen, um auf der Basis
der Wimhurst-Maschine und der Kombination mit zusätzlichen Schaltelementen,
Maschinen zu erbauen, die einen Wirkungsgrad über
100% haben sollen.
Mehr über die Entwicklung der elektrostatischen Maschinen findet sich
im geschichtlichen Teil.
Elektrodynamische Generatoren beruhen auf der kombinierten Anwendung elektrischer und magnetischer Effekte.
Klassische elektrostatische Konzepte basierten auf der Verwendung lang haltbarer galvanischer Batterien. Am bemerkenswertesten sind die Schein-Perpetua Mobilia, die sich sogenannter Zamboni-Elemente bedienen. Es handelt sich dabei um Batterien, die aus vielen Schichten metallisierten Papiers aufgebaut sind. Um 1820 brachte ein Professor Ramis aus München die erste dieser Apparaturen auf; weitere folgten. Einige physikalisch-technische Kabinette besitzen noch funktionsfähige Geräte dieser Art. Der Energieumsatz solcher "ewigen Pendel" ist außerordentlich gering. Wenngleich eine Laufzeit von ca. 150 Jahren bemerkenswert ist, darf das nicht darüber hinwegtäuschen, daß solche elektrostatisch betriebenen Pendel eine begrenzte Lebensdauer haben.
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Ein nahezu perpetuierliches Pendel.
Ein bestimmte Maschine wird immer wieder aufgebracht, wenn es um elektrostatische Perpetua Mobilia - Verzeihung - "Freie-Energie-Maschinen" geht: Die Thestatika-Maschine. Ihr Grundelement ist ein Generator, der das Prinzip der Wimshurst-Maschine nutzt. Was an dieser Apparatur auf den ersten Blick überrascht, ist der Betrieb einer Niederspannungslampe an einem typischen Hochspannungsgerät.
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Eine Thestatika, mit der die Erzeugung von elektrischer Energie
demonstriert wird.
Hoch- und Niederspannung vertragen sich für gewöhnlich nicht besonders
gut. Falls es sich bei dem fraglichen Beleuchtungskörper um eine
gasgefüllte Lampe handelte, kann eine Gasentladung durchaus die große
Lichtausbeute bei kleiner Speiseleistung erklären. Die wohlbekannten
Energiesparlampen bieten bei einem Bruchteil der elektrischen Energieaufnahme
dieselbe Lichtausbeute wie konventionelle Glühfadenlampen. Aus der
vergleichbaren Lichtleistung auf dieselbe Speiseleistung zu schließen,
ist bei unterschiedlichen Wirkprinzipien nicht stichhaltig.
Merke: Der Aufdruck auf einer Lampe bedeutet nicht automatisch diese
Leistungswerte, wenn sie sachfremd verwendet wird.
Rekonstruierte Schaltpläne der Thestatika wurden von yyy im Internet
veröffentlicht. Ein paar Aufsätze angeblicher Augenzeugen setzen
sich dafür ein, daß diese Maschine tatsächlich einen Wirkungsgrad
von mehr als 100% hat. Die Nachprüfung gestaltet sich als schwierig,
denn die Erfindung entstammt einer religösen Gruppe, die zwar behauptet,
durch die Thestatika der Welt die freie Energie schenken zu können,
aber aufgrund der Schlechtigkeit und Profitgier der Menschen dies nicht
tut.
Eine Begründung, wie sie für erfolglose Perpetuum-Mobile-Erfinder
nicht typischer sein könnte.
Der klassische Entwurf eines elektrodynamischen Perpetum Mobiles basiert auf einer Kombination aus Motor und Generator, sowie einer Rückkopplung. Bedarfsweise findet sich noch schaltungstechnisches Beiwerk, wie z.B. Akkumulatoren.
Diese Apparatur begegnte uns bereits im historischen Teil /Konzepte
II
Obwohl hier vergleichsweise moderne Technik verwendet wird, handelt es sich um eine Rezirkulationsmühle, die seit langen Jahren bekannt ist. Man sieht direkte Analogien bzgl. des Funktionsprinzipes, allerdings auch, was die Energieverluste betrifft. So bleibt den diese Klasse elektromagnetischer Maschinen ebenso wirkungslos, wie die auf aqua morta basierenden Mühlen.
