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利用大气电离层发电之非现实性研究_科技论文格式

时间:2012-12-05  作者:沈开举

论文导读::利用大气电离层发电之非现实性研究,科技论文格式
论文关键词:利用大气电离层发电之非现实性研究

  地球大气电离层所蕴藏的能量是相当可观的。在常规能源日趋紧张的当今世界,我们能否利用这一能源为人类造福?现就这一问题的可行性作些探讨和研究。
  地球大气的分子通常是中性的,大气是较好的绝缘体,由于宇宙射线从外层空间来的高速质子对地球的轰击,使大气中总有少量的正、负离子存在。这种电离作用随着离地面高度的增加而增加,在离地面50km的高空,大气成为良好的导体,形成所谓的电离层。由于地球本身也是相当好的导体,于是可将地球及低层大气建立一个极简化的模型:一个导电球,其外被一导电器球壳所包围,中间由50km的不良导电层隔开。
  根据有关资料,地球表面每平方米面积上带有负电荷的电量约为q=c,由于大气不是完全的绝缘体,其中形成一定的电流,如果没有某种方式连续补充,地球所带电量在几分钟内就会被中和掉。而在雷雨天气的放电,在大气中形成大量的正离子和负离子,由于大气温度的不均匀所造成的压力差,由空气流把正离子带向上、负离子带向下科技论文格式,从而补充了静电场作用下的放电而损失的电荷中国论文网。这样,地球表面所带总电量为:
  Q=4πRq
  =×4×3.14×(6.4×
  =5×C
  从大的范围看,地球可以看成一个带负电的球,从电离层到地球表面的电场如图A所示:
  利用大气电离层发电之非现实性研究电场线都从高空指向地面。设地表附近的场强为E,地球半径为,根据高斯定理有:
  d=
  即 4E=
  E=
  =利用大气电离层发电之非现实性研究
  ≈1×
  =100
  若从小的范围看,地表附近的电场可近似于一个场强e=100的匀强电场,如图B所示 。
  设在地表附近有一点P,P到地面一点的距离po=d=100cm,则
  U=dE
  =100×100V
  =1×10V 且P点电势高。
  若将一只“220V,100W”的灯泡接在P、O两点间,则P、O相当于电源的两极。设r为该电源两极间的内电阻,R为灯泡的电阻,则此时该电路的路端电压为利用大气电离层发电之非现实性研究
  U=-
  =-Ir
  =
  =
  由于此时P、O间的物质为大气,电阻r,故U,所以灯泡不发光。
  这样看来,虽然大气中储存的电能相当可观,但利用率相当低。故利用大气中的电能为人类造福,在目前技术条件下是不可能的。
 

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