Você pode coletar energia elétrica do ar?

Encontrei recentemente um site sobre a coleta de energia do ar e estou imaginando se alguém poderia me dizer por que o seguinte não funcionaria?

Seu "gerador" deve gerar eletricidade a partir da ionosfera (não UV, raios-X, etc). Alguns afirmam que isso pode prejudicar totalmente sua conta de energia elétrica (uma versão maior, não este exemplo). Pelo que entendi, isso é possível (foi descoberto por Nikola Tesla), mas esse diagrama não parece que funcionaria. Qualquer ajuda seria apreciada.

Um exemplo do site:

Você precisa:

• (4) diodos de germânio 1N34
• (2) capacitores eletrolíticos de 100 µF 50 V
• Capacitores de cerâmica de 0,2 µF 50 V

Aqui está o diagrama elétrico que eles fornecem:

E eles alegaram alimentar um telefone celular com ele. Não tenho certeza de que tipo de antena usar.

Embora isso pareça uma farsa, eu encontrei este site recentemente e estou procurando mais informações sobre a física por trás dele.

Talvez a patente de Teslo explique melhor as coisas, então aqui está: Patente 685958.pdf

Encontrou algo: Aqui está uma página que explica isso. Energia livre de Nikola Tesla: desvendar o maior segredo

Para abordar a questão original de "A descoberta de energia livre de Nikola Tesla é ...", a Tesla nunca criou um "dispositivo de energia livre". Uma de suas idéias mencionadas, no entanto, era um sistema para transmitir intencionalmente energia sem fio . As empresas de energia não irradiam energia intencionalmente (pois é uma perda pura para elas).

Além disso, Nikola Tesla foi um dos primeiros verdadeiros engenheiros elétricos, pegando forças misteriosas e difíceis de entender e transformando-as em soluções comercializáveis. Embora não haja dúvida de que ele era brilhante, esse engenheiro revolucionário rapidamente diria que, se você quisesse colher campos elétricos naturais (não aqueles que ele irradiava intencionalmente), seria necessária uma antena (ou uma série deles) em uma escala verdadeiramente grande .

Em relação ao documento que você vinculou:

Capítulo 4 - O dispositivo de energia radiante de Tesla

Este capítulo discute uma patente de Tesla que discute o uso do efeito fotoelétrico via "luz ultravioleta [...] e raios Roentgen [raios X]" para gerar uma carga positiva pela ejeção de elétrons ou raios catódicos para capturar elétrons e gerar uma carga negativa.

Embora você possa usar o efeito fotoelétrico do UV solar nos metais, com muito cuidado, obterá uma corrente pequena e extraordinária, certamente muito menos do que obteria com uma célula fotovoltaica (solar). As células fotovoltaicas usam o efeito fotoelétrico, mas dentro de um semicondutor.

Capítulo 5 - A bobina de Tesla

As bobinas de Tesla são essencialmente antenas que podem irradiar e receber uma grande quantidade de energia. Para realmente capturar uma quantidade apreciável, muito, muito mais deve ser transmitido no comprimento de onda específico ao qual a bobina está sintonizada. Por estarem sintonizados, não podem capturar ruído de banda larga

Simulação SPICE:

Bogus Tesla Generator
Vin 1 0 0 SIN(0 1 34k 1ns 1e10)
C1  1 3 0.2u
C2  1 2 0.2u
C3  4 6 100u
C4  5 4 100u
D1  3 4 Dgermanium
D2  4 2 Dgermanium
D3  6 3 Dgermanium
D4  2 5 Dgermanium
RL  5 6 10k
.model Dgermanium D IS=200p RS=84m N=2.19 TT=144n CJO=4.82p M=0.333 VJ=0.75 EG=0.67 BV=60 IBV=15u
.control
delete all
tran 600u 60
plot V(5,6)
.endc
.END

34kHz foi escolhido para análise transitória quase arbitrariamente , mas é a análise de CA que conta a história.

Vin: sinal de 1Vpp 34kHz, sem carga:

_{(fonte: tyblu.ca )}

Vin: sinal de 1Vpp 34kHz, carga de 10kΩ:

_{(fonte: tyblu.ca )}

Vamos verificar a resposta CA, de 0,1Hz a 1GHz, novamente com uma carga de 10kΩ:

_{(fonte: tyblu.ca )}

Está tudo flutuando, você diz? Bem, aqui estão os resultados com o nó 4 aterrado:

_{(fonte: tyblu.ca )}

_{(fonte: tyblu.ca )}

_{(fonte: tyblu.ca )}

Embora 1Vpp seja enorme para flutuar, o que acontece quando é grande, como ficar na frente de um transmissor de microondas? (Além das tampas de bloqueio explodindo.)

Vin 1 0 SIN(0 10k 34k 1ns 1e10)

_{(fonte: tyblu.ca )}

_{(fonte: tyblu.ca )}

E com o nó 4 aterrado:

_{(fonte: tyblu.ca )}

_{(fonte: tyblu.ca )}

Nada'. Acho que não funciona. Quaisquer correções ou sugestões são apreciadas. O código é compatível com o Berkeley Spice3, mas realmente não é adequado para nada, incluindo comercialização.

O "ar" está cheio de campos elétricos. Quando toco a sonda do meu osciloscópio com o dedo, vejo uma onda senoidal de 50Hz de 6Vpp. O problema é que sua antena (seu dedo ou qualquer outra coisa) não capta quantidades sérias de energia dos campos: depois de carregar a tensão detectada, ela cai para quase nada. O mesmo acontece com o circuito em sua pergunta. Então, eletricidade sim, energia elétrica não.

