Come promesso ecco un compendio esaustivo di tutti i dati per costruire un Parallel Path performante, e un motore che utilizzi la tecnologia della deviazione e quadruplicazione magnetica. Il punto centrale e interessante è proprio questa caratteristica, assolutamente scientifica e provata, di poter deviare un flusso magnetico, da una parte all’altra di un nucleo, con una minima spesa energetica. Cos'è il Parallel Path Vediamo prima di tutto cos’è un Parallel Path (di seguito PP). Il PP è un dispositivo costituito da due nuclei orizzontali e due nuclei verticali, il tutto a formare un rettangolo, che riesce a fornire più flusso magnetico in uscita di quello in entrata. Ogni nucleo orizzontale ha nel centro una bobina di rame, e vengono tenuti insieme da due magneti, orientati nella stessa polarità, posti all’estremità dei poli, come si vede dalla figura 1 Figura 1: magneti permanenti e nuclei I due nuclei verticali sono semplicemente attaccati ai 4 poli dei nuclei orizzontali, e restano lì ben ancorati grazie alla forza esercitata dai magneti. Cerchiamo ora di spiegare nel dettaglio come funziona e quali principi sfrutta un Parallel Path: Nel PP esistono due flussi permanenti generati dai due magneti, questi 2 flussi sono concatenati  nei due nuclei verticali, e restano lì in un equilibrio molto precario. Siccome un flusso magnetico tende sempre a scegliere la "strada" con minor resistenza possibile, e siccome la strada più semplice e corta per chiudere il circuito è passare nei nuclei verticali, sarà proprio lì che troveremo i nostri flussi che resteranno, come descritto in fig. 1, nei nuclei verticali anziché andarsene in giro nei nuclei orizzontali o all'esterno degli stessi. In concreto non vi è però, per il flusso magnetico, una decisa convenienza nello scegliere questa strada infatti i due flussi sono in equilibrio molto instabile e basta un nulla per farli spostare tutti da un lato o tutti dall’altro. Per creare questo squilibrio possiamo agire su due bobine realizzate sui nuclei orizzontali (vedi sempre fig.1). Dando una piccola energia su di esse creiamo quella situazione di squilibrio che ci permette di spostare i flussi magnetici dei magneti permanenti a nostro piacimento, con una piccolissima spesa energetica. Ma in cambio questi flussi magnetici possono svolgere un lavoro che dipende dalla potenza dei magneti... quindi anche molto ma molto maggiore dell'energia da noi fornita per spostare i nuclei. Ma andiamo per passi.   Figura 2: flussi in equilibrio Figura 3: Flussi deviati in un lato La dinamica di comportamento dei flussi magnetici è molto simile, come esposto da Maxwell, alla dinamica dei fluidi. Si può paragonare il flusso magnetico generato dai magneti a una condotta dell’acqua sotto pressione, dove la densità del flusso magnetico è rappresentato dalla pressione dell’acqua e la grandezza dei magneti dalla portata della condotta. Possiamo invece paragonare le bobine a dei rubinetti. Cosa succede se apriamo il nostro rubinetto dell’acqua? Che uscirà l’acqua a una pressione “x” ma l’acqua che esce dal rubinetto può compiere un lavoro assai maggiore di quello che abbiamo compiuto noi per aprire il rubinetto! Questo, molto semplificatamente, è il principio di funzionamento di un PP ed ecco perché possiamo ottenere molto più flusso magnetico di quello generato dalle bobine (rubinetti), perché in realtà la potenza del flusso ce la danno i magneti permanenti e non l'energia che forniamo noi alle bobine. Il secondo principio della termodinamica non viene intaccato. Andiamo per caso contro le leggi della fisica quando apriamo il rubinetto di casa? Penso di no! Oppure andiamo contro le leggi della fisica quando accendiamo il nostro condizionatore a pompa di calore? La risposta è sempre no. Anche le pompe di calore forniscono più energia in uscita (sottoforma di calore) di