一种静电感应发电机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种静电感应发电机，包括第一发电结构和负载；所述第一发电结构包括第一带电组件和第一导电液体；第一导电液体通过负载与地面电性连接；第一带电组件可活动地安装在第一导电液体边缘，在第一带电组件浸没在第一导电液体中时，第一导电液体产生对应第一带电组件的电荷。本实用新型专利技术提供的静电感应发电机，利用液体与固体表面良好的接触性能，通过负载将第一发电结构中的第一导电液体和地面连通，并在第一导电液体外设置可活动地第一带电组件，以在第一带电组件浸没在第一导电液体中时，第一导电液体产生对应第一带电组件的电荷，通过改变第一带电组件所带电荷，从而可在负载中产生交变电流，提升静电感应发电机的功率密度和效率。的功率密度和效率。的功率密度和效率。

【技术实现步骤摘要】
一种静电感应发电机


[0001]本技术涉及静电感应领域，特别是涉及一种静电感应发电机。

技术介绍

[0002]静电感应是在外电场的作用下导体中电荷在导体中重新分布的现象。如图1所示，一个带电的物体与不带电的导体相互靠近时由于电荷间的相互作用，会使导体内部的电荷重新分布，异种电荷被吸引到带电体附近，而同种电荷被排斥到远离带电体的导体另一端。如橡胶棒X原已带有负电荷，可称为施感电荷，若将导体D接近带电体X时，由于同种电荷相斥、异种电荷相吸，于是X上的负电荷在D中所建立的电场将自由电子推斥至D的远棒一边，并把等量的正电荷遗留在D的近棒一边，直至D中电场强度为零。如果有一条接地引线接触到导体D，则会有若干电子流向大地。导体D因失去电子而带正电荷，这种电荷称为感生电荷。利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电。
[0003]基于静电感应原理，人们技术了静电感应发电机，如图2所示，将电导体分成两段，负载位于两段电导体之间用电导线连通，负载安装在两段电导体之间，负载与电导体之间通过导线连通。当带电体(图中画出的是带正电荷，带负电荷也可以)靠近左侧电导体时，由于静电感应的作用，右侧电导体中的负电荷就会向左侧电导体流动，左侧电导体中的正电荷则向右侧电导体中移动，从而使电流穿过负载；当带电体远离电导体时，两个电导体重新回复到不带电状态。带电体不断地接近和远离电导体，就会产生交变电流通过负载，将机械能转变为电能。
[0004]感应电荷Q可以表示成如下的形式，其中，S为带电导体与电导体的相靠近的面积，σ为电荷密度，ε0为介电常数，在真空中该介电常数为8.85
×
10-12
，u为电压，x为带电体与电导体之间的距离。由于介电常数非常小，即使电压达到数千伏，感应电荷的量也非常少，对应地电流就会非常小。只有将带电体与电导体之间的距离减少到微米甚至纳米的大小，单位面积感应出的电荷才能达到可应用的量级。当带电体与电导体之间的距离减少到的微米的量级，实际加工时要想使带电体与电导体上的两个靠近面保持这么高的平整度是非常难实现的，特别是面积越大，难度越大；同时在两个面相对运动的过程中，也非常难保证两个面平行。两个靠近面不平整或者两个面不平行，意味着实际的有效靠近距离就会大打折扣，感应电流就会大幅度减少。也正是因为这个原因，电荷感应发电技术未得到广泛的应用。

