關于電場的幾點思考

李鵬卓

(北京市海淀區西三旗悅秀路北京明園大學 100089)

發電的本質是將物體中的正負電荷分離；電能的本質是正電荷和負電荷在中和時所釋放的能量；發電機的本質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、關于感應電容發電機工作原理

感應電容發電機的原理：感應電容發電機最核心的思想是“靜電感應，旋轉電容”

1.對A和B兩個正對金屬板充電使其產生靜電場，X和Y為放入此電場里的兩段金屬，如果將X和Y用導線連接，導線里會產生一個瞬間電流.如圖1.

圖1

2.設置一個圓筒狀的輪子，在其內側鑲嵌兩個金屬片C和D，使得C和D在轉到水平方向上時，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動輪子(使C和D交換位置，搬運X和Y上的電荷)那么每轉一圈.導線中就會有一次瞬間電流.如圖2.

圖2

3.在輪子內側設置三對金屬片，轉動輪子一圈就會有三次瞬間電流，設置100對相互獨立的金屬片，轉動一圈就會有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電效率.如圖4.

圖4

二、該感應電容發電機與韋氏感應起電機相比有以下優勢

1.多引入了一組對稱極板和高壓電源來產生外電場，但這對產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，防止電荷轉移.這樣做的好處：使外電場和輸出端成為兩個系統，他們互不影響，有了穩定的外電場才能有穩定的電流輸出.

2.該種發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電機的發電效率.(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、該感應電容發電機與電磁感應發電機相比的優勢

1.完全撇開電磁感應，整個發電過程中沒有磁場參與，所以可以完全避免電磁感應發電機：永磁鐵定子退磁，電磁鐵定子消耗電能，轉自磁化消耗額外機械能等弊端.

2.該種電容發電機轉動時需要的外力相比與傳統電磁感應發電機要小的多，特別適合風能發電，電動車節能自發電等領域.(現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，作用力也很小；電磁感應發電機在轉動的時候轉子和定子相當于兩個磁鐵，感應電容發電機轉動的時候轉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：用靜電感應原理將機械能轉化成電能(感應電容發電機)，再用電磁感應原理將電能轉化成機械能(磁感應電動機)，這樣的系統能量轉化率會比現有系統更高嗎？值得我們去深入研究.

參考文獻：

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

[2]李世春.新型感應發電機勵磁控制系統設計[D].長沙：湖南大學,2009.