Floating water bridge, czyli fenomen lewitującej wody

Na początku chciałem zaznaczyć, że co prawda nie jest to typowa konstrukcja DIY, ale sądzę, że spotka się z zainteresowaniem Użytkowników. Jest ono tym ciekawsze, że nie spotkałem się z jego opisem w żadnym polskojęzycznym źródle, anglojęzycznych także nie jest wiele. Jestem chyba pierwszym Polakiem, który je opisuje w Internecie A więc do rzeczy.

Gdy wystawi się wodę destylowaną na działanie wysokiego napięcia (tj. rzędu kilkudziesięciu-stu kV), może ona utworzyć "lewitujący most" pomiędzy dwoma pojemnikami. Zdjęcia "mostów" można zobaczyć poniżej.








Aby wykonać doświadczenie potrzebne będzie źródło wysokiego napięcia, tj generator, transformator WN ze starego telewizora i powielacz. Do tego dwa sterylne pojemniki (do kupienia w aptece) i woda destylowana.

Jedną z konfiguracji na których pracowałem był generator na dwóch tranzystorach 2N3055 zasilany ok 16V z kondensatorem 10000uF lub jedynie wyprostowanym napięciem 24V. Do tego transformator WN i telewizyjny powielacz. Zaznaczam jednak, że zasilacz musi posiadać odpowiednią moc, do tego tranzystory w drugiej konfiguracji czasem się przepalają, a powielacz jest znacznie "przewoltowany" (6-8cm iskry), także te części łatwo ulegają uszkodzeniu.



Drugą konfiguracją był generator na NE555 z tranzystorem IRFP250, zasilany również 16V wyprostowanego i wygładzonego napięcia, transformator WN a do tego wykonany samodzielnie bipolarny powielacz, po 10 stopni, kondensatory 1nF.

Co należy zrobić? Na początku pozbawić izolacji kable, jednak należy to zrobić bardzo ostrożnie, nie dotykając ich rękoma. Doświadczenie jest stosunkowo trudne do wykonania, gdyż wymaga BARDZO WYSOKIEJ czystości. Nawet niewielka ilość jonów (tj nap soli bądź kwasów organicznych, będących składnikami potu) zmniejsza opór elektryczny wody; całość polega na tym, by był on jak najmniejszy, w przeciwnym razie będą powstawały łuki elektryczne. Używałem do tego skalpela, nożyczek i kleszczy. Zagięte druty (co widać na zdjęciach) należy umieścić w pojemnikach i zalać wodą destylowaną. Dobrze jest dać jej tak dużo, by powstał menisk. Pojemniki muszą być zetknięte lub zbliżone do siebie na odległość kilku mm. Po włączeniu zasilania, jeżeli "most" nie powstanie samodzielnie, należy "sprowokować" jego powstanie, tj IZOLATOREM (ja używałem linijki) "złączyć" wodę pomiędzy kubkami a następnie DELIKATNIE, uważając, by się nie rozlało, ( również używałem linijki) je rozsunąć.

Jeżeli napięcie jest wystarczająco wysokie, a woda czysta, powstanie most. Efekt jest na prawdę szokujący. Nie ma tu mowy o żadnej antygrawitacji (tak lubianej przez nie znających się na rzeczy "konstruktorów" lifterów)". Prowokując powstanie mostu można spowodować, że woda utworzy styczne do umieszczonej powyżej linijki, PIONOWE (!) kolumny. Muszę przyznać, że gdy pierwszy raz udało mi się to zobaczyć, byłem w szoku.

Jak to działa? Nawet naukowcy nie mają pewności, w jaki sposób.
"Researchers have not yet figured out exactly how this phenomenon occurs, but speculate that the electrostatic charges on the surface of the water cause the water molecules to become highly ordered and form a microstructure that will remain stable." Badacze spekulują, że ładunki elektrostatyczne na powierzchni powodują, że cząsteczki wody zostają silnie "uszeregowane" i tworzą strukturę, które może pozostać stabilna. Zachęcam do zajrzenia na anglojęzyczną wikipedię i zapoznania się z umieszczonym w źródłach pdf'em odkrywców.

