Устройство для защиты объектов от изменений внешнего электрического поля

Устройство для защиты объектов от изменений внешнего электрического поля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области медицины и биомеханики, связанной с исследованием влияния изменений внешнего электрического поля и других атмосферных воздействий на живые и неживые объекты, и может быть использовано для защиты этих объектов, в частности метеозависимых людей, от вредных последствий сильных изменений внешних электрических полей вблизи поверхности земли и в ряде других ситуаций.

Наиболее близким к заявленному устройству является клетка Фарадея [1], внутри которой поддерживается нулевая напряженность электрического поля.

Недостатком клетки Фарадея является невозможность задать определенную напряженность электрического поля, соответствующую, например, естественной напряженности электрического поля вблизи поверхности Земли.

Заявленное устройство направлено на устранение этого недостатка путем создания эффективных способов управления напряженностью создаваемого электрического поля.

Указанный результат достигается тем, что используется устройство для защиты от изменений внешнего электрического поля и для создания определенной напряженности электрического поля вблизи живых и неживых объектов, включающее изолированную от земли мелкоячеистую металлическую сетку, отличающееся незамкнутостью формы поверхности сетки, наличием аккумулятора для подачи на сетку напряжения, создающего необходимую разность потенциалов между объектом и сеткой, регулировкой этого напряжения, изоляцией проводов металлической стенки, возможностью гибкого изменения пространственной формы сетки, ее укреплением в каркасе из непроводящего материала и заземлением защищаемого объекта.

Отличительными признаками заявленного устройства являются

- незамкнутость формы поверхности сетки;

- наличие аккумулятора для подачи на сетку напряжения, создающего необходимую разность потенциалов между объектом и сеткой;

- регулировка этого напряжения;

- изоляция проводов металлической сетки;

- возможность гибкого изменения пространственной формы этой сетки;

- укрепление сетки в каркасе из непроводящего материала;

- заземление защищаемого объекта.

Незамкнутость поверхности сетки, в отличие от клетки Фарадея с отсутствием внутри нее электрических полей, позволяет создать вокруг объекта электрическое поле необходимой напряженности.

Подача напряжения на сетку и его регулировка обеспечивают создание необходимой разности потенциалов между объектом и сеткой, тем самым защищаемый объект оказывается в электрическом поле с необходимой, например соответствующей естественной у поверхности Земли, напряженностью, что обеспечивает защиту объекта как от внешних искусственных электрических полей высокой напряженности, так и от изменений электрической составляющей электромагнитного поля Земли, происходящих вследствие различных атмосферных явлений. Величина подаваемого на сетку напряжения зависит от расстояния до поверхности защищаемого объекта.

Изоляция проводов металлической сетки необходима для предотвращения контакта между защищаемым объектом и сеткой.

Возможность гибкого изменения пространственной формы мелкоячеистой сетки необходима для подстройки под конкретные параметры и форму защищаемого объекта.

Укрепление сетки в каркасе из непроводящего материала необходимо для надежной фиксации гибкой сетки вблизи защищаемого объекта.

Заземление защищаемого объекта - одно из условий создания вблизи данного объекта постоянной, необходимой, например близкой к естественной, напряженности электрического поля. При заземлении потенциал защищаемого объекта становится равным потенциалу Земли.

Сущность заявленного изобретения поясняется фиг.1, 2 и нижеследующим описанием. На фиг.1 показана принципиальная схема устройства, которое содержит: мелкоячеистую металлическую сетку 1, аккумулятор 2 с заданным напряжением, регулятор напряжения 3, каркас из непроводящего материала 4, заземление 5. На фиг.2 представлена принципиальная схема опытной установки, которая содержит: капилляр 1, по которому с помощью перепада давления создается ток крови в направлении, обозначенном стрелкой, электродные камеры 2, заполненные раствором электролита, мембранные фильтры 3, обеспечивающие электрический контакт между электродными камерами и капилляром с кровью, платиновые электроды 4, при подаче на которые напряжения в капилляре возникает электрическое поле, создающее направленное движение эритроцитов 5.

Создание вблизи заземленного объекта электрического поля с напряженностью, близкой к естественной, осуществляется подачей на сетку напряжения, величина которого зависит от расстояния сетки до защищаемого объекта и определяется по формуле:

U=E·1,

где Е=1,3 В/см - напряженность электрического поля вблизи поверхности Земли,

l - расстояние от защищаемого объекта до сетки, см.

