CN103869372A - 极地电流感应方法及其电流感应器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种极地电流感应方法及其电流感应器，本发明的极地电流感应方法，将线圈置于地球极地，太阳风被地球磁场俘获的太阳风粒子在范艾伦辐射带，太阳风粒子受洛仑磁力作用根据左手定则发生偏转并与地球自转带动范艾伦辐射带的太阳风粒子运动的共同作用产生环电流，环电流产生与地球磁场方向相反的磁场使得置于地球极地的线圈内的磁力线发生变化，从而线圈产生电流。本发明技术方案，能够对太阳风进行感应监测并进行利。

Description

极地电流感应方法及其电流感应器
技术领域
本发明涉及一种极地电流感应方法及其电流感应器。
背景技术
地磁场，即把地球视为一个磁偶极子（magnetic dipole），其中一极位在地理北极附近，另一极位在地理南极附近，这两极所产生的球体磁场即为地磁场。通过这两个磁极的假想直线（磁轴）与地球的自转轴大约成11.3度的倾斜。地球的磁场向太空伸出数万公里形成地球磁层。     因为太阳风是等离子体，所以太阳磁场被它承载。由于太阳的转动。通常太阳风的能量爆发来自于太阳耀斑或其他被称为“太阳风暴”的气候现象。这些太阳活动可以被太空探测器和卫星测到，主要标志是强烈的辐射。被地球磁场俘获的太阳风粒子储存在范艾伦辐射带中，当这些粒子在磁极附近与地球大气层作用引起极光现象。
范艾伦辐射带，指在地球附近的近层宇宙空间中包围着地球的高能辐射层，由美国物理学家詹姆斯·范·艾伦发现并以他的名字命名。范艾伦辐射带分为内外两层，内外层之间存在范艾伦带缝，缝中辐射很少。范艾伦辐射带将地球包围在中间。范艾伦辐射带，是环绕地球的高能粒子辐射带。在近层宇宙空间（即距离地球100公里到几百公里的空间）中，高能量的辐射远比人们原先设想的要多。高能辐射层在赤道附近呈环状绕着地球，并向极地弯曲。这一辐射层通常就被称为“范艾伦辐射带”。
范艾伦辐射带主要由地磁场中捕获的高达几兆电子伏的电子以及高达几百兆电子伏的质子组成，其中只有很少百分比像O+这样的重粒子。从几百千米到6000千米的低空称为“内带”，有高能电子的6000千米以上的高空称为“外带”。一旦带电粒子被捕获，洛伦兹力便控制它们在地磁层中的运动。范艾伦带内的高能粒子对载人空间飞行器、卫星等都有一定危害，其内外带之间的缝隙则是辐射较少的安全地带。
目前，人们对太阳风这一现象进行感应监测并利用，由于环境的日渐恶劣，人类对绿色能源的需求日益强烈。
发明内容
针对现有技术，本发明的目的在于提供一种对太阳风进行感应监测并进行利用的极地电流感应方法及其电流感应器。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种极地电流感应方法，将线圈置于地球极地，太阳风被地球磁场俘获的太阳风粒子在范艾伦辐射带，太阳风粒子受洛仑磁力作用根据左手定则发生偏转并与地球自转带动范艾伦辐射带的太阳风粒子运动的共同作用产生环电流，环电流产生与地球磁场方向相反的磁场使得置于地球极地的线圈内的磁力线发生变化，从而线圈产生电流。
本发明进一步设置：所述线圈连接在谐振电路内，所述谐振电路还包括蓄能装置与可调电容，所述线圈与蓄能装置相串联，并且所述线圈与所述可调电容串联或并联。
本发明进一步设置：所述线圈与地球磁轴同轴放置在地球极地。
本发明进一步设置：所述线圈中放置有磁芯。