A energia armazenada em um capacitor é igual a 1/2 * C * V ^ 2. Isso significa que, para a mesma quantidade de energia, a tensão sobre um capacitor diminui à medida que a capacidade aumenta. Portanto, se você quiser usar um capacitor de 10uF em vez de 1nF, a tensão será apenas 1% do seu valor inicial e provavelmente muito baixa para superar a queda de tensão do diodo, mesmo para um diodo de germânio. Aliás, o germânio não vai ajudar, pois sua queda de tensão é quase a metade de um diodo de silício. A solução é um diodo de estanho, que possui uma queda de tensão negligenciável. Você terá que esfriá-lo a dezenas de graus abaixo de zero, no entanto ...

É possível? Sim. Mas, a menos que você esteja falando sobre 'receber' uma fonte artificial, como uma estação de transmissão próxima ou uma linha de energia, e mesmo assim em conjunto com uma enorme antena receptora, é impraticável como uma maneira de obter mais do que uma pequena quantidade de energia . Mas uma pequena quantidade pode ser suficiente para um rádio de cristal ou para alimentar um microcircuito que transmite um sinal extremamente fraco.

Para a maioria dos propósitos de geração de energia, você obtém ordens de magnitude mais retorno do investimento em energia fotovoltaica ou turbina eólica.

Para responder à pergunta em seu título "Você pode coletar energia elétrica do ar?", Sim, você pode.

Você pode fazer isso de forma eficiente e realmente torná-lo um produto comercializável? Se alguém já fez isso, você não acha que isso seria notícia e muito popular?

Vamos supor que o circuito que você mostra funcione. Não sei se sim, mas parece pelo menos possível que você possa coletar pequenas quantidades de energia do ruído elétrico no ar. Quão pequeno é pequeno?

O circuito que você mostrou possui 4 capacitores - duas tampas de 100 uF e duas que são 500x menores. Vamos ignorar os pequenos, pois eles não são usados ​​para armazenamento, como David Cary aponta nos comentários. Quanta energia eles podem reter no pico de tensão de 50 V?

A capacidade de energia de um capacitor é de 0,5 * C * V ² joules. Temos dois deles, então a energia total é de apenas C * V ² joules. Substituindo nos números reais, são 100 * 10 ^-6 * 50 * 50 = 0,250 joules. Estamos falando de eletricidade, então vamos convertê-lo em unidades de kWh, que é como as concessionárias medem energia. 0,250 joules é 7 * 10 ^-8 kWh, ou seja, 0,00000007 kWh. Nos EUA, um kWh custa cerca de US $ 0,10, portanto vale cerca de US $ 0,000000007. Se eu tiver meus zeros corretos, esse circuito (supondo que funcione perfeitamente) pode armazenar no máximo cerca de 7 bilionésimos de dólar em energia .

Obviamente, ao conectar o circuito a uma bateria de celular, você limitaria a tensão do capacitor em 3 V, ou qualquer que seja a tensão da bateria. Nesse caso, os capacitores não atendem a nenhum propósito, pois sua capacidade de armazenamento é reduzida pela da bateria e também permitem algum vazamento de corrente reversa.

A má notícia é que, se você remover os capacitores, restará apenas alguns diodos. Na verdade, é prática comum colocar diodos nessa configuração ao conduzir cargas indutivas, como motores, para reduzir o arco quando o motor para; eles são chamados de diodos "flyback" ou "roda livre".

Infelizmente, posso afirmar com autoridade que, se você deixar uma bateria de chumbo-ácido em sua garagem com apenas um diodo de retorno conectado, ela não será carregada. Com as baterias de chumbo-ácido, elas passam por um processo conhecido como sulfatação, o que significa que elas param de aceitar a carga. A longo prazo, você deve carregá-los no porta-malas e levá-los para uma coleta de resíduos perigosos em uma manhã de sábado.

Vou ficar com a conta de luz, obrigado.

O dispositivo de energia radiante é realmente diferente do que você descreve. A 'antena' é na verdade uma (muito) grande placa de metal isolada, elevada a grandes altitudes (o mais próximo possível da ionosfera), enquanto isolada do chão e presa por um fio de cobre até o chão. Supondo que a ionosfera seja carregada positivamente graças aos "raios cósmicos" e o solo seja carregado negativamente, existe uma diferença potencial de algumas centenas de milhares de volts. Mas essa energia é estática e não fará nenhum trabalho como é. Para isso, Tesla propõe conectar o fio a um capacitor muito grande que carrega e depois descarrega em alguma forma de dispositivo oscilante ou de comutação que poderia produzir trabalho utilizável, antes de enviá-lo ao solo.

É como um dispositivo que pode colher raios, mesmo quando a resistência do ar não é baixa o suficiente para permitir naturalmente (como durante uma tempestade).

É possível? Não vejo razão para não. É energia livre? Sim. Mas o mesmo acontece com o petróleo, se você possuir um poço de petróleo. O termo energia 'Livre' é muito enganador. O problema com o petróleo é que não é renovável. Portanto, um nome melhor para o Radiant Energy Harvester da Tesla seria uma fonte ilimitada de 'energia renovável'.

Mas, novamente, Solar, eólica, maré e geotérmica são todas fontes de energia renovável e estão muito bem estabelecidas e razoavelmente baratas para construir e operar. O ponto é que realmente não precisamos de "fontes de energia livre que o grande corpo petrolífero mantém do resto de nós". Essas fontes já estão lá e ninguém está escondendo nada de ninguém. O que precisamos é de mais legislação e incentivos para investir mais em pesquisa para otimizar e desenvolver ainda mais a colheita (e especialmente as técnicas de armazenamento).