李鵬卓

(北京市海淀區(qū)西三旗悅秀路北京明園大學(xué) 100089)

發(fā)電的本質(zhì)是將物體中的正負(fù)電荷分離；電能的本質(zhì)是正電荷和負(fù)電荷在中和時(shí)所釋放的能量；發(fā)電機(jī)的本質(zhì)是源源不斷的促使正電荷和負(fù)電荷分離，由于異種電荷相互吸引，分離后的正電荷和負(fù)電荷將會(huì)自發(fā)的獲得相互靠近的趨勢，即電動(dòng)勢(電壓)；電荷在電動(dòng)勢的作用下定向流動(dòng)再次中和就可以釋放能量，對(duì)外做功.

一、關(guān)于感應(yīng)電容發(fā)電機(jī)工作原理

感應(yīng)電容發(fā)電機(jī)的原理：感應(yīng)電容發(fā)電機(jī)最核心的思想是“靜電感應(yīng)，旋轉(zhuǎn)電容”

1.對(duì)A和B兩個(gè)正對(duì)金屬板充電使其產(chǎn)生靜電場，X和Y為放入此電場里的兩段金屬，如果將X和Y用導(dǎo)線連接，導(dǎo)線里會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬間電流.如圖1.

圖1

2.設(shè)置一個(gè)圓筒狀的輪子，在其內(nèi)側(cè)鑲嵌兩個(gè)金屬片C和D，使得C和D在轉(zhuǎn)到水平方向上時(shí)，能夠與靜觸點(diǎn)M和N相貼接觸.那么如果我們不斷的用外力轉(zhuǎn)動(dòng)輪子(使C和D交換位置，搬運(yùn)X和Y上的電荷)那么每轉(zhuǎn)一圈.導(dǎo)線中就會(huì)有一次瞬間電流.如圖2.

圖2

3.在輪子內(nèi)側(cè)設(shè)置三對(duì)金屬片，轉(zhuǎn)動(dòng)輪子一圈就會(huì)有三次瞬間電流，設(shè)置100對(duì)相互獨(dú)立的金屬片，轉(zhuǎn)動(dòng)一圈就會(huì)有100次瞬間電流.如圖3.

圖3

4.如果我們將搬用電荷的金屬片用萊頓瓶式電容代替，提高每次接觸時(shí)搬用電荷的總量，那么就可以大幅提高發(fā)電效率.如圖4.

圖4

二、該感應(yīng)電容發(fā)電機(jī)與韋氏感應(yīng)起電機(jī)相比有以下優(yōu)勢

1.多引入了一組對(duì)稱極板和高壓電源來產(chǎn)生外電場，但這對(duì)產(chǎn)生外電場的極板其實(shí)幾乎不消耗電能，我們可以將這對(duì)極板用絕緣材料包裹，防止電荷轉(zhuǎn)移.這樣做的好處：使外電場和輸出端成為兩個(gè)系統(tǒng)，他們互不影響，有了穩(wěn)定的外電場才能有穩(wěn)定的電流輸出.

2.該種發(fā)電機(jī)的搬運(yùn)極板可以直接替換成電容模塊，電容和電容材料的進(jìn)步將極大的提高該種發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率.(比如用石墨電容模塊，做為搬運(yùn)極板，進(jìn)一步提高電荷搬運(yùn)效率)

三、該感應(yīng)電容發(fā)電機(jī)與電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)相比的優(yōu)勢

1.完全撇開電磁感應(yīng)，整個(gè)發(fā)電過程中沒有磁場參與，所以可以完全避免電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)：永磁鐵定子退磁，電磁鐵定子消耗電能，轉(zhuǎn)自磁化消耗額外機(jī)械能等弊端.

2.該種電容發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)需要的外力相比與傳統(tǒng)電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)要小的多，特別適合風(fēng)能發(fā)電，電動(dòng)車節(jié)能自發(fā)電等領(lǐng)域.(現(xiàn)實(shí)生活中兩個(gè)磁鐵靠近時(shí)作用力很強(qiáng)，但是兩個(gè)帶電金屬片或者紙片，即使它們之間的電壓有上萬伏，作用力也很小；電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候轉(zhuǎn)子和定子相當(dāng)于兩個(gè)磁鐵，感應(yīng)電容發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候轉(zhuǎn)子和定子相當(dāng)于兩個(gè)帶電的金屬片，哪個(gè)阻力大顯而易見)

如果我們打造這樣的一套系統(tǒng)：用靜電感應(yīng)原理將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能(感應(yīng)電容發(fā)電機(jī))，再用電磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能(磁感應(yīng)電動(dòng)機(jī))，這樣的系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化率會(huì)比現(xiàn)有系統(tǒng)更高嗎？值得我們?nèi)ド钊胙芯?

參考文獻(xiàn)：

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[2]李世春.新型感應(yīng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].長沙：湖南大學(xué),2009.