Електричні машини на основі електричних полів

Наш викладач поставив нам це питання під час лекції для Power Electromagnetics. Ми знаємо, що електричні та магнітні поля легко перетворюються одне в одне. І вони чудово використовуються в різних системах.

Він запитав нас, чому так майже всі електричні машини все ще засновані на обміні магнітною енергією? Чому електричне поле не використовується для обміну енергією та взаємодії через повітряні зазори для машини?

— Дігвіяй Гусей
джерело

Це дійсно дивне питання. Але я маю відчуття, що це пов'язане з тим, що для передачі енергії електричному полі знадобиться певне середовище (провідник).

— Євген Ш.

Для мене минули віки, оскільки я розглядав такі речі, але моїм першим завданням було б дослідити формулу навколо та . Зауважте різницю в -12 та -6.

ε_{0} \approx 9 \cdot 10^{- 12} F/m

$\varepsilon _0\approx 9 \cdot 10 ^{ -12 }\ \text{F/m}$

μ_{0} \approx 1 \cdot 10^{- 6} H/m

$\mu _0 \approx 1 \cdot 10 ^{-6}\ \text{H/m}$

— jippie

Найпоширенішим прикладом електричних полів на механічну енергію (в даному випадку руху повітря) є електростатичний гучномовець. Вивчення їх допоможе вам зрозуміти точку Джіппі.

— Брайан Драммонд

Можливо тому, що до того часу, коли у вас є достатньо висока напруга, щоб створити досить сильне електричне поле, яке прикладає достатньо сили, щоб зробити багато роботи, ви зіткнулися з проблемою, коли ваш ізолятор (повітря) руйнується і іскри летять скрізь.

— brhans

Зараз люди здійснюють ємнісну передачу енергії на рівнях, які "корисні" зі збільшенням, щоб ефективно переходити на рівні ГГц. Це допомагає розібратися з різницею Е6 у рівняннях Джиппе.

— Рассел Макмахон

Відповіді:

Є електростатичні двигуни. Вони можуть бути кращим вибором, ніж магнітні двигуни для деяких ситуацій.

Наприклад, перевірте цей електростатичний двигун, який можна використовувати в місцях з дуже сильними магнітними полями, як поблизу МРТ-апаратів ...

http://www.shinsei-motor.com/English/techno/

Електростатичні двигуни також можуть дуже ефективно безпосередньо використовувати високу напругу при дуже низькому струмі. Опис, описаний тут, може назавжди вимикати перепад напруги між двома проводами, розділеними висотою в кілька десятків футів ...

http://www.rexresearch.com/elstatix/esgenmot.htm#sciam

Ось практична книга з великою кількістю електростатичної інформації про мотори, включаючи багато конструкцій, які можна створити самостійно ...

https://www.amazon.com/Electrostatics-Exploring-Controlling-Electricity-Includes/dp/1885540043/ref=as_sl_pc_ss_til?tag=joshcom-20&linkCode=w01&linkId=GY4GGJ3S5CKUMRHM&crea=43

— bigjosh
джерело

До Gramme Machine електричні машини були демонстраційними класами демонстрацій в класі і лабораторіями. Ідея прориву Грамма отримала промисловий масштаб і стала основою для «біполярних» машин Едісона, що перейняли світ у часи до Вестінгауза.

Пристрої електронного поля або двигуни та генератори статичного електричного типу залишаються непромисловими, оскільки максимальне поле встановлюється газовою пробою і дає низький крутний момент на цій межі. Машини з польовим полем мають величезний крутний момент на їхній граничній точці. Наскільки великий електростатичний мотор на 1/4 коня? Як важкий? Як дорого?

Подумайте, як вийти з коробки! Можливо, ситуація зміниться в галузі LEO або "Belter", де мегавольтова схема в жорстких системах вакууму є дешевою і поширеною, а охолодження котушок і сердечників майже неможливо. Створіть кілька ємних мікрошарових "м'язів" для лінійного двигуна на тисячу HP, який потребує чистого приміщення та вакууму як ізоляції.

— хитрий
джерело

Ви можете перетворити електричний струм в магнітне поле, яке може здійснювати сили. Якщо ви хочете сильне поле, просто зробіть кілька обмоток. Якщо ви хочете сильного електричного поля, вам потрібен магнітний струм. Ви не можете зробити провідник з потоками магнітних зарядів (оскільки магнітних зарядів немає). Можна зробити магнітний провідник із струмами магнітного переміщення струмами, але розділення між провідником магнітного поля та ізолятором набагато гірше, ніж між провідником електричного струму та ізолятором.

Тож ефективніше транспортувати енергію як електричний струм в металевих проводах, де вона може бути дуже добре утримується, а потім застосовувати її за допомогою магнітного поля. Ви також можете застосувати його електричним полем, але вам знадобляться дуже високі напруги. Простіше зробити кілька обмоток.

Я сподіваюся, що це мало сенс, я переглядаю багато технічних термінів, щоб проілюструвати симетрію між системами.

— Остін
джерело