Biefeld-Brown-ilmiö on sähköinen ilmiö ionituulen esiintymisestä , joka siirtää vauhtinsa ympäröiville neutraaleille hiukkasille. Sen löysivät ensimmäisenä Paul Alfred Biefeld ( Saksa ) ja Thomas Townsend Brown ( USA ). Ilmiö tunnetaan myös nimellä elektrohydrodynamiikka analogisesti magnetohydrodynamiikan kanssa .
Fyysikko Townsend Brown havaitsi vuonna 1921, että ohuiden tai terävien ja leveiden litteiden elektrodien järjestelmä (hän käytti röntgenputkea ) korkean jännitteen vaikutuksesta yrittää liikkua ohuen elektrodin suuntaan.
Ilmiö perustuu koronapurkaukseen vahvoissa sähkökentissä , mikä johtaa ilman atomien ionisoitumiseen terävien ja terävien reunojen lähellä. Yleensä käytetään kahden elektrodin paria, joista toinen on ohut tai terävä, jonka lähellä sähkökentän voimakkuus on suurin ja voi saavuttaa ilman ionisaatiota aiheuttavat arvot, ja leveämpää, jossa on sileät reunat (ns. nostimet yleensä käytä ohutta lankaa ja metallifoliota). Ilmiö tapahtuu elektrodien välisellä jännitteellä, joka on kymmeniä kilovoltteja, jopa megavoltteja. Ilmiön suurin hyötysuhde saavutetaan jännitteillä, jotka ovat suuruusluokkaa 1 kV per 1 mm elektrodien välistä ilmaväliä, eli sähkökentän voimakkuuksilla, jotka ovat hieman pienempiä kuin ilmavälin sähköisen rikkoutumisen alku. Jos elektrodien välillä tapahtuu hajoaminen, yleensä johtopurkauksen muodossa, vaikutus häviää (koska purkaus itsessään muuttaa kaasun ioneiksi ja elektrodien yli oleva jännite on yhtä suuri kuin jännitehäviö purkauksen yli). Ohuen elektrodin lähellä tapahtuu ilman atomien ionisaatiota (happi negatiivisen jännitteen tapauksessa tässä kosketuksessa, typpi positiivisen jännitteen tapauksessa). Tuloksena olevat ionit alkavat liikkua leveää elektrodia kohti, törmääen ympäröivän ilman molekyyleihin ja antaen niille osan kineettisestä energiastaan joko muuttamalla molekyylejä ioneiksi ( iskuionisaatio ) tai kiihtyen niihin. Ohuesta elektrodista leveäksi syntyy ilmavirtaus, joka riittää nostamaan ilmaan kevyen lentävän mallin, jota kutsutaan nostimeksi tai ionolettiksi , jota käytetään usein näyttäviin tieteellisiin esityksiin. Tuloksena oleva vetovoima
missä I on elektrodien välinen virta, d on dielektrisen raon leveys ja k on tietyn tyyppisten ionien liikkuvuus tietyssä väliaineessa (suuruusluokkaa 2 x 10 ilmassa normaaleissa olosuhteissa).
Tyhjiössä vaikutus katoaa .
Biefeld-Brown-efektiä käytetään Chizhevsky -kruunuissa ja vastaavissa malleissa.
Usein tätä ilmiötä ja siihen perustuvia lentäviä malleja käyttävät myös erilaiset vaihtoehtotieteen teoriat (sähköpainovoima, fantastiset UFO -tekniikat , eri maiden hallitusten salaiset kehitystyöt jne.). Kokeiden aikana saadut ionipotkurin nostovoiman tai työntövoiman arvot ovat hyvin sopusoinnussa edellä kuvatulle fysikaaliselle mallille saatujen teoreettisten arvojen kanssa.
Teorian testaamiseksi suoritettiin kokeita matalissa paineissa ja tyhjiössä , kaasumaisen väliaineen puuttuessa vaikutus katoaa, alhaisissa paineissa se havaitaan jännitteillä, jotka ovat pienempiä kuin kaasun sähköisen hajoamisen alkaminen. Vuonna 2005 NTTM-2005 -näyttelyssä esiteltiin "Biefeld-Brown-efektilentokone", joka on pieni lentävä malli. [yksi]
MythBusters teki myös tarkistuksen : ionoplane ei toimi tyhjiössä.
Brownin nimissä myönnetyt patentit :