Z tego co wiem, zjawisko zostało "ponownie odkryte", bądź po prostu szerzej opublikowane w 2007 roku. Wcześniej, do wytworzenia odpowiedniego napięcia używano po prostu maszyny elektrostatycznej, co pokazuje, że natężenie prądu nie musi być duże, byleby tylko nie zniwelowały go uloty. Chętnie odpowiem na ewentualne pytania dotyczące sprzętu lub zjawiska. Zapraszam do komentowania, czy też wyrażania swoich sugestii.

UWAGA! Należy zachować najdalej idącą ostrożność, występujące tutaj napięcia są śmiertelnie niebezpieczne. Co więcej, przy nieostrożnym zbliżeniu się do pracujących urządzeń może "przeskoczyć" iskra nawet na odległość kilku centymetrów. Dla przykładu powiem tylko, że raz przebiło mi do plastikowej (!) obudowy powielacza. Tu nie ma żartów. Dalej, woda, pomimo destylacji, posiada pewne właściwości przewodnika (nie da się zachować 100% czystości, zresztą jonizujące się powietrze, może pogarszać sprawę, dając reagujące z wodą kwaśne tlenki). Pomimo zachowania czystości powstają między naczyniami łuki elektryczne, co oznacza, ze wylanie wody może grozić śmiercią! Nie biorę na siebie żadnej odpowiedzialności za ewentualne szkody na zdrowiu, życiu, bądź jakichkolwiek sprzętach, co więcej, zaznaczam, iż doświadczenie jest skrajnie niebezpieczne i odradzam jego wykonania.

EDIT:
Dodaję filmik, mosty są powyżej 5min30s

A można prosić jakiś filmik... chciałbym zobaczyć jak to sie zachowuje.

filmiku nie posiadam, jeżeli kiedyś uda mi się nagrać, wrzucę Póki co mogę zaoferować jedynie kilka dodatkowych zdjęć. Dziękuję za słowa uznania:)

Tego typu doświadczenia uzmysławiają nam jak mało jeszcze wiemy i jak dużo jest do odkrycia

A na filmik czekamy...

A ta woda "płynie" w którymś kierunku? Ubywa wody w naczyniach? Nagrzewa się? Najpierw jest iskra....? po której "ślizga" się woda?

czy wiadomo, czy napięcie musi być wysokiej częstotliwości? tj czy źródłem musi być przetwornica DC HF, czy może być np powielacz RTG 120kV 50Hz? powielacz taki posiadam i zastanawiam się nad wykonaniem eksperymentu...
Pozdrawiam!!!

O ile mi wiadomo to woda destylowana jest izolatorem i posiada ona swoje właściwości np.: napięcie przebicia (w powietrzu to chyba jest 10-30kV/cm). Dzięki tak dużemu napięciu może w pewien sposób wymusić przez pewien "moment przebicia" dzięki któremu obwód się zamyka. Oczywiście dobrzy elektrycy wiedzą, że prąd idzie po najmniejszej linii oporu i dąży do tego by zamknąć obwód kiedy nie jest zwarty. Natomiast nie jestem pewien dlaczego się robi "most wodny".
-Może dlatego że jak iskra "przeskakuje" to potrzebne napięcie przebicia jest większe od wody destylowanej i dlatego łączy je "mostem wodnym" i utrzymuje żeby miała mniejszy opór przy przewodzeniu?
Odpowiedź na to pytanie pozostawiam wam. Ja tylko w skrócie opisałem na czym to polega (raczej poprawnie).

