Elektrostatischer Scheibenläufer
Erster Versuch

Erster Versuchsaufbau Das Prinzip der Influenzmaschine ist auch umkehrbar. Werden zwei Maschinen miteinander verbunden, so ist die eine Generator und die andere Motor. Ein etwas verbessertes und einfacheres Prinzip mit nur einer Scheibe und ohne Neutralisatoren ist in diesem einfachen Versuchsaufbau angewendet. Die Scheibe ist eine Printplatte mit 13cm Durchmesser, auf die 20 Segmente geätzt sind. Das Lager ist ein sehr leicht laufendes Kunststofflager. Die Spannung wird an beiden Seite auf je ein Blech und gleichzeitig über den Drahtbügel auf eine Spitze an der Oberseite der Scheibe geführt.

Ohne Scheibe Die Spitze liegt genau über der in Bewegungsrichtung (hier gegen den Uhrzeigersinn) gesehenen ablaufenden Kante des Blechs. An der Spitze entsteht eine Sprühentladung, wodurch Ladungen auf das Segment der Scheibe übertragen werden. Dieses stößt sich dann von dem gleichnamig geladenen Blech ab. Dadurch ist der Motor selbst anlaufend. Auf der gegenüberliegenden Seite werden die Segmente aufgrund der gegensätzlichen Ladung vom Blech angezogen, bevor die Ladung durch die Spitze wieder abgesaugt werden und dann mit der gegengesetzten Polarität eine erneute Abstoßung auftritt.

Das 4-polige Modell

4-polige Ausführung=Prinzip
Das Prinzip lässt sich für ein Demonstrationsmodell viel effektiver vierpolig aufbauen. Dazu werden immer zwei benachbarte Elektrodensätze mit unterschiedlicher Polarität beaufschlagt. Gleiche Pole liegen sich dann gegenüber. Durch die vierpolige Ausführung ist der Abstand, den ein geladenes Segment zur nächsten Elektrode hat, viel geringer und somit auch die Kraftwirkung höher.

Ohne Scheibe Der zweite Satz Sprühelektroden, deren Spitzen etwas in der Mitte zwischen den zwei Elektrodenplatten enden, hat die Aufgabe, die Ladungen noch effektiver auf die Segmente zu sprühen. Denn direkt unter der ersten Sprühelektrode befindet sich die gleichnamig geladene Platte. Dadurch werden viele Ladungen abgestoßen und es können sich nicht so viele auf dem Segment sammeln. In der Mitte zwischen den beiden Platten beginnt bereits die anziehende Kraft der nächsten Plattenelektrode zu wirken. Durch die Schrägstellung der Spitze wird erreicht, dass die Ladungen etwas schräg gegen die Scheibe fliegen und so von der Plattenelektrode richtiggehend auf die Segmente gesaugt werden.
Trotzdem ist diese nahe Elektrode wichtig, damit die anziehende Kraft, also die ungleichnamigen Ladungen, genau dann entfernt werden, wenn das Segment den Rand der Plattenelektrode überschritten hat. Denn ab dann würde sich die anziehende Kraft gegen wie Rotationsrichtung der Scheibe auswirken und sie wieder bremsen. Die Funktion kann etwa mit den Neutralisatoren, bei der Influenzmaschine verglichen werden, nur dass hier nicht gegen Masse abgeleitet wird, sondern gleich auf den gegennamigen Pol.

MPEG-Video 1195kB Dieses Video zeigt, wie der Motor durch die Influenzmaschine angetrieben wird. Bereits nach wenigen Umdrehungen beginnt er von selbst anzulaufen. Der Anlauf wird von einem starken Knistern begleitet, das dann mit steigender Drehzahl abnimmt. Das ist auf den sehr geringen Strom beim Anlauf zurückzuführen. Dadurch kann sich die Ausgangsspannung der Influenzmaschine viel höher aufbauen, als später, wo der Motor dann schon einen größeren Strom zieht.

MPEG-Video 1019kB Wird der Motor vom Zeilentrafo versorgt, dann ist der Anlauf viel kräftiger, da mehr Strom zur Verfügung steht. Im Hintergrund ist nach dem Einschalten das Pfeifen vom Zeilentrafo zu hören. Auch hier knistert es am Anfang viel stärker, da auch hier die Spannung ohne Belastungsstrom leicht ansteigt. Die Spannung war bei diesem Video bis kurz vor der Überschlagsspannung von 18kV eingestellt.

Versuch im Vakuum

Im Vakuum Das leise Knistern des Motors lässt darauf schließen, dass die Ladungen von den Elektroden über Sprühentladungen auf die Segmente der Scheibe übertragen werden. Auch wenn das zunächst nach einer völlig kontaktlosen Ladungsübertragung aussieht, so besteht im elektrischen Sinne doch eine leitende Verbindung zwischen den Elektroden und den Segmenten auf der Scheibe. Um zu zeigen, dass der Motor ohne diese Verbindung nicht arbeiten kann, wurde ein Versuch im Vakuum durchgeführt. Über eine Drehschieberpumpe in Verbindung mit einer Turbomolekularpumpe wurde bis auf etwa 10^-5 mbar, evakuiert um jeden Stromfluss durch Ionisation auszuschließen. Dabei zeigt sich, dass die Scheibe im Vakuum keinerlei Bewegung mehr ausführt und auch überhaupt kein Strom mehr fließt. Um sie auch im Vakuum zum Laufen zu bringen, müssten leitende Bürsten verwendet werden, welche die Ladung zur Walze übertragen. Die einzige elektrostatische Maschine, die auch im Vakuum kontaktlos arbeiten kann ist der elektrostatische Asynchronmotor.