技术实现思路

[0005]鉴于上述技术缺陷和应用需求，本技术实施例提供一种静电感应发电机，解决现有感应电荷发电技术加工、控制困难的问题，同时提升静电感应发电机的发电量和功率密度。
[0006]为解决上述问题，本技术提供一种静电感应发电机，包括：第一发电结构和负
载；
[0007]所述第一发电结构包括：第一带电组件和第一导电液体；
[0008]所述第一导电液体通过所述负载与地面电性连接；所述第一带电组件可活动地安装在所述第一导电液体边缘，以在所述第一带电组件浸没在所述第一导电液体中时，所述第一导电液体产生对应所述第一带电组件的电荷。
[0009]进一步地，所述第一带电组件包括：第一正电带电体和/或第一负电带电体；所述第一正电带电体和/或所述第一负电带电体可活动地安装在所述第一导电液体边缘，以在所述第一正电带电体或所述第一负电带电体浸没在所述第一导电液体中时，所述第一导电液体产生对应所述第一正电带电体或对应所述第一负电带电体的电荷。
[0010]进一步地，所述第一带电组件还包括：第一正电带电体、第一负电带电体和分别用于控制所述第一正电带电体和所述第一负电带电体在所述第一导电液体边缘移动的第一驱动装置；所述第一驱动装置同时与所述第一正电带电体和所述第一负电带电体连接，以在需要发电时，控制所述第一正电带电体浸没在所述第一导电液体中，并将所述第一负电带电体置于所述第一导电液体外；或控制所述第一负电带电体浸没在所述第一导电液体中，并将所述第一正电带电体置于所述第一导电液体外。
[0011]进一步地，所述第一带电组件还包括：第一绝缘层；所述第一绝缘层包裹在所述第一正电带电体和所述第一负电带电体外。
[0012]进一步地，所述静电感应发电机还包括：第二发电结构；所述第二发电结构包括：第二导电液体；所述第一导电液体通过所述负载与所述第二导电液体电性连接。
[0013]进一步地，所述第二发电结构还包括：第二带电组件；
[0014]所述第二带电组件可活动地安装在所述第二导电液体边缘，以在所述第二带电组件浸没在所述第二导电液体中时，所述第二导电液体产生对应所述第二带电组件的电荷。
[0015]进一步地，所述第二带电组件包括：第二正电带电体和/或第二负电带电体；所述第二正电带电体和/或所述第二负电带电体可活动地安装在所述第二导电液体边缘，以在所述第二正电带电体或所述第二负电带电体浸没在所述第二导电液体中时，所述第二导电液体产生对应所述第二正电带电体或对应所述第二负电带电体的电荷。
[0016]进一步地，所述第二带电组件还包括：
[0017]第二正电带电体、第二负电带电体和分别用于控制所述第二正电带电体和所述第二负电带电体在所述第二导电液体边缘移动的第二驱动装置；所述第二驱动装置同时与所述第二正电带电体和所述第二负电带电体连接，以在需要发电时配合所述第一驱动装置；
[0018]所述第二驱动装置在所述第一正电带电体浸没在所述第一导电液体中，且所述第一负电带电体置于所述第一导电液体外时，控制所述第二负电带电体浸没在所述第二导电液体中，并将所述第二正电带电体置于所述第二导电液体外；
[0019]所述第二驱动装置在所述第一负电带电体浸没在所述第一导电液体中，且所述第一正电带电体置于所述第一导电液体外时，控制所述第二正电带电体浸没在所述第二导电液体中，并将所述第二负电带电体置于所述第二导电液体外。
[0020]进一步地，所述第二带电组件还包括：
[0021]第二绝缘层；所述第二绝缘层包裹在所述第二正电带电体和所述第二负电带电体外。
[0022]进一步地，所述第一发电结构还包括：用于收容所述第一导电液体的第一导电液体槽；所述第二发电结构还包括：用于收容所述第二导电液体的第二导电液体槽。
[0023]本技术提供的静电感应发电机，利用液体与固体表面良好的接触性能，通过负载将第一发电结构中的第一导电液体和地面连通，并在第一导电液体外设置可活动地第一带电组件，以在第一带电组件浸没在第一导电液体中时，第一导电液体产生对应第一带电组件的电荷，通过改变第一带电组件所带电荷，从而可在负载中产生交变电流，有效提升静电感应发电机的功率密度和效率。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种静电感应发电机，其特征在于，包括：第一发电结构和负载；所述第一发电结构包括：第一带电组件和第一导电液体；所述第一导电液体通过所述负载与地面电性连接；所述第一带电组件可活动地安装在所述第一导电液体边缘，以在所述第一带电组件浸没在所述第一导电液体中时，所述第一导电液体产生对应所述第一带电组件的电荷。2.根据权利要求1所述的静电感应发电机，其特征在于，所述第一带电组件包括：第一正电带电体和/或第一负电带电体；所述第一正电带电体和/或所述第一负电带电体可活动地安装在所述第一导电液体边缘，以在所述第一正电带电体或所述第一负电带电体浸没在所述第一导电液体中时，所述第一导电液体产生对应所述第一正电带电体或对应所述第一负电带电体的电荷。3.根据权利要求1所述的静电感应发电机，其特征在于，所述第一带电组件还包括：第一正电带电体、第一负电带电体和分别用于控制所述第一正电带电体和所述第一负电带电体在所述第一导电液体边缘移动的第一驱动装置；所述第一驱动装置同时与所述第一正电带电体和所述第一负电带电体连接，以在需要发电时，控制所述第一正电带电体浸没在所述第一导电液体中，并将所述第一负电带电体置于所述第一导电液体外；或控制所述第一负电带电体浸没在所述第一导电液体中，并将所述第一正电带电体置于所述第一导电液体外。4.根据权利要求2所述的静电感应发电机，其特征在于，所述第一带电组件还包括：第一绝缘层；所述第一绝缘层包裹在所述第一正电带电体和所述第一负电带电体外。5.根据权利要求3所述的静电感应发电机，其特征在于，所述静电感应发电机还包括：第二发电结构；所述第二发电结构包括：第二导电液体；所述第一导电液体通过所述负载与所述第二导电液体电性连接。6.根据权利要求5所述的静电感应发电机，其特征在于，所述第二发电结构还包括：第二带电组件；所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡剑英，罗二仓，张丽敏，陈燕燕，吴张华，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：新型
国别省市：