Anordnungen wie diese mögen von den früher gebräuchlichen elektromechanischen Stromumrichtern inspiriert sein. In der Zeit vor den modernen Leistungshalbleitern waren sog. Leonardsätze im Gebrauch, die dazu dienten, eine Stomart in eine andere zu wandeln. Ein Leonardsatz besteht aus einem Elektromotor und einem Generator auf einer gemeinsamen Welle. Dmit konnte z.B. Wechselstrom in Gleichstrom oder Drehstrom in Gleichstrom umgewandelt werden - mit mechanischen und elektrischen Verlusten.
Trotz der erwiesenen Untauglichkeit des Konzeptes werden noch heute immer wieder Eingaben gemacht, um dieses Prinzip zu patentieren. Auch die Hintereinanderschaltung mehrerer Motor-Generator-Kombinationen ist beliebt. Aus der Originalanmeldung Nr.10063075 "Mit einem Kraftwerk kann man in jedem Fall ein etwas größeres Kraftwerk bei konstanter Anfangsantriebsenergie in Betrieb setzen und halten..." (Rank 2001, S.2). Sehr schön die Zeichnung, die bildhaft demonstriert, wie mit wachsenden Leistungen auch die Motoren und Generatoren an Größe zunehmen:
Ein elektrodynamischer Energievervielfacher
nachgezeichnet nach der deutschen Patenteingabe
und Offenlegungsschrift Nr. 10063075
A=Anfangsantriebsenergie, E=Elektromotor, G=Generator
Mechanisch bewegte Maschinenteile stellen immer ein Quelle von Reibungsverlusten dar, zumal die Umwandlung elektrischer in mechanische Energie und umgekehrt nicht verlustfrei erfolgt. Konsequenterweise lassen manche Erfinder den mechanischen Anteil weg und setzen auf rein elektromagnetische Verfahren. In der Regel handelt es sich dabei um Apparaturen, die auf transformator-ähnlichen Prinzipien basieren. Furore machte in den 1980er Jahren der Brown-Ecklin-Generator, dem heute noch geradezu sagenhafte Eigenschaften angedichtet werden. Ein Blick in das US-Patent Nr. xxx lohnt sich.
yyy
Es überrascht wenig, daß Anstrengungen unternommen wurden,
elektrostatische und elektrodynamische Effekte in einer Maschine zu kombinieren,
um dadurch ein Perpetuum Mobile zu erfinden. Die nachstehende Apparatur ist
ein klassisches Beispiel für die Verwechslung von Spannung und
Leitung.
Der Erfinder wollte eine isolierende Scheibe rotieren lassen und durch Reibung
statische Elektrizität erzeugen. Mit der erzeugten Spannung hoffte er
einen Elektromagneten zu speisen, der seinerseits einen Eisenanker mittels
Unterbrechersteuerung intermittierend anziehen sollte. Der Eisenanker ist
über eine Sperrklinke mit der Isolatorscheibe verbunden. und hält
damit die Scheibe in Bewegung - so der Wunschtraum des Erfinders.
Elektrostatisch-dynamisches Perpetuum Mobile
eines unbekannten amerikanischen Erfinders
Unschwer erkennt man, daß diese Maschine selbst mit vorgeladener Isolatorscheibe nicht lauffähig sein wird. Elektromagnete arbeiten bei niedrigen Spannungen und vergleichsweise hohen Strömen, während elektrostatische Aufladungen typischerweise über hohe Spannungen verfügen, aber nur einen sehr geringen Dauerstrom zur Verfügung stellen können. Die Ursachen hierfür sind die gute Isolatoreigenschaft der Scheibe sowie die begrenzte Ladungsmenge, die auf ihr Platz hat und unentwegt durch Reibung erneuert werden muß. Kurz: Die geringe Ladung wird auf einen Schlag durch den Magneten abfließen, dafür sorgen, daß der Anker angezogen wird und die Scheibe etwas weiterdreht. Erst wenn die Spannung genügend abgesunken ist, wird der Magnet den Unterbrecher wieder loslassen. Die Scheibe kommt nach kurzem Weg zum Stillstand. Entscheidend für die auf Dauer von einer solchen Maschine geleisteten Arbeit ist unseligerweise das Integral der Leistung über die Zeit, und nicht etwa eine kurzzeitige Leistungsspitze.
| Stand: 23.02.2003 / |
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