Aufbau
Beim Bau dieses Modells muss auf einige wichtige Punkte geachtet werden.

Abmessungen
Grundplatte: Plexiglasplatte (Makrolon) 15x15cm 6mm dick
Rotor: Glasfaser Printplatte 13cm Durchmesser, 1,5mm dick
20 Segmente, 30mm lang, außen 7mm, innen 5mm dick, runde Ecken
Lager: Kunststofflager, Type: CM626, ohne Schmiermittel
ID: 6mm, AD:19mm
Gestänge: 5mm dicke Al-Stäbe
20mm Abstand zueinander
Sprühelektroden: 4mm dicke Al-Stäbe, ca. 60° abgewinkelt.
kurze Elektrode: 30mm lang
lange Elektrode 50mm lang
Platten: 1,5mm dickes AL-Blech, Kanten gerundet.
40mm lang, außen 25mm, innen 20mm breit.

Layout des Rotors
Layout Der Rotor wird auf eine einseitige, kupferbeschichtete Leiterplatte geätzt. Die Abmessungen des Begrenzungsquadrates betragen 140x140mm. Die weißen Flächen werden weggeätzt, die schwarzen bleiben bestehen. Die Scheibe wird entlang des äußeren Kreises ausgeschnitten. Zu beachten ist, dass dieser Kupferring nicht bestehen bleibt, da es sonst zu Überschlägen und Kurzschlüssen kommen kann. Gegebenenfalls muss das Kupfer am Rand weggefeilt werden.

Beobachtungen und Messungen


Dieses seltsame Verhalten wurde durch weitere Messungen untersucht. Für diese Diagramme wurde der 4-polige Motor vom Zeilentrafo mit konstanter Spannung betrieben. Der Strom wurde in der Masserückleitung mit einem µA-Meter und die Drehzahl berührungslos mit einem optischen Drehzahlmesser gemessen. Die einzelnen Kurven zeigen den Strom für eine fixe Spannung beim Hochlauf bis zur jeweiligen Maximaldrehzahl. Eine Anlaufstromüberhöhung, wie bei elektromagnetischen Motoren, fehlt vollständig.
Zu erkennen ist weiter, dass die Verlängerung der 17kV-Kurve nicht mehr den Nullpunkt scheidet. Das ist ein Zeichen dafür, dass hier schon etwa 2µA an Verlusten durch Sprühentladungen vorhanden sind, die nicht die Segmente treffen. Bei etwa 18kV erfolgen dann bereits die ersten Überschläge.

In diesem Diagramm wurden die erreichten Maximaldrehzahlen mit dem dazugehörigen Strom bei verschiedenen Spannungen eingetragen. Deutlich zu erkennen ist, dass die Drehzahl linear mit der Spannung zunimmt, der Strom aber quadratisch mit der Drehzahl steigt. Die aus Strom und Spannung errechnete Leistung zeigt uns im Wesentlichen die zu erwartende Kurve eines bewegten Gegenstandes in Luft. Ähnlich einer Lüfterkennlinie nimmt sie überproportional mit der Drehzahl zu.

Daraus lässt sich schließen, das bei einem elektrostatischen Motor der Strom für die Drehzahl maßgeblich ist und die Spannung für das Drehmoment. Also genau umgekehrt wie bei einem elektromagnetischen Motor. Eine höhere Spannung verursacht eine stärkere Kraftwirkung auf die Segmente und somit ein höheres Drehmoment. Der Strom jedoch steigt aber nur als Folge der größeren Drehzahl und des damit verbundenen erhöhten Ladungstransportes an. Das zeigt auch schön der Walzenläufer, der mehr als den 10fachen Strom benötigt. Für die Kraftwirkung ist der Strom in keiner Weise verantwortlich. Er ist nur das Nebenprodukt das zwangsläufig entsteht, wenn Ladungen auf die Segmente übertragen werden (ein ähnlicher Fall wie beim Kondensatorproblem)  und ist mit der Gegen-EMK beim elektromagnetischen Motor zu vergleichen.
Die Stromrückwirkung könnte verhindert werden, wenn man die Ladungen nicht abführt, sondern nur um die Zonen der Abstoßung herumleitet, dabei aber nicht über die Spannungsquelle führt. Dazu könnte man sich den Effekt des Faraday-Bechers zunutze machen, der in der Lage ist, alle Ladungen eines Gegenstandes aufzunehmen und zu speichern. Dieser Effekt müsste angewandt werden, um die Ladungen nach dem Passieren einer Plattenelektrode von den Segmenten zu entfernen, dann zu speichern und auf der gegenüberliegenden Seite wieder abzugeben.

All diese seltsamen, nicht umkehrbaren Verhalten sind uns von den elektromagnetischen Motoren nicht bekannt. Diese verhalten sich zum Teil sogar völlig konträr dazu. Eines dieser Verhalten mit Diodenwirkung könnte darauf hindeuten, dass in der Elektrostatik noch ein Prinzip der Freien Energie versteckt ist. Die Testatika zeigt uns das eindrucksvoll.

Info zum Buch
Der elektrostatische Scheibenläufer findet sich auch in diesem Buch, wo versucht wird, durch Grundlagenexperimente und neue theoretische Ansätze mehr Licht in das Thema der Freien Energie zu bringen. Nähere Informationen zum Buch.
Titel:  Grundlagen und Praxis der Freien Energie
Alternative Theorien und interessante Experimente
Autoren: Harald Chmela und Wolfgang Wiedergut
Verlag: Erschienen im August 2004 im Franzis Verlag
ISBN Nr.: 3-7723-4400-3

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