FAZLADAN AÇIĞA ÇIKAN ENERJİNİN ASLINDA GÜNÜMÜZDE KALICI MIKNATISLARLA ÇALIŞAN DİĞER ELEEKTRİK MOTORLARINDA DAHA AZ OLUŞSADA GÖZLENEMEMESİNİN SEBEPLERİ NELERDİR?

 

FAZLADAN AÇIĞA ÇIKAN ENERJİNİN ASLINDA GÜNÜMÜZDE KALICI MIKNATISLARLA ÇALIŞAN DİĞER ELEEKTRİK MOTORLARINDA DAHA AZ OLUŞSADA GÖZLENEMEMESİNİN SEBEPLERİ NELERDİR?

 

Termodinamik ve diğer fizik yasalarından da bilindiği üzere yüzde yüzden daha verimli bir makine olamayacağı gibi yoktan enerji kazanılması da mümkün olmadığından bahsedilen deneylerdeki sonuçlar sonrası fazladan kazanılan enerjinin tek kaynağının motorda veya bobin-mıknatıs düzeneğinde elektromıknatıslarla etkileşime giren kalıcı mıknatıslar olduğu kesin olarak saptanmıştır.

Burada gözlemleyebildiğimiz fazladan açığa çıkan enerjinin aslında günümüzde kalıcı mıknatıslar özeliklede neodyum mıknatıs kullanılan diğer elektrik motorlarında daha az oluşsada gözlenememesinin sebepleri şunlardır:

  1-Motora verdiğimiz elektrik enerjisi ile oluşan elektromıknatıs ve kalıcı mıknatıs arasında yeterince iyi etkileşimi sağlayacak bir tasarım eksikliği nedeniyle elde edilen toplam gözlenebilir enerjinin yeterli olmaması: Deneyimizdeki motorda elektromıknatıs ve kalıcı mıknatıs arasında etkileşimin manyetik dalgaların en güçlü olduğu elektromıknatıs bobin sargısı içinde ve merkezinde olmasına olanak veren, nüvenin görevini kısmen kalıcı mıknatısın devam ettirdiği ve rutin motor sınıflarının dışına çıkılarak hem axial hem de radial eksende manyetik akı etkileşiminin gerçekleşebildiği bir tasarım kullanılmıştır.

2- Kullanılan kalıcı mıknatısın yeterince büyük ve enerji yoğunluğunun yeterli olmaması nedeniyle: Deneyimizdeki elektrik motoru statorunda ferromanyetik metal nüve kullanılmadığından istenilen güçte ve boyutta mıknatıs kullanımı sınırı olmayıp, günümüzde yapılabilen enerji yoğunluğu en yükseklerden biri olan N52 formuna sahip çok güçlü neodymium mıknatıslar tek çift kutup şeklinde, günümüzde kalıcı mıknatısla çalışan diğer en büyük motorlarda bile pek kullanılmamış kadar büyük boyutlarda seçilebilmiş, manyetik enerji/elektrik enerjisi oranı oldukça artırılarak bu verim değerlerine ulaşılabilmiştir. Mesela 50 yıl önce bileşimlerinde nadir elementlerin bulunduğu bu tür güçlü mıknatıslar henüz keşfedilmediğinden bu verimde bir motorun yapılma imkanı da bulunmamaktaydı.

3-Manyetik titreşim kayıpları gibi bazı motor enerji kayıpları tam olarak değil ancak yaklaşık olarak hesaplanabildiğinden, demir kayıplarının saptanmasının çok kompleks hesaplar ve ekstra ölçümler gerektirmesi mesela elektrik motorunda kullanılan nüvenin her yönüyle niteliklerinin tam belirlenememesi gibi sebeplerle yanlış hesap sonuçlarına ulaşılabildiğinden, sıcaklık artışı ile motorda kullanılan bobin teli direncindeki artışa bağlı olarak ve yine alternatif akım ile bobin teli üzerindeki skin efekt etkisi ile ortaya çıkan ek ısı kayıplarının kompleks hesaplamalar nedeniyle çoğu zaman hesaplamalarından kaçınıldığından, tüm bu kayıplarla birlikte açığa çıkan toplam enerji gerçekte verilen elektrik enerjisinden daha fazla olsa bile hemen tüm ölçüm laboratuvarlarında verilen\açığa çıkan enerji oranları ile ilgili ölçüm sonuçlarının yüzde yüze tamamlanması tercih edilmekte veya zaten çoğu zaman sadece net mekanik verimi saptama ağırlıklı ölçümler yapıldığından bazı sonuçlar gözden kaçabilmektedir.

4-Kalıcı mıknatıs üzerinde oluşan kayıpların hesaba katılmaması: Elektrik motoru verimi kayıp hesaplarında kalıcı mıknatısların da hem iletken olduğu, hem de ferromanyetik madde olan demir içerdiği gözetilmeksizin üzerinde oluşan fuko ve histerezis kayıpları çoğu zaman hesaplara dahil edilmemekte ve buradaki kayıpların miktarı tam olarak belirlenmeden ölçüm laboratuvarlarında verilen\açığa çıkan enerji oranları ile ilgili ölçüm sonuçlarının yine yüzde yüze tamamlanması tercih edilmektedir.

 Yaptığım deneylerde kalıcı mıknatıs üzerindeki histeresiz kayıplarının kalıcı mıknatıs ve elektromıknatıs kutupları aynı doğrultuda olsa bile az da olsa devam ettiği izlenmiştir. Kutup etkileşimlerinin sadece kutup doğrultusu boyunca olmaması, manyetik dalgaların dairesel hareketlerinin de olması ve manyetik dalgaların köşelerde yoğunlaşma eğilimi gibi sebeplerle kutuplara dik doğrultuda bile etki gösterebilmesi nedeniyle elektromıknatısın her konumda kalıcı mıknatıs üzerinde histeresiz kayıplarına sebep olduğu ve elektrik motorlarındaki hareket sırasında olduğu gibi kutup doğrultuları arasındaki açısının 90 dereceye yaklaşacak şekilde artması ilede bu kayıpların arttığı saptanmıştır.

 5- Elektromıknatıs kaynaklı, sistem dışı ile etkileşime giren ve motorda dönmeye yardımcı olmayan elektromanyetik enerjinin hesaba katılmaması: Elektrik motoru verimi kayıp hesaplarında elektromıknatısa verilen elektrik enerjisi ile elektromıknatıstan açığa çıkan elektromanyetik dalgaların tamamının elektrik motorundan oluşan sistem içinde kaldığı varsayılarak çoğu zaman bu kayıp hesaplara dahil edilmemekte, dahil edildiği zaman bile ortam etkileşimi ve motorun bulunduğu ortam gözetilmeksizin bazı motor verimi hesaplama programlarında olduğu gibi ortalama değerlerin kullanım yoluna gidilmektedir. Ancak elektromıknatıs kaynaklı elektromanyetik dalgaların yüzde yüz oranında sistem içinde kalması mümkün olamamakta, bu dalgaların elektromıknatısın diğer kutbuna dönüş yolunda yakın mesafelerde etkileşimin daha fazla olması nedeniyle motor elektromıknatısının bulunduğu ortama göre değişecek şekilde çok az da olsa kayıplara sebep olan ferromanyetik maddeler veya diğer manyetik dalga kaynakları ile etkileşim hali gerçekleşmektedir.