Machen Sie Energie aus einem Kondensator im Meer

Zunächst einmal tut mir mein Englisch leid, es ist nicht meine Muttersprache.

Problemstellung:

Ein zylindrischer Kondensator wird im Meer platziert, so dass, wenn eine Welle kommt (das Wasser steigt), das Wasser zum Kondensatordielektrikum wird, wenn die Welle passiert ist (das Wasser sinkt), die Luft zum Dielektrikum wird. Wenn das Wasser am höchsten ist, befestige ich eine Batterie am Kondensator.

Wenn das Wasser abfällt und ich den Kondensator von der Batterie abnehme, entsteht ein isoliertes System, in dem die Ladung konstant bleibt und die Potentialdifferenz zwischen den Kondensatorplatten ändern kann.

Die Schwerkraft lässt das Wasser zwischen den Kondensatorplatten sinken und verringert so die Kapazität der Kondensatoren. Die Dielektrizitätskonstante von Wasser ist ziemlich hoch (ungefähr 81) und die Änderung der Kapazität ist auch ziemlich hoch.

Die Ladung blieb gleich, aber die Potentialdifferenz zwischen den Kondensatorplatten hat zugenommen. Dies bedeutet, dass die Energie im System zugenommen hat. Also habe ich einen Weg gefunden, Energie aus der Wellenbewegung zu gewinnen, ohne Körper zu bewegen ... aber ...

Erklären Sie, warum dieses System in der Praxis nicht wirklich funktionieren kann.
Überlegen Sie, wie es funktioniert (auch wenn die Leistung bei reduzierter Leistung auf der gleichen Höhe bleibt, ist nicht zu berücksichtigen).
Schätzen Sie, wie viel Energie mit einem solchen Gerät erzeugt werden könnte.

Der Versuch einer Lösung

Ich denke, das funktioniert nicht, weil Meerwasser nicht destilliert wird, was bedeutet, dass es Strom leitet. Jetzt fließt also ein Strom durch die Kondensatorplatten, von dem ich denke, dass er den Kondensator selbst beschädigen würde. Oder könnte die Batterie beschädigt werden, weil der Kondensator mit Meerwasser einen Kurzschluss macht?

Damit es funktioniert, müsste man meiner Meinung nach destilliertes Wasser in den Kondensator oder ein anderes Isoliermaterial geben und es dank der Wellenbewegung auf und ab des Kondensators laufen lassen.

Ich habe absolut keine Ahnung, wie ich abschätzen kann, wie viel Energie mit einem solchen Gerät erzeugt werden kann.

Wenn ich mich nicht irre, wird die Energie in einem Zylinderkondensator wie folgt berechnet:

U. = \frac{1}{2} C. Δ {V.}^{2}

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

Also dachte ich über das Rechnen nach

Uw = energy when the capacitor is filled with water

und dann

Ua = energy when the capacitor is filled with air

und dann tun

Uw-Ua = energy generated by the device

Aber ich bin mir nicht sicher, ob das richtig ist.

Was denkst du?

capacitor

— Maial
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Klingt nach einem perfekten Modell für einen Kickstarter-Betrug.

— winny

Destilliertes Wasser oder isolierte Elektroden.

— JRE

Aber, wie ich mich erinnere, ist die Energie in den Platten gespeichert. Durch Ändern des Dielektrikums wird die Spannung geändert, aber nicht die Energie (glaube ich). Außerdem müssen Sie mit geladenen Kondensatoren beginnen. Sie müssen darauf achten, den Kondensator beim Sammeln von Energie nicht zu stark zu entladen.

— JRE

Das Prinzip funktioniert, es gibt viele physikalische Hinweise im Internet bezüglich der Arbeit, die beim Entfernen / Einfügen eines Dielektrikums aus einem geladenen Kondensator geleistet wurde. Das Problem bezüglich Meerwasser könnte mit einem mechanischen Puffer gelöst werden. Anstelle von Meerwasser würde die Welle destilliertes Wasser zwischen die Platten schieben / ziehen (allgemeine Idee). Dann müssen Sie sich mit den Launen des Ozeans auseinandersetzen, genau wie Windparks mit Wind umgehen. Die Menge der extrahierten Energie ist relativ zu Ihrer Anwendung.

— Isdi

Die Platten bleiben nass, während die Welle abfällt, so dass es relativ lange dauern würde, bis die Kapazität abfällt. Bauchgefühl von Minuten mindestens vor einer signifikanten Änderung der Kapazität. Während die Periode einer Welle ungefähr 5-10 Sekunden beträgt, wird es keinen großen Unterschied zwischen hoch und niedrig geben. Aber +1 für eine großartige Beschreibung und Beschreibung.

— Criggie

Ja, Sie können Wellenenergie auf diese Weise in elektrische Energie umwandeln (aber es ist schrecklich ineffizient - es gibt viel bessere Möglichkeiten, Energie aus Wellen zu extrahieren).

Zwei Gleichungen decken ab, was Sie vorschlagen. Das erste ist die Beziehung zwischen Ladung, Kapazität und Spannung:

Q. = C. \cdot V.

$Q = C \cdot V$

Das zweite ist die Beziehung zwischen Energie, Kapazität und Spannung:

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

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

Laden Sie zunächst einen mit Wasser gefüllten Kondensator auf und entfernen Sie das Wasser. Die erste Gleichung besagt, dass, wenn die Kapazität um den Faktor 81 abnimmt, die Spannung um den gleichen Faktor ansteigen muss, da die Ladung zu diesem Zeitpunkt nirgendwo hingehen kann.

$V^2$ ² . E muss um den Faktor 81 ansteigen, um die Gleichung im Gleichgewicht zu halten.

Woher kam diese Energie? Das Entfernen eines Dielektrikums aus einem geladenen Kondensator erfordert physikalische Arbeit. In diesem Fall wurde die potentielle Energie der Wassermasse im Kondensator verringert, wenn die Schwerkraft sie während des unteren Teils der Welle herauszog. Und wenn der nächste Gipfel kommt, drückt die Energie in der Welle das Wasser gegen die Schwerkraft zurück.

Wenn Sie den Werten für C und V, mit denen Sie realistisch arbeiten können, reale physikalische Zahlen hinzufügen, werden Sie schnell feststellen, dass die Leistung (Energie pro Zeit), die Sie extrahieren können, winzig ist.

— Dave Tweed
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