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

一、關(guān)于感應(yīng)電容發(fā)電機工作原理

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

1.對A和B兩個正對金屬板充電使其產(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)線里會產(chǎn)生一個瞬間電流.如圖1.

圖1

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

圖2

3.在輪子內(nèi)側(cè)設(shè)置三對金屬片，轉(zhuǎn)動輪子一圈就會有三次瞬間電流，設(shè)置100對相互獨立的金屬片，轉(zhuǎn)動一圈就會有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)電機與韋氏感應(yīng)起電機相比有以下優(yōu)勢

1.多引入了一組對稱極板和高壓電源來產(chǎn)生外電場，但這對產(chǎn)生外電場的極板其實幾乎不消耗電能，我們可以將這對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)電機的搬運極板可以直接替換成電容模塊，電容和電容材料的進步將極大的提高該種發(fā)電機的發(fā)電效率.(比如用石墨電容模塊，做為搬運極板，進一步提高電荷搬運效率)

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

1.完全撇開電磁感應(yīng)，整個發(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：永磁鐵定子退磁，電磁鐵定子消耗電能，轉(zhuǎn)自磁化消耗額外機械能等弊端.

2.該種電容發(fā)電機轉(zhuǎn)動時需要的外力相比與傳統(tǒng)電磁感應(yīng)發(fā)電機要小的多，特別適合風(fēng)能發(fā)電，電動車節(jié)能自發(fā)電等領(lǐng)域.(現(xiàn)實生活中兩個磁鐵靠近時作用力很強，但是兩個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??；電磁感應(yīng)發(fā)電機在轉(zhuǎn)動的時候轉(zhuǎn)子和定子相當于兩個磁鐵，感應(yīng)電容發(fā)電機轉(zhuǎn)動的時候轉(zhuǎn)子和定子相當于兩個帶電的金屬片，哪個阻力大顯而易見)

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

參考文獻：

[1]周符明.電場發(fā)電機的超能發(fā)電原理[J].中國發(fā)明與專利,2010(10):35.

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