Mga kategorya: Itinatampok na Mga Artikulo » Kagiliw-giliw na mga katotohanan
Bilang ng mga tanawin: 54914
Mga puna sa artikulo: 8
Ang koryente ng atmospera bilang isang bagong mapagkukunan ng alternatibong enerhiya
Ang paghahanap para sa mga alternatibong mapagkukunan ng koryente ay naging laganap sa nagdaang mga dekada. Ang banta ng pag-ubos ng mga mapagkukunan ng fossil ng enerhiya ay pinukaw ang pananaliksik sa paggamit ng mga nababagong mapagkukunan: enerhiya mula sa hangin, tubig, at geothermal heat. Ang mga siyentipiko na nagtatrabaho sa larangan ng alternatibong enerhiya ay sinamahan ng hukbo ng mga imbentor, na "binaha" ang puwang ng impormasyon ngayon sa mga proyekto para sa pagkuha ng "libreng" enerhiya.
Isa sa mga pinakatanyag na lugar ng kanilang pag-unlad ay paggamit ng kuryente sa atmospera. Ang pagmamasid sa karahasan ng mga elemento sa panahon ng mga bagyo, mayroong isang malaking tukso na pahabain ang mga puwersang de-koryente ng Daigdig, upang magamit ang mga ito para sa kapakinabangan ng tao.
Subukan nating suriin kung paano makatotohanang ito upang mapalapit sa mga puwersang ito at magamit ito sa pagsasanay. Upang magsimula sa, sasagutin natin ang tanong ni Malaki ba ang reserbang kuryente sa Earth? Halos lahat ay narinig o may kamalayan kapasitor. Ang ilan ay nagtatrabaho sa kanila, ang iba ay naaalala sa kurso ng pisika ng paaralan.
Ayon sa mga modernong konsepto, ang Earth ay isang analogue ng tulad ng isang detalye ng mga radio circuit. Ang malaking, spherical capacitor ay sisingilin at lumilikha ng isang electric field sa paligid namin.
Mula ngayon, kakailanganin mong gumana gamit ang mga numerical na halaga, tulad ng maraming mga proyekto sa paggamit ng electric field ng Earth ay umaasa sa ganap na gawa-gawa na mekanismo ng pagkuha ng enerhiya mula sa tulad ng isang kapasitor.
Una tungkol sa kapasidad ng Earth. Nasa yugtong ito ay may mga pagkakaiba-iba. Kapag kinakalkula ang kapasidad ng Earth bilang isang nag-iisa spherical conductor sa espasyo, nakuha ang isang halaga ng halos 700 700F. At ang pagkalkula ng kapasidad ng kapasitor na nabuo ng ibabaw ng Earth at ang ionosf na matatagpuan sa isang taas ng 60-80 km ay nagbibigay ng isang halaga na malapit sa 1F. Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga resulta ay higit sa 1000 beses! At ito lamang ang simula ng mga kawalan ng katiyakan na nauugnay sa elektrisidad ng kapaligiran.
Ang kapasitor ng Earth ay sisingilin hanggang sa isang boltahe na humigit-kumulang na 300 kV, na ang ibabaw ng Earth ay may negatibong singil at positibo ang ionosyon. Ang lakas ng bukid sa pagitan ng "mga plate" ng tulad ng isang kapasitor ay 120 -150 V / m sa ibabaw at bumaba nang matindi na may taas.
Tulad ng anumang totoong kapasitor, mayroon itong kasalukuyang pagtagas. Ang mga Geophysicist ay pinamamahalaang upang masukat nang wasto ang halaga nito. Ang mga alon na ito ay napakaliit: sa malinaw na panahon, ang pagtagas kasalukuyang density ay 10 hanggang minus 12 degree Am2. Ngunit ang recalculation sa buong ibabaw ng Earth ay nagbibigay ng isang kabuuang pagtagas kasalukuyang ng tungkol sa 1800 A. Ang electric singil ng Earth (at, nang naaayon, ang ionosphere) ay tinatayang 5.7x10 sa 5th degree na palawit. Pagkatapos ang kapasitor ng lupa ay dapat na mapalabas sa ... 8-10 minuto, at mawawala ang electric field.
Sa pagsasagawa, hindi namin napapansin ang isang katulad na larawan. Nangangahulugan ito na mayroong isang tiyak na likas na generator na may kapasidad na higit sa 700 MW, na bumabayad sa pagkawala ng singil sa sistema ng Earth - ionosphere.
Ang modernong agham ay pinatunayan na walang lakas upang ipaliwanag ang mga mekanismo ng pagsingil ng isang kapasitor. Ngayon, mayroong higit sa 10 mga teorya at hypotheses na naglalarawan ng mga mekanismo at proseso ng pagpapanatili ng isang palaging singil ng Earth. Ngunit ang pang-eksperimentong pag-verify at pino na mga kalkulasyon ay nagpapakita ng hindi sapat na bilang ng mga nabuo na singil upang mapanatili ang isang matatag na halaga ng larangan ng Earth.
