关于电场的几点思考

李鹏卓

(北京市海淀区西三旗悦秀路北京明园大学 100089)

发电的本质是将物体中的正负电荷分离；电能的本质是正电荷和负电荷在中和时所释放的能量；发电机的本质是源源不断的促使正电荷和负电荷分离，由于异种电荷相互吸引，分离后的正电荷和负电荷将会自发的获得相互靠近的趋势，即电动势(电压)；电荷在电动势的作用下定向流动再次中和就可以释放能量，对外做功.

一、关于感应电容发电机工作原理

感应电容发电机的原理：感应电容发电机最核心的思想是“静电感应，旋转电容”

1.对A和B两个正对金属板充电使其产生静电场，X和Y为放入此电场里的两段金属，如果将X和Y用导线连接，导线里会产生一个瞬间电流.如图1.

图1

2.设置一个圆筒状的轮子，在其内侧镶嵌两个金属片C和D，使得C和D在转到水平方向上时，能够与静触点M和N相贴接触.那么如果我们不断的用外力转动轮子(使C和D交换位置，搬运X和Y上的电荷)那么每转一圈.导线中就会有一次瞬间电流.如图2.

图2

3.在轮子内侧设置三对金属片，转动轮子一圈就会有三次瞬间电流，设置100对相互独立的金属片，转动一圈就会有100次瞬间电流.如图3.

图3

4.如果我们将搬用电荷的金属片用莱顿瓶式电容代替，提高每次接触时搬用电荷的总量，那么就可以大幅提高发电效率.如图4.

图4

二、该感应电容发电机与韦氏感应起电机相比有以下优势

1.多引入了一组对称极板和高压电源来产生外电场，但这对产生外电场的极板其实几乎不消耗电能，我们可以将这对极板用绝缘材料包裹，防止电荷转移.这样做的好处：使外电场和输出端成为两个系统，他们互不影响，有了稳定的外电场才能有稳定的电流输出.

2.该种发电机的搬运极板可以直接替换成电容模块，电容和电容材料的进步将极大的提高该种发电机的发电效率.(比如用石墨电容模块，做为搬运极板，进一步提高电荷搬运效率)

三、该感应电容发电机与电磁感应发电机相比的优势

1.完全撇开电磁感应，整个发电过程中没有磁场参与，所以可以完全避免电磁感应发电机：永磁铁定子退磁，电磁铁定子消耗电能，转自磁化消耗额外机械能等弊端.

2.该种电容发电机转动时需要的外力相比与传统电磁感应发电机要小的多，特别适合风能发电，电动车节能自发电等领域.(现实生活中两个磁铁靠近时作用力很强，但是两个带电金属片或者纸片，即使它们之间的电压有上万伏，作用力也很小；电磁感应发电机在转动的时候转子和定子相当于两个磁铁，感应电容发电机转动的时候转子和定子相当于两个带电的金属片，哪个阻力大显而易见)

如果我们打造这样的一套系统：用静电感应原理将机械能转化成电能(感应电容发电机)，再用电磁感应原理将电能转化成机械能(磁感应电动机)，这样的系统能量转化率会比现有系统更高吗？值得我们去深入研究.

参考文献：

[1]周符明.电场发电机的超能发电原理[J].中国发明与专利,2010(10):35.

[2]李世春.新型感应发电机励磁控制系统设计[D].长沙：湖南大学,2009.