首先对不起我的英语不是我的母语。
问题陈述:
将圆柱形电容器放置在海中,因此当波浪到来时(水上升),水成为电容器的电介质,当波浪通过时(水下降),空气成为电介质。所以现在当水位最高时,我将电池连接到电容器上。
当水下降时,我将电容器与电池分离,这将创建一个隔离系统,其中电荷保持恒定并且可以改变电容器板之间的电位差。
重力使电容器板之间的水下降,因此它降低了电容器的电容。水的介电常数相当高(约81),电容的变化也相当大。
电荷保持不变,但电容器极板之间的电位差增加了。这意味着系统中的能量增加了。所以我找到了一种在不移动物体的情况下从波浪运动中获取能量的方法……但是……
- 解释为什么这个系统在实践中不能真正起作用。
- 想想如何让它工作(即使性能降低,如何让电容保持在同一高度也不考虑)。
- 估计这种设备可以产生多少能量。
解决方案的尝试
我认为这不起作用,因为海水没有经过蒸馏,这意味着它会传导电流。所以现在有电流流过电容器板,我认为这会损坏电容器本身。或者电池会因为里面有海水的电容器短路而损坏?
为了使其工作,我认为需要将蒸馏水放入电容器或另一种绝缘材料中,并由于波浪运动使其在电容器中上下移动。
我完全不知道如何估计这种设备可以产生多少能量。
如果我没记错圆柱形电容器中的能量计算为:
$$U = \frac{1}{2}C\Delta V^2$$
所以我想计算
Uw = energy when the capacitor is filled with water
然后
Ua = energy when the capacitor is filled with air
然后做
Uw-Ua = energy generated by the device
但我不确定这是否正确。
你怎么看?