Kabilang sa mga kandidato para sa mga tagagawa ng singil ay itinuturing na mga bagyo, ang sirkulasyon ng mga alon sa tinunaw na mantle ng Earth, ang daloy ng mga particle mula sa Araw (solar wind). Mayroong kahit isang kakaibang hipotesis tungkol sa pagkakaroon ng natural Ang generator ng MHDnagtatrabaho sa itaas na kapaligiran. Ang resulta ay nabigo - ang agham ngayon ay hindi alam nang eksakto kung saan ang mga singil ng likas na kapasitor ay na-replenished mula sa.Marahil ang bawat isa sa mga mekanismong ito ay nag-aambag sa pag-recharge ng singil sa imbakan ng lupa.
At ngayon tungkol sa mga posibilidad ng paggamit natural na lakas ng kapasitor. Tulad ng nabanggit sa itaas, ang lakas ng patlang (o potensyal na gradient sa ibabaw) ay nasa average na 130V / m. Ngunit hindi ito nangangahulugan na ang isang matangkad na tao ay may potensyal na 260V sa pagitan ng mga takong at korona. Ang hangin ay isang mahusay na insulator, at ang katawan ng tao ay isang mahusay na conductor. Samakatuwid, anuman ang pag-unlad, palagi kaming may potensyal ng Earth.
Ang mga pagtatangka na gamitin ang lakas ng patlang ng Earth para sa mga layunin ng utilitarian ay isinagawa nang higit sa dalawang siglo at magpapatuloy ngayon. Ang pinakamahusay na tagumpay ng mga disenyo para sa pagkolekta ng koryente ng atmospheric gamit ang mga lobo na posible upang makakuha ng isang kapangyarihan ng tungkol sa 1 kW, at moderno, talagang gumaganang mga circuit, nagpapahintulot sa iyo na mag-kapangyarihan ng isang mababang-lakas na LED o muling magkarga ng isang mobile phone.
Ang katotohanan ay ang pag-uugali ng hangin sa atmospera ay 10 hanggang 15 minus 14 degree S / m (Siemens / meter). Imposible lamang na pumili ng kapansin-pansin na kapangyarihan mula sa tulad ng isang mapagkukunan ng mataas na pagtutol. Para sa mga ito, ang mga detalye ng "generator" ay dapat magkaroon ng mas maaasahang pagkakabukod. Ngunit ang kondaktibiti sa ibabaw ng mga insulators ay lumampas sa kondaktibiti ng hangin, kaya ang mabilis na "shorts" ng generator.
Ang pinakabagong impormasyon mula sa mga siyentipiko ng Brazil tungkol sa mga posibilidad na makabuo ng koryente mula sa mahalumigmig na kapaligiran ng mga tropiko ay mas malamang na maging halaga ng teoretikal. Ang kahusayan ng naturang generator ay 100 milyong beses na mas mababa kaysa sa isang solar cell.
Kung imposible na gumamit ng enerhiya mula sa layer ng ibabaw ng kapaligiran, maaari ba nitong subukang "mapalabas" ang pandaigdigang kapasitor? Sa kasamaang palad, ang mga pagkakataon dito ay maliit. Ang kondaktibiti sa atmospera ay nabanggit sa itaas. Ang conductivity ng ionosphere ay 10 mga order ng magnitude na mas mataas, ngunit ang bilang ay 5x10 lamang sa minus 4 degree S / m.
Kapag ang puwang ay "pinaikling", ang ibabaw ng Earth - ang ionosphere, na may isang bundle ng plasma, nakuha, halimbawa, mula sa isang laser, ay dumadaloy ng isang hindi gaanong kahalagahan ng daan-daang mga milliamps sa circuit. Natutukoy ito ng panloob na paglaban ng ionospheric "lining" ng kapasitor, na binubuo ng 5-10 kOhm / m. Upang makakuha ng isang gas na ilaw na "lampara" 60-80 km ang haba ay ang limitasyon ng mga posibilidad ng naturang pamamaraan. At ito ay para sa reserbang ng enerhiya ng higit sa 2500 kW / h - ito mismo ang enerhiya ng isang sisingilin na global kapasitor.
May isa pang pagsasaalang-alang laban sa interbensyon ng tao sa mga de-koryenteng proseso ng Earth. Bumuo sila ng mga bilyun-bilyong taon at gumaganap ng isang mahalagang papel sa paglitaw ng buhay sa ating planeta. Ang kumbinasyon ng mga prosesong ito ay bumubuo ng isang pandaigdigang kadena ng paggawa at kabayaran ng mga singil ng kuryente, isang uri ng analogue ng sistema ng nerbiyos ng tao.
Wala pa rin kaming ideya tungkol sa maraming mga mekanismo ng pagpapatakbo ng circuit na ito. Ito ay nagkakahalaga ng pagbanggit ng kamakailang pagtuklas ng kidlat sa ionosfos. Samakatuwid, upang makialam sa tulad ng isang kadena, hindi pag-unawa sa mga batas ng paggana nito at ang posibleng mga kahihinatnan ng pagkagambala, ay hindi bababa sa hangal. Samakatuwid, kahit na natagpuan ang mga susi sa pantry ng natural na koryente, dapat na agad nilang iwanan.
Tingnan din sa electro-tl.tomathouse.com
: