Faire de l'énergie d'un condensateur dans la mer

Tout d'abord désolé pour mon anglais ce n'est pas ma langue maternelle.

Énoncé du problème:

Un condensateur cylindrique est placé dans la mer de sorte que lorsqu'une vague arrive (l'eau monte), l'eau devient le diélectrique des condensateurs, lorsque l'onde est passée (l'eau descend), l'air devient le diélectrique. Alors maintenant, lorsque l'eau est à son plus haut niveau, j'attache une batterie au condensateur.

Lorsque l'eau descend, je détache le condensateur de la batterie, cela crée un système isolé dans lequel la charge reste constante et peut changer la différence de potentiel entre les plaques des condensateurs.

La force de gravité fait descendre l'eau qui se trouvait entre les plaques des condensateurs, ce qui réduit la capacité des condensateurs. La constante diélectrique de l'eau est assez élevée (environ 81) et le changement de capacité est également assez élevé.

La charge est restée la même mais la différence de potentiel entre les plaques des condensateurs a augmenté. Cela signifie que l'énergie dans le système a augmenté. J'ai donc trouvé un moyen de récupérer l'énergie du mouvement des vagues sans déplacer les corps .... mais ....

Expliquez pourquoi ce système dans la pratique ne peut pas vraiment fonctionner.
Réfléchissez à la façon de le faire fonctionner (même si les performances sont réduites, il ne faut pas considérer comment faire en sorte que le condensateur reste à la même hauteur).
Estimez la quantité d'énergie qui pourrait être produite avec un tel appareil.

La tentative de solution

Je pense que cela ne fonctionne pas car l'eau de mer n'est pas distillée ce qui signifie qu'elle conduit le courant. Alors maintenant, il y a un courant traversant les plaques des condensateurs qui, je pense, endommagerait le condensateur lui-même. Ou peut-être que la batterie serait endommagée parce que le condensateur avec de l'eau de mer à l'intérieur crée un court-circuit?

Pour le faire fonctionner, je pense qu'il faudrait mettre de l'eau distillée dans le condensateur ou un autre matériau isolant et le faire monter et descendre dans le condensateur grâce au mouvement des vagues.

Je ne sais absolument pas comment estimer la quantité d'énergie qui pourrait être produite avec un tel appareil.

Si je ne me trompe pas, l'énergie dans un condensateur cylindrique est calculée comme suit:

U = \frac{1}{2} C Δ V^{2}

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

J'ai donc pensé à calculer

Uw = energy when the capacitor is filled with water

puis

Ua = energy when the capacitor is filled with air

puis faire

Uw-Ua = energy generated by the device

Mais je ne suis pas sûr que ce soit vrai.

Qu'est-ce que tu penses?

capacitor Maial
la source

Sonne comme un modèle parfait pour une arnaque Kickstarter.

winny

Eau distillée ou électrodes isolées.

JRE

Mais, si je me souviens bien, l'énergie est stockée dans les plaques. Changer le diélectrique changera la tension mais pas l'énergie (je pense.) De plus, vous devrez commencer avec des condensateurs chargés. Il faudrait faire attention à ne pas trop décharger le condensateur lors de la collecte d'énergie.

JRE

Le principe fonctionne, de nombreuses notes de physique sur le Web concernant le travail effectué pour retirer / insérer un diélectrique d'un condensateur chargé. Le problème concernant l'eau de mer pourrait être résolu en utilisant un tampon mécanique. Au lieu de l'eau de mer, la vague pousserait / tirerait de l'eau distillée entre les plaques (idée générale). Ensuite, vous devez faire face aux caprices de l'océan, tout comme les parcs éoliens traitent du vent. Quant à la quantité d'énergie extraite, elle est relative à votre application.

isdi

Les plaques resteront humides pendant que l'onde tombe, il faudra donc un temps relativement long avant que la capacité ne baisse. Sensation intestinale de quelques minutes au moins avant un changement significatif de capacité. Alors que la période d'une vague est d'environ 5 à 10 secondes, il n'y aura donc pas de grande différence entre le haut et le bas. Mais +1 pour une excellente rédaction et description.

Criggie

Oui, vous pouvez convertir l'énergie des vagues en énergie électrique de cette manière (mais c'est horriblement inefficace - il existe de bien meilleures façons d'extraire l'énergie des vagues).

Deux équations couvrent ce que vous proposez. Le premier est la relation entre la charge, la capacité et la tension:

Q = C \cdot V

$Q = C \cdot V$

Le second est la relation entre l'énergie, la capacité et la tension:

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

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

Commencez par charger un condensateur rempli d'eau, puis retirez l'eau. La première équation nous dit que si la capacité diminue d'un facteur 81, alors la tension doit augmenter du même facteur, car à ce stade, la charge ne peut aller nulle part.

$V^2$

D'où vient cette énergie? Il faut du travail physique pour retirer un diélectrique d'un condensateur chargé. Dans ce cas, l'énergie potentielle de la masse d'eau à l'intérieur du condensateur a été réduite lorsque la gravité l'a retiré pendant la partie basse de l'onde. Et lorsque le prochain pic arrive, l'énergie contenue dans la vague repousse l'eau contre la gravité.

Lorsque vous mettez des nombres physiques réels sur les valeurs de C et V avec lesquelles vous pouvez travailler de manière réaliste, vous vous rendrez vite compte que la puissance (énergie par temps) que vous pouvez extraire est minuscule.

Dave Tweed
la source

D'un autre côté, cela n'a pas de pièces mobiles, et vous pouvez même recouvrir les plaques à tout moment tant qu'il y a de l'espace entre elles pour l'eau. Peut-être que quelqu'un pourrait trouver une application de niche pour alimenter un petit capteur.

user253751

Faire de l'énergie d'un condensateur dans la mer

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