quella in entrata con un COP anche pari a 3. Semplicemente l'energia che non mettiamo noi la mette qualcun'altro, arriva da un'altra parte. Cerchiamo ora di scendere più nel dettaglio tecnico. I magneti che noi utilizziamo sono magneti al neodimio quadrati 50 x 50mm alti 25mm con un flusso di circa 1.1 Tesla. Il materiale utilizzato per i nuclei sono lamierini di ferro a grani orientati. Questi lamierini hanno una soglia di saturazione di 1.3 Tesla circa, quindi per farli lavorare bene è necessario utilizzare un quantitativo doppio di ferro rispetto all’area dei magneti in modo da avere la metà del flusso magnetico presente ma con una maggiore superficie e quindi capacità di contenere il flusso senza raggiungere la saturazione. I nostri magneti presentano quindi un flusso di 0.55 T su un polo e 0.55 T sull’altro. Ora, nei nuclei verticali avremo, a condizione di riposo,  1.1T \ 2 = 0,55T diviso due perché c'è il doppio del ferro rispetto all'area del magnete (vedi fig. 2). Dando corrente alle bobine e arrivando a un flusso pari a 0.1 T generato avviene la completa deviazione dei flussi con la conseguenza di trovarli entrambi spostati su uno stesso lato (vedi fig. 3). Ecco che ora su uno dei due nuclei verticali passeremo da 0.55 T a 1.1 T avendo quindi un guadagno di ben 0.55 T con 0.1 T sulle bobine. Quindi con soli 0.1 T in ingresso, riusciamo a ottenere in uscita un delta di 0.55 T! Con le dimensioni del nostro PP riusciamo ad avere questo delta con soli 0.35 watt in ingresso sulle bobine arrivando a più di 500 Kg di forza utile. Passiamo adesso a un altro aspetto molto importante del Parallel Path e cioè la quadruplicazione magnetica. Nulla di trascendentale: ci serviremo esclusivamente di formule di fisica classica. Abbiamo detto che il PP riesce a spostare sui poli un delta di 0.55 T, però partendo già da altri 0.55 T presenti, cosa ben diversa dal dover partire da 0 T e arrivare a 0,55 T. Cerchiamo di capire meglio applicando delle formule. L'area totale dei 2 poli del PP è di 108 cm². La formula per calcolare la forza di attrazione fra due superfici vicine è la seguente: AB² ----- = F  2u -dove A è la superficie espressa in cm² - B è il flusso magnetico espresso in Tesla - u la permeabilità del vuoto pari a 4π x 10^-7 Inizialmente sui poli del PP avremo, a condizione di riposo, i nostri 0.55 T per polo. Applicando la formula vengono fuori 1.300 Newton pari a circa 132.6 Kg. Dando tensione alle bobine generiamo, nel centro dei nuclei orizzontali, un flusso di 0.1 T ovvero 4.4 Kg. Questo piccolo flusso crea lo squilibrio magnetico che comporta la deviazione del flusso tutto da un lato, ottenendo che i due flussi da 0.55 T si concentrano entrambi in un polo. Di primo impatto sembrerebbe che la forza risultante sul polo si ottenga sommando le due forze e cioè 132.6 Kg più 132.6 Kg. Ma questo è sbagliato poichè a sommarsi non sono le forze ma i flussi e applicando correttamente la formula, con un flusso di 1.1 T avremo ben 530 Kg e non 265. Ecco quindi la quadruplicazione della forza ci possiamo accorgere infatti, che se moltiplichiamo i 132 Kg per 4 otteniamo proprio 530 Kg. Questo è importante per capire la differenza fondamentale fra un delta di “x” Tesla, e gli stessi “x” Tesla partendo da zero. Se poi vogliamo proprio avere un delta di 530 Kg partendo da 0 Kg, sarà molto semplice, basterà deviare il flusso prima da una parte e poi dall’altra, ed ecco che sui poli avremo una volta 1.1 T e un'altra 0 T, sempre con 0.1 T di spesa! L'intuizione nel poter costruire un motore ultra performante nasce proprio da qui… Se io posso avere 1.1 T dinamici su un polo generando 0.1 T con una bobina convenzionale, sicuramente, un rotore mosso da un simile flusso avrà una coppia e un rendimento molto più elevato di un classico elettromagnete, che per generare 1.1 T sicuramente produrrà