Máquinas eléctricas basadas en campos eléctricos.

Nuestro maestro nos hizo esta pregunta durante la conferencia de Power Electromagnetics. Sabemos que los campos eléctricos y los campos magnéticos son fácilmente transformables entre sí. Y se usan mucho en varios sistemas.

Nos preguntó por qué casi todas las máquinas eléctricas todavía se basan en el intercambio de energía magnética. ¿Por qué no se utiliza el campo eléctrico para el intercambio de energía y la interacción a través de espacios de aire para una máquina?

— Digvijay Gusain
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Es una pregunta realmente extraña. Pero tengo la sensación de que tiene algo que ver con el hecho de que el campo eléctrico requerirá algún medio (conductor) para transferir energía.

— Eugene Sh.

Han pasado años desde que investigué cosas como esta, pero mi primer presentimiento sería investigar las fórmulas alrededor de y . Observe la diferencia en -12 y -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

El ejemplo más común de campos eléctricos en energía mecánica (en este caso, movimiento de aire) es el altavoz electrostático. Estudiarlos te ayudará a comprender el punto de Jippie.

— Brian Drummond el

Posiblemente porque cuando tienes un voltaje lo suficientemente alto como para producir un campo eléctrico lo suficientemente fuerte que ejerce la fuerza suficiente para hacer mucho trabajo, te has encontrado con el problema de que tu aislante (aire) se descompone y chispas volando por todas partes.

— Brhans

La gente ahora está haciendo transferencia de potencia capacitiva a niveles que son "útiles" con el aumento para cambiar eficientemente al nivel de GHz. Eso ayuda a lidiar con la diferencia E6 en las ecuaciones de Jippe.

— Russell McMahon

Respuestas:

Hay motores electrostáticos. Pueden ser una mejor opción que los motores magnéticos para algunas situaciones.

Por ejemplo, vea este motor electrostático que puede usarse en lugares con campos magnéticos muy fuertes, como cerca de máquinas de resonancia magnética ...

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

Los motores electrostáticos también pueden usar muy eficientemente directamente alto voltaje a muy baja corriente. El que se describe aquí puede funcionar para siempre con el diferencial de voltaje entre dos cables separados por unas pocas docenas de pies de altura ...

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

Aquí hay un libro práctico con mucha información sobre motores electrostáticos, que incluye muchos diseños que puede construir usted mismo ...

https://www.amazon.com/Electrostatics-Exploring-Controlling-Electricity-Includes/dp/1885540043/ref=as_sl_pc_ss_til?tag=joshcom-20&linkCode=w01&linkId=GY4GGJ3S5CKUMRHM&8554INAS

— bigjosh
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Hasta la Máquina Gramme, las máquinas eléctricas eran demostraciones de aulas de escala de milivatios y curiosidades de laboratorio. La idea innovadora de Gramme fue la escala industrial, y fue la base de las máquinas "bipolares" DC de Edison que se apoderaron del mundo en los días previos a Westinghouse.

Los dispositivos de campo E, o motores y generadores eléctricos estáticos, permanecen no industriales porque el campo máximo se establece por la descomposición del gas y proporciona un par bajo en ese límite. Las máquinas de campo B tienen un par enorme en su límite de núcleo sat. ¿Qué tan grande es un motor electrostático de 1/4 caballo? Que pesado ¿Que caro?

¡Piensa mucho en una caja! Tal vez las cosas cambien en la industria LEO o "Belter", donde los circuitos de megavoltios en un entorno de aspiración dura son baratos y comunes, y donde el enfriamiento de bobinas y núcleos es casi imposible. Fabrica algunos "músculos" capacitivos de microcapa para un motor lineal de mil HP que requiere condiciones de sala limpia y vacío como aislamiento.

— wbeaty
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Puede transformar una corriente eléctrica en un campo magnético, que puede ejercer fuerzas. Si quieres un campo fuerte, solo haz múltiples vueltas. Si desea un campo eléctrico fuerte, necesita una corriente magnética. No puede hacer un conductor con cargas magnéticas que fluyen (ya que no hay cargas magnéticas). Puede hacer un conductor magnético con corrientes de desplazamiento magnético que fluyan, pero la separación entre un conductor de campo magnético y un aislante es mucho peor que entre un conductor de corriente eléctrica y un aislante.

Por lo tanto, es más eficiente transportar energía como corriente eléctrica en cables metálicos donde puede estar muy bien contenida, luego aplicarla con un campo magnético. También podría aplicarlo con un campo eléctrico, pero necesitaría voltajes muy altos. Es más fácil hacer bobinados múltiples.

Espero que tenga sentido, estoy pasando por alto muchos términos técnicos para ilustrar la simetría entre los sistemas.

— Austin
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