Ja stawiam na bipolarny charakter cząsteczek wody.... Skoro do 2 pojemników z wodą przyłożona jest bardzo duża różnica potencjałów, to między pojemnikami jest bardzo silne pole elektryczne. w silnym polu elektrycznym dipole (cząsteczki H2O) układają się biegunami wzdłuż linii pola... w skali makro - powstaje "most" - czyli ileśtam odpowiednio wzajemnie ułożonych cząsteczek wody w polu elektrycznym. Dlatego też tak ważna jest absolutna czystość wody - aby nie była elektrolitem i żeby można zachować różnicę potencjałów między pojemnikami bez przepływu prądu. Tak dla zobrazowania... cząsteczka wody w polu elektrycznym zachowuje się jak kompas(magnes) w polu magnetycznym (spróbujcie umieścic kompas między 2 magnesami). Należy pamiętać, ze oddziaływania elektrostatycznie są DUŻO silniejsze niż oddziaływania grawitacyjne - stąd można wnioskować utrzymywanie się mostu... (autor napisał, że czasami trzeba utworzyć most ręcznie, a ten się utrzyma).
Temat bardzo ciekawy, chętnie usłszę odpowiedź jakiegoś fizyka na poziomie doktoranckim lub profesorskim
Pozdrawiam!!

memphis - skoroś taki mądry, to zapraszam do dyskusji, popraw mnie, jeśli napisałem coś źle. Jeśli chodzi o doktorantów fizyki - zdziwiłbyś się ilu ich jest na elektrodzie. Z polibudy gliwickiej osobiście znam kilku z nich.

Bialy20 Zagrożenie jest zawsze. Być może z teoretycznego punktu widzenia nie, natężenie może być małe, ale skoro nie sprawdzałem na sobie, czy zabija, ostrzegam...
Jak pisałem, natężenie prądu jest sprawą drugorzędną. Grubość zależy od
A)Napięcia
B)Odległości- im większa, tym cieńszy most, co jest logiczne, bo trzeba większej siły, zeby go utrzymać
c)Kształtu a raczej krawędzi naczyń. Jest to ważny czynnik. Próbowałem z dwoma rodzajami pojemników. Jedne miały ostre krawędzie, most nie miał grubości nawet milimetra. Natomiast na innych (być może robiłem to na innej konfiguracji sprzętowej, co nie zmienia faktu, że zależność na pewno istnieje), które miały krawędzie z niewielkim poziomym "pierścieniem", most miał ze dwa mm, czasem był zbyt ciężki, by mógł się utrzymać
Nie próbowałem, brak czasu, chęci i płynów, trzeba by znaleźć inny równie dobry i do tego czysty izolator (odwołuję się do stałej dysocjacji wody), nie wiem, czy coś takiego jest powszechnie dostępne (czyt. do kupienia nie w internecie).

1stmadafaka
Chyba tak, gdy eksperymentowałem, kilka razy most albo "walił się" i woda ciekła po ściankach, albo wisiał pomiędzy naczyniami i w połowie odległości woda kapała, tworząc mały "wodospad", po jakimś czasie, przy wyłączonym zasilaniu, ze zdumieniem zauważyłem, że ubyło jej tylko w jednym pojemniku.
Jeżeli jest niewielka odległość, nie ma iskry, most "się po prostu buduje", albo trzeba go sprowokować Jeżeli jest zbyt duża, powstają łuki i, co ciekawe, kropelki wody przeskakują (!) z jednego naczynia do drugiego Elektryczność statyczna robi swoje...

Morpheusss
Możesz spróbować, dotychczas eksperymentowałem tylko na wysokich częstotliwościach, gdyby nie działało, możesz dać na wyjściu jakiś kondensator, żeby utrzymać ciągłość napięcia. Napisz, czy się udało.

tdx110
Jak już pisałem, woda ma bardzo niewielkie właściwości przewodzące. Toteż przy mniejszej odległości "opłaca się" wytworzyć łuk. Natomiast spekulował bym ze stwierdzeniem

Quote:

-Może dlatego że jak iskra "przeskakuje" to potrzebne napięcie przebicia jest większe od wody destylowanej i dlatego łączy je "mostem wodnym" i utrzymuje żeby miała mniejszy opór przy przewodzeniu?

Zdarzało się, że most powstawał "po prostu" pomiędzy oddalonymi na niewielką odległość pojemnikami bez widocznych łuków.

Morpheusss
Co do pierwszej części wypowiedzi - dokładnie tak samo sądzę

Btw pokazywałem te zdjęcia dwóm doktorom/profesorom (nie pamiętam już) z uczelni, miałem robić projekt o mostach, i odpowiedź brzmiała, że mógłbym zbadać, na jakiej zasadzie to funkcjonuje...
Niestety brakło czasu a i koordynatorka [chyba dyrektorka Pałacu Młodzieży w Katowicach] nawet nie zobaczywszy go na żywo stwierdziła, że "trzeba mieć talent, popatrz na tych chłopaków", toteż podziękowałem i poszedłem :]

Frog_Qmak
Taaakk... Dyrektorka Pałacu Młodzieży w Katowicach... parę lat temu, kiedy w Katowicach był YSIC, zgłosiłem się do niej z prezentacją nt cewki tesli, zbudowałem sztukę dającą 120cm iskry. Ta bez zerknięcia na to co przyniosłem stwierdziła że oni już mają TC na pokaz(jakiś jej pupilek z koła fizycznego albo z płatnego liceum w PM zrobił sstc z centymetrową iskrą) - od tego czasu nie mam szacunku do tego co organizowane jest w Pałacu Młodzieży. Tam wszystko rządzone jest przez tą jedną babę i prawda jest taka - jeśli nie masz tam znajomości, to nawet z Tobą nie porozmawiają :]

Widzę tutaj grono miłośników "Uli"
A swoją drogą owy most pomimo że mały to faktycznie interesujące zjawisko.

Jest jakieś praktyczne zastosowanie tej właściwość wody? Czytałem że zostało to zjawisko niedawno odkryte. a więc jak nie ma jeszcze praktycznego zastosowania do czego by mogło by być zastosowane w przyszłości?

Co do praktycznego zastosowania, póki co nie ma...jest to ciekawostka

memphis_2007

Quote:

Researchers have not yet figured out exactly how this phenomenon occurs

marasneo
napisz, gdy będziesz miał jakieś spostrzeżenia
Sam bym się chętnie pobawił, ale czasu brak...

LINK do pdf'a badaczy

Ciekawe, most odkształca się, jeśli zbliży się do niego naładowany elektrostatycznie przedmiot...

Apropos innych ciekawych efektów, co prawda nie z wodą, ale sądzę, że warto zobaczyć:
youtube

P.S.Olej spożywczy nie jest najlepszym izolatorem- długość wyładowań. Polecam rycynowy

Jak to nieznane ? Jest cała gałąź nauki traktująca o tym - elektrohydrodynamika.

Z ciekawych efektów związanych z WN i cieczami jest jeszcze tzw. stożek Taylora ( "Taylor cone").

otwór zbiornika z cieczą umieszcza się w silnym polu elektrycznym; ciecz przyjmuje kształt wspomnianego stożka. Ale to nie wszystko, na szczycie stożka powstaje cienki słup wody (tzw. jet) i utrzymuje się stabilnie do pewnego momentu, gdy siły culombowskie nie rozerwą cieczy na drobne kropelki.

Całe zjawisko ma wiele praktycznych zastosowań:
- "elektrosprayowanie" (nie wiem jaki jest polski odpowiedniki)
- elektroprzędzenie (zwłascza cieńkich włókien)
a nawet napęd mikrosatelitów (thrusters).

Pozdrawiam,
Paprykarz

Wydaje mi się, że zjawisko będzie mozna zaobserwować wyłacznie w cieczach dipolowych (woda jest cieczą dipolową). Znalazłem taką tabelkę
http://www.trimen.pl/witek/ciecze/old_index.html
Jest sporo cieczy wykazujacych duży moment dipolowy, ale wiekszość palnych albo trujących.
Proponowałbym glikol etylowy lub glicerynę, obie substancje palne niestety

Witam. Bardzo fajne zjawisko, ale mam pytanie ma generator na cewce zapłonowej od samochodu czy napiecie rzedu 20kv wystarczy zeby przeprowadzic doswiadczenie??

nie operowałem z tak niskimi napięciami, nie wykluczone, że się uda, spróbować możesz, koszt niewielki. Napisz czy się udało, życzę powodzenia
rysta
Mhm, gliceryna i łuki, to się może źle skończyć... ale tabela niczego sobie