Заявленное устройство позволяет, в частности, поддерживать постоянную напряженность создаваемого вблизи защищаемого объекта электрического поля. Особенно это важно для метеозависимых людей. Кроме того, защита от изменений внешних электрических полей необходима в ряде технических устройств, при выращивании растений, при работе вблизи проводов с высоким напряжением, в космических аппаратах и при различных экспериментах в космосе, например при выращивании кристаллов и т.д.

Как известно, Земля имеет отрицательный электрический заряд, а естественная напряженность электрического поля вблизи поверхности Земли составляет 1,3 В на сантиметр [1]. Изменения этой напряженности, например, из-за атмосферных явлений во время грозы и т.п. заметно сказываются на течении крови в организме человека и некоторых животных, что наиболее характерно проявляется в мелких капиллярных сосудах. В этих мелких капиллярных сосудах особенно важна роль отрицательного заряда эритроцитов, скорость движения которых зависит не столько от перепада давления в капиллярных сосудах, сколько от величины электрического заряда эритроцитарной мембраны, а следовательно, и от параметров внешнего электрического поля. Нами, в частности, проводились опыты по исследованию подвижности эритроцитов в электрическом поле, при этом было замечено, что особенно сильно эритроциты реагируют на резкие изменения параметров внешнего электрического поля.

Как известно, у метеозависимых людей при изменении атмосферных условий начинают проявляться различные негативные симптомы, в частности головные боли, вызванные нарушением кровоснабжения головного мозга. Отметим что, так как клетки головного мозга заряжены положительно, а эритроциты отрицательно, то роль силы Кулона при этом существенно возрастает, и соответственно усиливается реакция на изменение внешних атмосферных условий.

Предлагаемое устройство позволяет поддерживать вблизи защищаемого объекта постоянную напряженность электрического поля, например близкую к естественной, а также в необходимых случаях изменять значение напряженности в ту или другую сторону.

Предлагаемое устройство чрезвычайно компактно и может быть расположено, например, в обычных головных уборах. Существенно, что голова - наиболее уязвимый и важный орган, и именно ее защита наиболее важна.

Проверка достижения заявленного технического результата осуществлялась следующим образом.

Был изготовлен опытный образец устройства в соответствии с общей схемой, представленной на фиг.1. Проведена съемка капиллярных сосудов на ушах кролика при постоянном и изменяющемся напряжении, подаваемом на сетку. Показано, что при изменении напряженности электрического поля по сравнению с естественной, кровоток в капиллярных сосудах заметно ухудшается, а при возвращении к естественному значению напряженности в 1,3 В/см - приходит в норму. Кроме того, на экспериментальной установке, схема которой представлена на фиг.2, проводились лабораторные исследования воздействия внешних электрических полей различной напряженности на движение отрицательно заряженных эритроцитов.

Проведенные опыты показали зависимость скорости движения эритроцитов от напряженности приложенного электрического поля. Отметим, что в тончайших капиллярах, сравниваемых с поперечным размером эритроцита, градиент давления практически равен нулю, и электрические силы взаимодействия являются определяющими.

Дешевизна комплектующих изделий, обеспечивающих работу устройства, его надежность, простота его использования и большая потребность в нем делает предлагаемое устройство очень полезным и может, в частности, без всяких лекарственных препаратов облегчить негативные симптомы у многих метеозависимых людей при резком изменении атмосферных условий. Подобные устройства крайне необходимы в медицине, в сельском хозяйстве и в ряде технических устройств.

Источники информации

1. Г.С. Ландсберг. Элементарный учебник физики. Т.2. М.: Наука. 1972. 527 с.

Устройство для защиты живых объектов от изменений внешнего электрического поля путем создания определенной напряженности электрического поля вблизи объектов, включающее изолированную от земли мелкоячеистую металлическую сетку, отличающееся тем, что оно содержит аккумулятор для подачи напряжения на указанную металлическую сетку и регулятор напряжения, причем указанная металлическая сетка выполнена незамкнутой формы с возможностью гибкого изменения ее формы и укреплена в каркасе из непроводящего материала, провода металлической сетки выполнены изолированными, при этом устройство выполнено с возможностью заземления защищаемого объекта.