Феномен електроомічного перетворення енергії в анізотропних електропровідних середовищах

Abstract

Проведено дослідження особливостей перетворення електричного струму анізотропним електропровідним середовищем яке характеризується різними типами провідності (p- та n- типи) у вибраних кристалографічних напрямках в умовах омічного контакту. Установлено, що у випадку протікання зовнішнього електричного струму синусоїдальної форми через пристрій в основі якого є прямокутна пластина із згадуваного вище анізотропного матеріалу, в її об’ємі виникають вихори електричного струму. На основі аналізу функції m(K, α) (випадок ), що визначає коефіцієнт перетворення пристрою, зроблено висновок про енергетичну взаємодію між об’ємом анізотропної пластини і зовнішнім середовищем. Проведені дослідження показали, що використання анізотропного електропровідного біполярного матеріалу призводить до значно вищої (m>1) або нижчої (m<-1) величини коефіцієнта перетворення m ніж у випадку уніполярних анізотропних електропровідних матеріалів. До феномену електроомічного перетворення веде поява вихорів електричного поля, які характеризуються турбулентною течією, що представляються виразом , де ω – кругова частота обертання вихору, а знаки «+» та «–» – позначають напрямок його обертання та визначаються величиною коефіцієнта анізотропії K=σ11/σ22. Такі електричні вихори з турбулентним характером течії є ефективним механізмом, що перекачує енергію між зовнішнім середовищем і в нашому випадку, анізотропною пластиною пристрою. Слід відмітити, що в окремих випадках спостерігається аномальне значення згадуваного коефіцієнта. Застосування розглянутого методу перетворення електричного струму за допомогою запропонованих пристроїв, в основі роботи яких є пластина виготовлена з анізотропного електропровідного матеріалу, значно розширює галузі альтернативної електроенергетики та інших пов’язаних з ним областей науки та техніки.