W przyszłym tygodniu spóbuję wykonać doświadczenie z wodą, jeśli nie wyjdzie, to ryzyk-fizyk podejmie się zabaw z gliceryną - gaśnica pod ręką będzie
memphis :
Nikt tutaj nie powiedział, że jest doktorantem ; )

Jak bardzo można wyciągnąć ten most ? Co się dzieje gdy się go zerwie ? Czy woda przeplywa z pojemników czy tylko woda zjednego i drugiego lączy się w równych odleglościach od pojemników ? A gdyby zabarwić wodę w jednym i w drugim pojemniku na różne kolory ? można by wtedy to zauważyć.

jsp wrote:

[...]A gdyby zabarwić wodę w jednym i w drugim pojemniku na różne kolory ? można by wtedy to zauważyć.

Gdyby się zabarwiło wodę, wtedy przestaje już być destylowana (może zacząć przewodzić prąd)... Może udało by się przeprowadzić ten eksperyment gdyby roztwory po zabarwieniu nadal pozostały dielektrykami. Ale tego nie jestem na 100% pewien

mój rekord to jakiś centymetr-półtora
m_arti21
Widziałem ten filmik, oto, co daje woda destylowana dla potrzeb laboratoryjnych i szkło z zaokrąglonymi krawędziami...
jsp
to dzieje się zbyt szybko, by dokładnie zaobserwować; zastanawiające jest to, że przepływa z jednego pojemnika do drugiego (co akurat nie musi być regułą). możliwe, że most powstaje właśnie w ten sposób... albo dwa niezależne "zarodki" poruszają się ku sobie (1/2odległości)
eu43
dokładnie, trzeba by znaleźć barwniki będące bardzo dobrymi dielektrykami, co jest trudne do wykonania, zważywszy na poruszony wyżej problem przy szukaniu substytutu dla wody

Mam w domu maszynę elektrostatyczną. Kiedyś w pracowni przy użyciu zwykłego oleju słonecznikowego zauważyłem, że formuje on bardzo wysoki poziom cieczy wokół elektrod, odchylając je ku górze, formował się stożek. Tak to już ciecze mają przy wysokich stałych napięciach. Na jakiejś stronie z wysokimi napięciami było już to opisywane (anglojęzycznej), ale tylko z jedną elektrodą przyłożoną do tafli wody, druga zanurzona. Pozdrawiam.

[youtube]http://pl.youtube.com/watch?v=OsW8zctD7CM[/youtube]
To też jest fajne.

Krokus22
myślisz o tej stronie: http://tesladownunder.com/ ?

a gdyby zabarwić wode barwnikiem spożywczym lub jakimś pochodzenia roślinnego?

jsp wrote:

a gdyby zabarwić wode barwnikiem spożywczym lub jakimś pochodzenia roślinnego?

eu43 wrote:

Gdyby się zabarwiło wodę, wtedy przestaje już być destylowana (może zacząć przewodzić prąd)... Może udało by się przeprowadzić ten eksperyment gdyby roztwory po zabarwieniu nadal pozostały dielektrykami.

Frog_Qmak wrote:

eu43
dokładnie, trzeba by znaleźć barwniki będące bardzo dobrymi dielektrykami, co jest trudne do wykonania, zważywszy na poruszony wyżej problem przy szukaniu substytutu dla wody

kilka postów wczesniej...
Podaj mi barwnik pochodzenia roślinnego, który nie jest elektrolitem i można go nabyć

Zrubo
Ciekawe spostrzeżenie Obawiam się jednak, że ma on zbyt dużą gęstość, nie wiem jak z właściwościami polarnymi, może spróbuję w miarę wolnego czasu...
Dodatkowo, w filmiku, który podałem wcześniej, powielacz osiągał kilkukrotnie krótsze wyładowania, niż "na powietrzu", z czego wniosek, że olej roślinny nie jest idealnym izolatorem

a się tak zastanawiam co do zasady działania tego ustrojstwa .
Przecież woda minimalnie przewodzi, a wokół każdego przewodnika tworzy się pole magnetyczne, więc dosłownie woda jest magnesem. Tak np. z miedzią niby nie jest magnetyczna ale może takie pole wytwarzać. Podejrzewam że tu o coś takiego może chodzić.