一种极地电流感应器，包括置于地球极地，并且通过太阳风被地球磁场俘获的太阳风粒子在范艾伦辐射带，太阳风粒子受洛仑磁力作用根据左手定则发生偏转并与地球自转带动范艾伦辐射带的太阳风粒子运动的共同作用产生环电流，环电流产生与地球磁场方向相反的磁场使得磁力线发生变化而产生电流的线圈。
本发明进一步设置：所述线圈连接在谐振电路内，所述谐振电路还包括蓄能装置与可调电容，所述线圈与蓄能装置相串联，并且所述线圈与所述可调电容串联或并联。
本发明进一步设置：所述线圈与地球磁轴呈同轴设置在地球极地。
本发明进一步设置：所述线圈内设置有磁芯。
由于太阳风的客观存在，并且时常发生变化，带电粒子进入地球磁层以后，受到洛仑兹力的作用，带正电的粒子由西向东偏转，它们能够产生磁场，根据右手定则，其产生的磁场与地磁场的磁力线方向相反叠加在地磁场上，太阳风被地球磁场俘获的太阳风粒子在范艾伦辐射带，地球由西向东自转带动范艾伦辐射带的太阳风粒子由西向东运动，与受到洛仑兹力的作用的带正电的粒子由西向东偏转的共同作用产生环电流，环电流产生与地球本身磁场方向相反的磁场，与地球本身磁场相叠加，由于两极性相反两磁场相对作用而产生的力矩，使得地球磁场产生了磁偏角与磁倾角。太阳风的影响也是地球磁场的反转的一个因素（一旦太阳风磁暴产生的环电流产生的磁场大于地球本身磁场，则地球上的磁场发生反转，若太阳风磁暴产生的环电流产生的磁场与地球本身磁场相抵消时，造成人们在极地无法使用指南针）。并且环电流产生的磁场作用于地球使地球内部产生涡流，也是地球内核与外核的热源之一。而在地球极地，尤其在极光区，太阳风产生的磁场变化更为显著，因此，设置在地球极地（尤其在极光区）的线圈能产生较大的电流，而人们容易对太阳风进行感应测量并可以利用该新型绿色能源。并且通过LC谐振电路，（为使感应线圈减少感抗使电路满足2πfL-                                                
Figure 726101DEST_PATH_IMAGE001
=0，整个电路呈现为纯电阻性）。通过线圈与地球磁轴呈平行设置在地球极地（尤其在极光区），线圈内设置有磁芯，提高了线圈的电感量。
下面结合附图对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明实施例的线圈感应原理图；
图2为本发明实施例线圈与蓄能装置并联电路图。
具体实施方式
参见附图1、附图2，本发明公开的极地电流感应方法，将线圈1置于地球极地，太阳风被地球磁场俘获的太阳风粒子在范艾伦辐射带，太阳风粒子受洛仑磁力作用根据左手定则发生偏转并与地球自转带动范艾伦辐射带的太阳风粒子运动的共同作用产生环电流，环电流产生磁场使得置于地球极地的线圈1内的磁力线发生变化，从而线圈1产生电流。图1为线圈在北极时感应原理图，其中实线箭头为环电流产生磁场方向，虚线箭头为地球本身磁场方向。
本发明进一步设置：所述线圈1连接在谐振电路内，所述谐振电路还包括蓄能装置2与可调电容3，所述线圈1与蓄能装置2相串联，并且所述线圈1与所述可调电容3串联或并联。
本发明进一步设置：所述线圈1与地球磁轴同轴放置在地球极地。
本发明进一步设置：所述线圈1中放置有磁芯4。
一种极地电流感应器，包括置于地球极地，并且通过太阳风被地球磁场俘获的太阳风粒子在范艾伦辐射带，太阳风粒子受洛仑磁力作用根据左手定则发生偏转并与地球自转带动范艾伦辐射带的太阳风粒子运动的共同作用产生环电流，环电流产生磁场使得磁力线发生变化而产生电流的线圈1。
