CN107492448A - 差温电荷蓄纳与泵入装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电子技术领域，主要涉及一种差温电荷蓄纳与泵入装置。所述装置包括电荷球、导电针、导线、接线柱、电容正极板、电容介质、电容负极板；其中，所述电荷球为内外层结构，内层为电荷载体，外层为绝缘层；所述导电针、导线、接线柱依次连接，构成操作手柄结构；所述电容正极板、电容介质、电容负极板按上、中、下的顺序依次层叠构成三层结构；其中，所述电容正极板侧面设有电容正极插孔，所述电容负极板侧面设有电容负极插孔。本发明具备如下有益效果：采取合理措施规避趋肤现象的不利影响，实现净电荷的保持和利用。根据正电荷与负电荷的差别，采用不同的温度环境，促进电荷蓄纳的最大化。为研究电荷在电磁场中的宏观行为提供基础手段。
Description
技术领域
本发明属于电子技术领域，主要涉及一种差温电荷蓄纳与泵入装置。
背景技术
电荷是带正负电的基本粒子，是电磁场研究领域的重要组成部分。
雷电的形成就是水汽云团的摩擦积累了大量的正负电荷，这些正负电荷的剧烈中和产生了光与声；不良导体的摩擦也可以产生净电荷，这就是静电，但存在时间很短。
电荷在电磁场中的运动形态必须通过一定的手段才能观察到，如质谱仪，由于电荷运动速度很高，人们往往只能观察到其径迹，这对于直观理解电荷在电场、磁场中的受力特点、运动规律是不利的；带电流的导体在磁场中的运动体现了电荷受力的宏观现象，但电流是连续的，而不是离散的，所以，无法充分展示电荷在磁场中运动的宏观规律。
因此针对电荷在磁场中的运动规律，需要提出一种可独立携带净电荷的保持技术，为研究电场力、洛伦兹力等提供基础手段。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：针对正电荷或负电荷，如何提供一种可以长期贮存的结构器件，并把正电荷或负电荷以可行的方式泵入这一器件，其意义在于为研究电荷在电磁场中的宏观行为提供基础手段。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种差温电荷蓄纳与泵入装置，所述装置包括电荷球、导电针3、导线4、接线柱5、电容正极板6、电容介质7、电容负极板8；
其中，所述电荷球为内外层结构，内层为电荷载体2，外层为绝缘层1；
所述导电针3、导线4、接线柱5依次连接，构成操作手柄结构；
所述电容正极板6、电容介质7、电容负极板8按上、中、下的顺序依次层叠构成三层结构；其中，所述电容正极板6侧面设有电容正极插孔A，所述电容负极板8侧面设有电容负极插孔B。
其中，在需要让电荷载体2带正电荷的情况下，把接线柱5插入电容正极插孔A，并将导电针3与电荷载体2接触，则电荷载体2中的电子经过导线4进到电容正极板6。
其中，为了让尽可能多的电子从电荷载体2泵出，把电荷球置于一定的高温干燥环境之中。
其中，在需要让电荷载体2带负电荷的情况下，把接线柱5插入电容负极插孔B，并将导电针3与电荷载体2接触，则电容负极板8中的电子经过导线4进到电荷载体2。
其中，为了让尽可能多的电子泵入电荷载体2，把电荷球置于一定的低温干燥环境之中。
其中，所述电荷载体2获得净电荷后，及时用绝缘物质封装起来，如果要获得更大体积的电荷球，可以把较小的封装后的电荷球集中起来再次封装。
其中，根据实际需要，可以把电荷球做成包括圆柱形、椭球形、球形、正方体形在内的各种形状。
其中，如果需要较轻的电荷球，电荷载体2可以使用金属海绵。
其中，如果需要较轻的电荷球，电荷载体2可以使用碳颗粒。
其中，为了获得较大的净电荷密度，可以把电荷球做成多层，电荷载体2与绝缘层1间隔出现。
(三)有益效果
与现有技术相比较，本发明具备如下有益效果：
(1)采取合理措施规避趋肤现象的不利影响，实现净电荷的保持和利用。
(2)根据正电荷与负电荷的差别，采用不同的温度环境，促进电荷蓄纳的最大化。
(3)为研究电荷在电磁场中的宏观行为提供基础手段。
附图说明
图1是电荷球结构图。
图2为电荷泵入示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
为解决上述技术问题，本发明提供一种差温电荷蓄纳与泵入装置，如图1-2所示，所述装置包括电荷球、导电针3、导线4、接线柱5、电容正极板6、电容介质7、电容负极板8；
其中，所述电荷球为内外层结构，内层为电荷载体2，外层为绝缘层1；
所述导电针3、导线4、接线柱5依次连接，构成操作手柄结构；
所述电容正极板6、电容介质7、电容负极板8按上、中、下的顺序依次层叠构成三层结构；其中，所述电容正极板6侧面设有电容正极插孔A，所述电容负极板8侧面设有电容负极插孔B。
其中，在需要让电荷载体2带正电荷的情况下，把接线柱5插入电容正极插孔A，并将导电针3与电荷载体2接触，则电荷载体2中的电子经过导线4进到电容正极板6。
