¿Cómo generar (energía electrónica a partir de energía estática?

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Actualmente estoy haciendo un proyecto sobre la recolección de micro-energía, por lo que agradecería alguna ayuda en

¿Cómo generar energía electrónica a partir del contacto entre dos materiales?

para ser más específico "Una causa común de la acumulación de carga estática es el contacto entre materiales sólidos, por lo que los electrones pueden moverse desde el primero hasta el último, lo que crea un desequilibrio de carga después de que se separan los materiales, aunque la electricidad estática puede ser una molestia o incluso Un peligro, en otros casos puede ser bastante útil.

análogo a cómo un resorte almacena energía mecánica . Un voltaje aplicado al capacitor crea una diferencia de carga entre las placas. Si el condensador está cargado, puede retener la carga durante algún tiempo . Esto puede ser útil

por lo tanto, el circuito recolectará energía estática y generará una energía electrónica a partir de esta descarga repentina que crea una energía estática

    
pregunta asmaa

1 respuesta

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Comprende dónde pueden ocurrir pérdidas.

Si tiene alguna pregunta sobre este modelo simulado, lo ayudará a comprender las pérdidas que se producen con el tiempo y durante el alta.

Las propiedades de los materiales son las más importantes para aprender, ya que los aisladores son Rs y Rp, así como las propiedades comunes de carga Q = CV. Tenga en cuenta que todos los aisladores son dieléctricos con algún electrodo o "buje" o resistencia de superficie, Rs y autofugas, Rp.

Energía almacenada \ $ E = 1/2 CV ^ 2 [farad.volt ^ 2] \ $ [= watt-seconds = Joules]

El espacio entre los dieléctricos cargados se ioniza según el campo E y el gradiente (liso / agudo) aprox. 1 ~ 3 [V / um] en aire a STP (temperatura y presión estándar) La energía cinética de las e-partículas más ligeras golpeando la otra superficie conductora y la energía liberada golpeando la pared es proporcional a la energía y la temperatura de la luz y la resistencia, Ri o ESRi es inversamente proporcional a la corriente. Por lo tanto, dado que las pérdidas son I ^ 2R, las pérdidas aumentan con la corriente.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Por ejemplo, las tapas electrolíticas tienen un rango de C * ESR = T desde unos pocos hasta 10 lt; 10us ultralow ESR, < 100us low ESR > 1ms high ESR en los tipos mF grandes.

Los tapones de plástico son mucho mejores, pero menor densidad de carga, d dieléctrica constante, por lo tanto, mayor tamaño.

------------------ agregado

Cuando los contactos transfieren la carga de una capacitancia a otra, el aire se ionizará y se descompondrá en algún umbral alrededor de 1 ~ 3V / um (o 1 ~ 3kV / mm) y luego el aire pasará del circuito abierto con algún valor de pF a baja resistencia. antes de que el contacto del conductor se realice en picosegundos (como la ESD con los dedos) o en nanosegundos o microsegundos (como las sobretensiones de rayos)

Esto puede no ser visible incluso en un alcance de 1 GHz, pero esta resistencia contribuye a cierta pérdida de energía. En cámara lenta, justo antes del contacto, el dieléctrico del aire se rompe, luego el voltaje cae instantáneamente o se repliega con esta pendiente negativa.

La analogía es como un interruptor SCR que se dispara a 1.2 V en la compuerta, luego es una conducción de terminales gemelas o como un DIAC que se muestra en la tabla que tiene solo 2 terminales o como algunos pequeños tubos de gas de neón que se disparan a ~ 80 V y luego caída de voltaje Todos estos dispositivos tienen características diferentes pero comparten formas de zig-zag VI similares en la función de transferencia.

Si el nivel eléctrico está aumentando entre los contactos justo antes de alcanzar el Voltaje de Desconexión (BDV), el aire puede ionizarse rápidamente, con un arco repentino donde el voltaje a través de los contactos cae repentinamente con la corriente creciente. Esto tiene una pendiente V vs I negativa y se denomina resistencia negativa por ionización , un ejemplo del efecto de avalancha . (ver Flecha izquierda + ligeramente hacia arriba), mientras que una BJT sesgado tiene una resistencia negativa continua que le da ganancia de voltaje en un emisor común.

Mi único punto es permitirle entender cuando experimenta, puede comprender fácilmente las fugas de la resistencia paralela y elegir grandes tapas de película de plástico o cerámica con constantes de tiempo prolongadas pero más difíciles de ver y comprender es que la acción de la resistencia de contacto con un Arco anterior que ocurrirá para contactos de movimiento lento. Cuando comienza la ionización, la emisión de electrones libera energía, justo antes de que se establezca el contacto, puede ser un arco visible o no si hay poca corriente, así que mostré un diodo emisor de luz bipolar para simbolizar este arco. Aunque en sentido estricto, los LED no tienen resistencia negativa como los diodos de túnel, fue el único símbolo en esta herramienta de esquema. (disculpa débil)

  

Pero a pequeña escala, puede transferir algo de energía pequeña, pero es muy pequeña a medida que se usa antes del tiempo de autofiltración.

Solo quería que entendieras que la mecánica de la transferencia de energía electrostática tiene algunas pérdidas.

Esta característica de pérdida de transferencia es una de las razones fundamentales por las que la energía del rayo no se puede utilizar en baterías o condensadores y limita los materiales para disipar estas pérdidas con la magnitud de energía en un perno.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

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