calore e quindi perdite di efficienza. Va ricordato infatti che il flusso magnetico in questo caso deriva esclusivamente dai singoli magneti permanenti che sono messi in parallelo sui due nuclei del PP. La bobina che sposta il flusso, non deve far altro che sbilanciare il campo da un lato e piu il nucleo è grande, e  i magneti grandi in proporzione da non saturalo mai, e piu questa differenza diventa grande. In pratica un enorme PP avrà un rendimento molto più alto di uno piccolo, perché l'energia per deviare il flusso, per forte che sia, sarà sempre la stessa. Ma come ben sappiamo 1 tesla su 1cmq è una cosa, 1 tesla su 100cmq è un'altra! Ecco il PP permette questo, di poter disporre di un enorme quantità di flusso senza generarlo,  e di poterlo avere dinamico e non statico! Che cosa si puo' volere di piu? Ecco che allora parte il progetto di costruire un motore mosso con il Parallel Path. Dopo vari esperimenti e prove abbiamo assemblato un PP veramente performante. Riassumendo un po di numeri: - il nucleo è lungo 180mm e largo 60 per uno spessore di 90mm ottenendo un'area di ogni singolo polo di 54cm², in totale 108cm². - i magneti sono quadrati 50x50x25 con una magnetizzazione di 0.55 T su ogni polo quindi 1.1 T totali. - bobine: abbiamo visto che la migliore soluzione è di farle lunghe circa quanto il magnete. Quindi abbiamo realizzato una bobina di 55mm di lunghezza e la spira è lunga 90+60+90+60= 300mm per un numero di spire uguale a 120. La sezione del filo di rame è di 1.5mm e la singola bobina misura 0.6 Ω che messe in serie fanno 1.2 Ω.
	- il motore ha una configurazione pari dispari, tre poli statore (i PP) e 4  rotore in modo da evitare fasi di stallo. Ad oggi dovrebbe essere il primo motore nel suo genere ad essere costruito con dei PP completi, e avrà delle caratteristiche particolari: 1) non scalda! Le bobine fanno un lavoro minimo e quindi effetto joule trascurabile. 2) sono assenti le correnti di spunto e le forze elettromotrici inverse. Quindi nel momento in cui applichiamo una coppia frenante sul rotore, vedremo l'amperometro rimanere quasi immobile, e a rotore bloccato non ci sarà il minimo riscaldamento. 3) silenzioso, non ha spazzole. 4) gli altri dati saranno da testare sul campo, appena conclusa la costruzione del "mostro" Per quanto riguarda pilotaggio e sensoristica varia attendiamo. Cercheremo ora di calcolare il rendimento di un motore concepito con questa tecnologia, e confrontarlo con uno convenzionale. Le potenze in gioco Abbiamo calcolato la coppia di spunto (blocco) di un motore sulla carta per poi confrontare i risultati con la pratica! Si parte con una formula semplice semplice che ci permette di calcolare la forza di attrazione tra due superfici vicine conoscendo i Tesla e l'area della superficie. La formula è la seguente: A*B2 ---------  =  F 2u Dove A è l'area di ciascuna superficie espressa in metri quadri, B è la densità del flusso magnetico espresso in Tesla e "u" è la costante di permeabilità magnetica del vuoto, pari a 4pigreco x 10-7 tesla·metri/ampere. Prendiamo ora un motore esapolare con rotore a 5 poli, questa prima formula ci servirà per sapere i Kg di tiro del polo sul rotore ma visto che il rotore quando passa davanti al polo non occuperà sempre la stessa superficie siamo costretti a fare un campionamento, scegliendo diversi punti, diciamo almeno 10, in cui calcolare le diverse forze di tiro. Fatto ciò ci renderemo conto che il rotore man mano "riempie" il polo dello statore avrà sempre più forza di tiro. Ma dobbiamo tenere in conto un problema e cioè che la forza di tiro che calcoliamo è una forza che si instaura fra rotore e polo ma non è la forza effettiva sull'asse visto che il rotore compie un moto angolare. Mentre il rotore "riempie" il polo è vero che aumenta la forza di attrazione perchè aumenta la superficie di attrazione, ma è vero anche che diminuisce l'angolo del rotore rispetto al polo e quindi il moto sull'asse risulta avere un picco massimo quando ci troviamo a circa 2\5 della superfice occupata dal rotore sul polo. Per calcolare la forza risultante dallo spostamento angolare del rotore possiamo applicare la seguente formula: Far = F * sin alfa Far= forza angolare risultante F= forza di attrazione fra le due superfici alfa= angolo espresso in radianti compreso fra il centro(cioè la metà) del polo dello statore e il centro della superficie del rotore in quello specifico istante. Si ripete questa formula per i 10 punti individuati precedentemente e dai 10 risultati si fa la media. Avremo così ottenuto la forza, espressa in Newton, che viene esercitata sul rotore, all'altezza del traferro fra statore e rotore. Per calcolare quindi i Newton che avremo sull'asse del nostro motore, dovremo infine tener conto del raggio del rotore. Per fare prima e calcolare direttamente i Nm e cioè la nostra coppia di spunto, o di blocco, possiamo ricorrere alla formula per le leve e più precisamente questa: b1 * F1 = b2 * F2   b2 sarà il raggio del rotore espresso in metri e F2 la media delle forze che abbiamo calcolato b1 invece sarà la leva applicata sull'asse del rotore, in questo caso 1 metro visto che vogliamo calcolare i Nm (Newton - metri) e cioè la coppia. F2 saranno i Nm Ora passiamo ai numeri! Allora, prendendo in esame un vecchio motore che avevamo in officina, a magneti permanenti, con 6 poli di statore e 5 poli di rotore, abbiamo calcolato con queste formule i Nm di spunto risultanti. I dati, ricavati con un gaussmetro sono questi: ogni polo è largo 3 cm e alto 3.2 cm ogni polo 1.2 T Abbiamo suddiviso il polo in 9 parti ed effettuate 9 misurazioni diverse. Applicando quindi la prima formula otteniamo che quando il rotore si trova ad occupare una superficie di 1.06 cm² la forza di attrazione con 1.2 T è di 56 Newton (vedi tabella di seguito "N_tiro") L'angolo alfa era di 20 gradi sessaggesimali e quindi 0.349 gradi radianti, abbiamo potuto calcolare la forza angolare risultante con la seconda formula, ed è di 19.59 Newton, come si può vedere dalla tabella (N taglio) Calcolate tutte e 9 si fa la media delle prime 8 lasciando l'ulitmo risultato che ovviamente è 0 perchè il polo del rotore si trova a faccia piena con il polo dello statore e quindi il movimento angolare non c'è e l'asse resta fermo. In questa fase infatti il motore non da corrente alla bobina perchè sarebbe solamente uno spreco di energia, anzi lo frenerebbe anche. Il risultato, da ottenere applicando la terza formula, tenendo conto che il raggio del rotore è di 5.5 cm, è stato di 2 Nm. Dopo aver fatto per 2 giorni le 4 di notte a pensare come si potesse fare per determinare sulla carta la coppia di spunto di un motore, a partire da - superficie polare, Tesla, angolo alfa e raggio del rotore- ci siamo precipitati in officina per verificare se il motre avesse veramente 2 Nm di coppia di spunto (blocco). Abbiamo applicato un asta di alluminio lunga 1 metro (in posizione orizzontale a 90 gradi con la forza di gravità) sull'asse del motore e in punta abbiamo applicato un piccolo peso in modo che se mettevamo una bilancia sull'estremità dell'asta segnasse 200 grammi e cioè 1.96 Nm. Data corrente al motore abbiamo visto con gran soddisfazione che la formula era PERFETTA!!! Infatti il motore teneva l'asta in perfetto equilibrio, ma bastava un piccolissimo peso in più sull'asta per farla cadere giù. Questo ci ha indicato quindi che quel motore aveva effettivamente, come predetto dalle formule, 2 Nm di coppia sullo spunto (blocco). Come ogni motore elettrico, la coppia di spunto si mantiene costante fino ad un certo numero di giri. Sapendo i Nm, ovviamente non quelli a motore in movimento ma a motore bloccato, possiamo calcolare, supponendo che i 2 Nm diventino 1.5 a 200 rpm i watt che eroga il motore, applicando la seguente formula: Nm * rpm * 2pigreco ----------------------------- = Watt                 60 ottenendo nel nostro caso 31,4 watt, ovvero il motore a 200 rpm consuma circa 40 watt con una rendita del 78.5% Questo per quanto riguarda un normale motore. Ma col nostro? Ora viene il bello!! L'efficienza del motore a Parallel path Il motore a Parallel Path che stiamo costruendo ha i poli larghi 9 cm e alti 12 cm (6+6), il rotore ha un raggio di 11,75cm, e i Tesla sono 1,1. Applicando tutte le formule vengono fuori circa 44 Nm (vedi tabella sotto, numero in rosso). Il PP per attirare i 500 Kg, consuma, a 2 decimi di cm di distanza (traferro che sarà presente fra rotore e statore), circa 4 watt, ma tenendo presente che, quando il polo del rotore sta entrando sul polo del PP l’area di attrazione è più piccola, servirà più energia per deviare il flusso, e quindi otterremmo una media di circa 10 watt. Se il nostro motore riuscirà a mantenere anche solo 30 Nm a 100 rpm ci ristroveremo con un output di circa 314 WATT Quindi perché non dovrebbe funzionare? In questo momento abbiamo completamente finito e testato a lungo il piccolo motore e stiamo completando la creazione di un primo prototipo definitivo di media potenza. Le foto e le spiegazioni della creazione del motore grosso le trovate in questa discussione: http://www.energeticambiente.it/parallel-path/14709991-come-nasce-il-motore-parallel-path-il-mostro.html Potete visionare foto e video del piccolo motore nei seguenti link: video con spiegazioni prima parte: http://video.google.it/videoplay?docid=-204882559705931365&hl=it video con spiegazioni seconda parte: http://video.google.it/videoplay?docid=4394699492820106762&hl=it Invece le foto del "mostro" le trovate qui: http://picasaweb.google.it/macgiver23/FlynnSMotor Noi siamo convinti che questo lavoro potrà portare enormi benefici alla collettività e crediamo molto in quello che stiamo facendo e ottenemdo. Verificatelo voi stessi dai link, foto e video che abbiamo prodotto. Ma soprattutto crediamo che questa sia una cosa troppo grande e importante per tenercela solo per noi, quindi la stiamo divulgando in maniera completa e completamente riproducibile da chiunque abbia un minimo di mezzi. Però necessitiamo anche dell'aiuto di tutti, sia tecnico che economico. Deve essere una creazione della gente comune per la gente comune e per rendere tutti partecipi e collaborare tutti insieme in questa unica e grande impresa segnaliamo qui di seguito l'elenco dei pezzi, misure e prezzi indicativi della nostra creatura. Chiediamo a chi può di aiutarci tecnicamente collaborando alle discussioni partendo dal seguente link: http://www.energeticambiente.it/parallel-path/ ... e a chi può aiutarci economicamente, anche con piccole cifre, di collaborarae facendo una donazione sul seguente conto corrente intestato a un'associazione ONLUS (deducibile quindi dalle tasse) garantendovi che il 100% dei vostri soldi saranno usati per sviluppare e portare a compimento questo splendido progetto: Banca della Marca Conto intestato a Energoclub Onlus IBAN: IT28 S 07084 12000 CC02 7281 0333 IMPORTANTE: mettete come causale "EAPP" per identificare che sono fondi per questo progetto. Fin'ora abbiamo già raccolto circa 800 euro grazie a diversi sostenitori ma le spese materialmente sostenute sono molto più elevate. Queste sono le principali che abbiamo già sostenuto: 6 magneti al neodimio 50mmx500mm h25mm 200 euro 150kg di acciao ai grani orientati 1.500 eur Taglio laser grani orientati 800 pezzi 1.200 eur 6 Bobine di rame 120 eur 2 cuscinetti motore 100 eur pezzi e accessori vari, utensili per le lavorazioni e strumenti di misura 350 eu parte lettronica 150 euro TOTALE 3.620 euro Grazie a tutti e a sentirci sul forum EnergeticAmbiente.it!