将热能转换成电能的电路制造技术

一种涉及将热能转换成电能的电路，由单向性元件①与其内部能产生固有无序电子运动的元件②相互串联或相互并联成基本单元③，由基本单元③组成串并联电路。该串并联电路构成热能转换成电能基本电路，再由基本电路进一步进行各种组合的串、并联构成能转换更大电能功率的电路。本发明专利技术能自动地将自然界及人类活动产生热量的一部分转成电能供人们使用，既安全又清洁。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种将热能转换成电能的电路属热能发电领域。
技术介绍
目前产生电能的方法，即通常所说的发电主要通过机械能转换成电能，其设备庞大并且需要维护，特别是其中需要通过燃烧产生机械运动进而发电的技术存在污染环境以及面临能源危机的缺点。人们致力于寻找其它产生电能的方式。例如太阳能发电，它只能应用在有太阳光照射的条件下；核发电，它有核泄露的危险等。
技术实现思路
本专利技术通过单向性元件利用电路中固有的各种无序电子运动(主要是热运动)产生可以驱动负载的定向电流，即产生电能。同时它还有降温的作用。它在使用时不污染环境，也没有事故危险。本专利技术的将热能转换成电能的电路，由等效为单向性元件与其内部能产生固有无序电子运动的元件相互串联或相互并联成基本单元，再由基本单元组成串联电路。由该串联电路再组成并联电路构成热能转换成电能的基本电路，还可将所述基本电路组成一行一行的串联电路。由该一行一行的串联再并联成将热能转换成电能的电路；也可将基本单元并联成电流源电路，再由该电流源电路串联成电压源电路；再将该电压源电路并联成电流源电路，再由该电流源电路串联成电压源电路等等。以获得更大电能功率。总之，利用基本单元，采用串联或并联或串并联的联接方式，以求得能够满足需要的电能。单向性无件是指其伏安特性不是奇函数的元件，如PN结的二极管、三极管等。内部能产生固有无序电子运动的元件，如电阻元件或可以等效为电阻的元件。本专利技术的基本原理是，像电阻这类元件固有的热运动产生无序电子运动。表现为热噪声，可以等效为一个大小和方向不断变化的电源其均方差大小为vn＝4kTRΔf，(k为玻尔兹曼常数，T为电阻的绝对温度，R为电阻的阻值，Δf为电路的通频带)。上述所专利技术的基本单元产生的电流随时间的平均值为非零值，可以认为有定向电流，但是它非常微小的，不足以使用。本专利技术则是通过串并方式大量地组合使用这个基本单元，根据随机过程理论可以产生定向电流，同时也能增加其所转换电能的功率。将基本单元进行串联和并联，串联的目的是增加其驱动电压，并联的目的是增加其驱动电流并降低其内阻。也可以将已串联或并联的电路作为单元，再采用串联或并联或串并的形式，进一步地增加电路的驱动能力。本专利技术所形成的产品，能自动将自然界及人类活动所产生热量的一部分转换成电能供人们使用，是一种安全清洁的发电设备。另外，它在产生电能时吸收了周围的热量，可以用于降温目的。本专利技术置于自然环境中能有效地转成电能。四附图说明图1基本单元电路联接方式示意图，其中图(a)为串联方式，(b)为并联方式。图中标号名称①单向性元件②电阻或可以等效为电阻的元件。图2将热能转换成电能的电路之一。图中标号名称③为图1中的基本单元。图3将热能转换成电能的电路之二。图中标号名称④为图2中的电路。图4电流源之一。图5，电压源之一。图6电流源之二。图7电压源之二。五具体实施例方式图1是基本单元电路的联接方式，其中图(a)所示的基本单元是等效为单向性元件①与其内部能产生固有无序电子运动的元件②相互串联；图(b)所示的等效为单向性元件①与其内部能产生固有无序电子运动的元件②相互并联。图2是将热能转换成电能电路的一种基本电路，即将图1所示的基本单元③进行串联构成一行一行的串联电路，再将一行一行的串联电路进行并联。图3是将图2所示的电路作为一个单元④，将单元④进行串联构成一行一行的串联电路，再将一行一行的串联电路进行并联。在图1(a)的串联方式中，选择元件②为10MΩ电阻，单向性元件①为二极管。二极管的伏安特性为i=Is(evqkT-1),]]>(k为玻尔兹曼常数，T为绝对温度，q为电子电量，在室温下，kTq≈26mV;]]>i为流过二极管的电流，v为施加在二极管两端的电压)。设计二极管反向饱和电流Is为1nA，二极管的通频带为1GHz，则(经计算机模拟计算)这个基本单元的平均电流约为10pA。将100000个这样的基本单元并联(二极管方向一致)，根据随机过程理论的各态遍历性质可以将这100000个并联的基本单元等效为图4所示的电流源。再将10000个图4所示电路串联(二极管方向一致)，则可以得到图5所示的电压源。再将1000000个图5所示电路并联(二极管方向一致)，则可以得到图6所示的电流源，或可等效为图7所示的电压源。可以采用微电子集成电路技术实现上述电路。权利要求1.一种将热能转换成电能的电路，其特征在于基本单元由等效为单向性元件与其内部能产生固有无序电子运动的元件相互串联或相互并联；再由该基本单元组成串并联电路构成将热能转换成电能的电路。全文摘要一种涉及将热能转换成电能的电路，由单向性元件①与其内部能产生固有无序电子运动的元件②相互串联或相互并联成基本单元③，由基本单元③组成串并联电路。该串并联电路构成热能转换成电能基本电路，再由基本电路进一步进行各种组合的串、并联构成能转换更大电能功率的电路。本专利技术能自动地将自然界及人类活动产生热量的一部分转成电能供人们使用，既安全又清洁。文档编号H02N11/00GK1585257SQ200410041228公开日2005年2月23日 申请日期2004年6月10日 优先权日2004年6月10日专利技术者方晖, 陈启美 申请人:南京大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将热能转换成电能的电路，其特征在于基本单元由等效为单向性元件与其内部能产生固有无序电子运动的元件相互串联或相互并联；再由该基本单元组成串并联电路构成将热能转换成电能的电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方晖，陈启美，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]