Зробіть енергію з конденсатора в морі

Перш за все шкода моєї англійської мови, це не моя рідна мова.

Постановка проблеми:

Циліндричний конденсатор розміщений у морі так, що коли йде хвиля (вода йде вгору), вода стає конденсаторами діелектриком, коли хвиля пройшла (вода йде вниз), повітря стає діелектриком. Тому зараз, коли вода є найвищою, я приєдную батарею до конденсатора.

Коли вода знижується, я відключаю конденсатор від акумулятора, це створює ізольовану систему, в якій заряд залишається постійним і може змінювати різницю потенціалів між пластинами конденсаторів.

Сила тяжіння змушує воду, яка була між пластинами конденсаторів, знижуватися, і тому вона зменшує ємність конденсаторів. Діелектрична константа води досить велика (близько 81), а зміна ємності також досить висока.

Заряд залишився колишнім, але різниця потенціалів між пластинами конденсаторів зросла. Це означає, що енергія в системі зросла. Тож я знайшов спосіб заробити енергію з руху хвиль без рухомих тіл .... але ....

Поясніть, чому ця система на практиці реально не може працювати.
Подумайте, як змусити його працювати (навіть якщо це має знижену продуктивність, як змусити конденсатор залишатися на одній висоті не варто розглянути).
Оцініть, скільки енергії можна отримати з такого пристрою.

Спроба рішення

Я думаю, що це не працює, оскільки морська вода не переганяється, що означає, що вона проводить струм. Тож тепер через пластини конденсаторів протікає струм, який, думаю, може пошкодити сам конденсатор. А може батарея пошкодиться, оскільки конденсатор з морською водою всередині робить коротке замикання?

Для того, щоб він працював, я думаю, що потрібно буде помістити дистильовану воду в конденсатор або інший ізоляційний матеріал і змусити її підніматися вгору і вниз по конденсатору завдяки руху хвиль.

Я абсолютно не маю ідеї, як оцінити, скільки енергії можна зробити з такого пристрою.

Якщо я не помиляюся, енергія в циліндричному конденсаторі обчислюється як:

U = \frac{1}{2} С Δ V^{2}

$U = \frac{1}{2}C\Delta V^2$

Тому я подумав про обчислення

Uw = energy when the capacitor is filled with water

і потім

Ua = energy when the capacitor is filled with air

а потім робити

Uw-Ua = energy generated by the device

Але я не впевнений, що це правильно.

Як ти гадаєш?

capacitor

— Мейал
джерело

Здається, як ідеальна модель для афери на Kickstarter.

— Вінні

Дистильована вода або ізольовані електроди.

— JRE

Але, як я пам’ятаю, енергія зберігається в тарілках. Зміна діелектрика змінить напругу, але не енергію (я думаю.) Також вам доведеться почати із заряджених конденсаторів. Вам доведеться бути обережними, щоб не збирати конденсатор занадто сильно, збираючи енергію.

— JRE

Цей принцип працює, в Інтернеті багато приміток з фізики щодо роботи, вийнятої видаленням / вставкою діелектрика з зарядженого конденсатора. Проблему щодо морської води можна було вирішити за допомогою механічного буфера. Замість морської води хвиля штовхає / тягне дистильовану воду між пластинами (загальна ідея). Тоді ви маєте справу з капризами океану, як і вітроелектростанції, що займаються вітром. Щодо кількості видобутої енергії, що стосується вашої заявки.

— isdi

Пластини залишатимуться вологими, поки хвиля опускається, тому минуло б відносно довгий час, поки ємність не впаде. Почуття кишки хвилин як мінімум до значної зміни ємності. Тоді як період хвилі становить близько 5-10 секунд, тому велика різниця між високою та низькою не буде. Але +1 для чудового написання та опису.

— Criggie

Так, ви можете перетворити енергію хвиль в електричну енергію таким чином (але це жахливо неефективно - є набагато кращі способи отримання енергії з хвиль).

Два рівняння охоплюють те, що ви пропонуєте. Перший - це залежність між зарядом, ємністю і напругою:

Q = С \cdot V

$Q = C \cdot V$

Другий - залежність між енергією, ємністю і напругою:

Е = \frac{1}{2} С \cdot V^{2}

$E = \frac{1}{2}C \cdot V^2$

Спочатку покладіть заряд на конденсатор, наповнений водою, а потім вийміть воду. Перше рівняння говорить нам про те, що якщо ємність знизиться на коефіцієнт 81, то напруга повинна зрости на той же коефіцієнт, тому що в цей момент заряд нікуди не може піти.

$V^2$

Звідки ця енергія? Для видалення діелектрика з зарядженого конденсатора потрібна фізична робота. У цьому випадку потенційна енергія маси води всередині конденсатора зменшувалася, коли сила тяжіння витягала її під час низької частини хвилі. І коли настає наступний пік, енергія у хвилі відштовхує воду назад проти сили тяжіння.

Коли ви поставите реальні, фізичні числа на значення для C і V, з якими реально можна працювати, ви незабаром зрозумієте, що потужність (енергія за раз), яку ви можете отримати, є мізерною.

— Дейв Твід
джерело

З іншого боку, це не має рухомих частин, і ви навіть можете покривати тарілки там, де між ними є простір для води. Можливо, хтось може знайти нішеву програму для того, щоб живити невеликий датчик.

— користувач253751