本发明进一步设置：所述线圈1连接在谐振电路内，所述谐振电路还包括蓄能装置2与可调电容3，所述线圈1与蓄能装置2相串联，并且所述线圈1与所述可调电容3串联或并联。
本发明进一步设置：所述线圈1与地球磁轴呈同轴设置在地球极地。
本发明进一步设置：所述线圈1内设置有磁芯4。
由于太阳风的客观存在，并且时常发生变化，带电粒子进入地球磁层以后，受到洛仑兹力的作用，带正电的粒子由西向东偏转，它们能够产生磁场，根据右手定则，其产生的磁场与地磁场的磁力线方向相反，太阳风被地球磁场俘获的太阳风粒子在范艾伦辐射带，地球由西向东自转带动范艾伦辐射带的太阳风粒子由西向东运动，与受到洛仑兹力的作用的带正电的粒子由西向东偏转的共同作用产生环电流，环电流产生磁场，其产生的磁场与电磁场极性相反，而叠加在地球磁场之上，由于两极性相反的磁场的相互作用而产生力矩使得地球产生磁偏角而磁倾角。太阳风的影响也是地球磁场的反转的一个因素（一旦太阳风磁暴产生的环电流产生的磁场大于地球本身磁场，则地球上的磁场发生反转，若太阳风磁暴产生的环电流产生的磁场与地球本身磁场相抵消时，造成人们在极地无法使用指南针）。并且环电流产生的磁场作用于地球使地球内部产生涡流，也是地球内部内核与外核热源之一。而在地球极地，尤其在极光区，太阳风产生的磁场变化更为显著，因此，设置在地球极地的线圈1能产生较大的电流，而人们容易对太阳风进行感应，并可以利用该新型绿色能源。并且通过谐振电路，调节可调电容3的参数，为使线圈内的电流达到最大值使本电路约等于2πfL-
Figure 770805DEST_PATH_IMAGE001
=0，整个电路呈现为纯电阻性。通过线圈1与地球磁轴呈同轴设置在地球极地，线圈1内设置有磁芯4，提高了线圈1的电感量。

Claims (8)

1.一种极地电流感应方法，其特征在于：将线圈置于地球极地，太阳风被地球磁场俘获的太阳风粒子在范艾伦辐射带，太阳风粒子受洛仑磁力作用根据左手定则发生偏转并与地球自转带动范艾伦辐射带的太阳风粒子运动的共同作用产生环电流，环电流产生与地球磁场方向相反的磁场使得置于地球极地的线圈内的磁力线发生变化，从而线圈产生电流。
2.根据权利要求1所述的极地电流感应器，其特征在于：所述线圈连接在谐振电路内，所述谐振电路还包括蓄能装置与可调电容，所述线圈与蓄能装置相串联，并且所述线圈与所述可调电容并联。
3.根据权利要求2所述的极地电流感应方法，其特征在于：所述线圈的轴线与地球磁轴相平行放置在地球极地。
4.根据权利要求1或2或3所述的极地电流感应方法，其特征在于：所述线圈中放置有磁芯。
5.一种根据权利要求1所述的极地电流感应器，其特征在于：包括置于地球极地，并且通过太阳风被地球磁场俘获的太阳风粒子在范艾伦辐射带，太阳风粒子受洛仑磁力作用根据左手定则发生偏转并与地球自转带动范艾伦辐射带的太阳风粒子运动的共同作用产生环电流，环电流产生与地球磁场方向相反的磁场使得磁力线发生变化而产生电流的线圈。
6.根据权利要求4所述的极地电流感应器，其特征在于：所述线圈连接在谐振电路内，所述谐振电路还包括蓄能装置与可调电容，所述线圈与蓄能装置相串联，并且所述线圈与所述可调电容并联。
7.根据权利要求5所述的极地电流感应器，其特征在于：所述线圈的轴线与地球磁轴呈平行设置在地球极地。
8.根据权利要求5或6或7所述的极地电流感应器，其特征在于：所述线圈内设置有磁芯。
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