其中，为了让尽可能多的电子从电荷载体2泵出，把电荷球置于一定的高温干燥环境之中。
其中，在需要让电荷载体2带负电荷的情况下，把接线柱5插入电容负极插孔B，并将导电针3与电荷载体2接触，则电容负极板8中的电子经过导线4进到电荷载体2。
其中，为了让尽可能多的电子泵入电荷载体2，把电荷球置于一定的低温干燥环境之中。
其中，所述电荷载体2获得净电荷后，及时用绝缘物质封装起来，如果要获得更大体积的电荷球，可以把较小的封装后的电荷球集中起来再次封装。
其中，根据实际需要，可以把电荷球做成包括圆柱形、椭球形、球形、正方体形在内的各种形状。
其中，如果需要较轻的电荷球，电荷载体2可以使用金属海绵。
其中，如果需要较轻的电荷球，电荷载体2可以使用碳颗粒。
其中，为了获得较大的净电荷密度，可以把电荷球做成多层，电荷载体2与绝缘层1间隔出现。
电荷具有同性相斥、异性相吸的性质，这就是电流具有趋肤效应的微观原因；在一个金属球内，如果具有净电荷，则净电荷总是均布于表层，在一段金属导线内，电流通过时，总是沿表面分布，因此，如果要提高单位体积内的净电荷贮存量，必须合理规避趋肤效应；另一方面，根据气体压缩性与气温变化的关联可知，低温下，分子之间具有较小的斥力，而分子之间的斥力本质上是电荷之间斥力的宏观表现，因此，在较低温度下，可以获得较小的同性电荷斥力的效果，根据这一点，通过低温，增加单位体积的净电荷储量；带有净电荷的物体由于空气中水分的存在很容易失去净电荷，因此，外部要有绝缘层保护；把带有净电荷的颗粒或片体用绝缘物质封装起来，再把这些有绝缘层的颗粒或片体根据需要组合成合适大小的结构，再用绝缘物质封装起来，就可以作为电荷球使用；如果欲得到的净电荷为正电荷，那么失去电子的过程如果伴有高温环境则可以改善泵出效果，因为高温环境下，电子已经具备较高的动能，其跃迁更为容易，如果净电荷为负电荷，由于需要泵入电子，这就需要低温环境，因为低温环境下，电子动能较小，轨道半径变小，因而单位体积内能容纳更多的电子，在泵入足够的电荷后，用绝缘物质封装起来。在泵入电子时，采用能够大量蓄纳电子的材料或结构，在泵出电子时，采用能够大量排出电子的材料或结构。
实施例
本实施例提供的装置包括电荷球、导电针3、导线4、接线柱5、电容正极板6、电容介质7、电容负极板8，电荷球由绝缘层1、电荷载体2组成，A、B分别为电容正负极插孔。
如果要让电荷载体2带正电荷，把接线柱5插入A孔，导电针3与电荷载体2接触，则电荷载体2中的电子经过导线4进到电容正极板6，为了让尽可能多的电子从电荷载体2泵出，可以把电荷球置于一定的高温干燥环境之中；如果要让电荷载体2带负电荷，把接线柱5插入B孔，导电针与电荷载体2接触，则电容负极板8中的电子经过导线4进到电荷载体2，为了让尽可能多的电子泵入电荷载体2，可以把电荷球置于一定的低温干燥环境之中。电荷载体2获得净电荷后，及时用绝缘物质封装起来，如果要获得更大体积的电荷球，可以把较小的封装后的电荷球集中起来再次封装。根据实际需要，可以把电荷球做成各种形状，如圆柱形、椭球形、球形、正方体形等。
如果需要较轻的电荷球，电荷载体2可以使用金属海绵、碳颗粒等，为了获得较大的净电荷密度，可以把电荷球做成多层，电荷载体2与绝缘层1间隔出现，电荷载体2的引出线可以设计成多种形态。
电荷同性相斥、异性相吸，在一个金属球内，如果具有大量的净电荷，则净电荷总是密布于表层，如果要提高单位体积内的净电荷贮存量，必须最大限度消弱趋肤效应；另一方面，根据气体压缩性与气温变化的关联可知，低温下，分子之间具有较小的斥力，而分子之间的斥力本质上是电荷之间斥力的宏观表现，因此，在较低温度下，可以获得较小的同性电荷斥力的效果，根据这一点，通过低温，增加单位体积的净电荷储量；带有净电荷的物体由于空气中水分的存在很容易失去净电荷，因此，外部要有绝缘层保护；把带有净电荷的颗粒或片体用绝缘物质封装起来，再把这些有绝缘层的颗粒或片体根据需要组合成合适大小的结构，再用绝缘物质封装起来，就可以作为电荷球使用；如果欲得到的净电荷为正电荷，那么失去电子的过程需要高温环境，因为高温环境下，电子已经具备较高的动能，其跃迁更为容易，如果净电荷为负电荷，由于需要泵入电子，这就需要低温环境，因为低温环境下，电子动能较小，轨道半径变小，因而单位体积内能容纳更多的电子，在泵入足够的电荷后，用绝缘物质封装起来。在泵入电子时，采用能够大量蓄纳电子的材料或结构，在泵出电子时，采用易于大量排出电子的材料或结构。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种差温电荷蓄纳与泵入装置，其特征在于，所述装置包括电荷球、导电针(3)、导线(4)、接线柱(5)、电容正极板(6)、电容介质(7)、电容负极板(8)；
其中，所述电荷球为内外层结构，内层为电荷载体(2)，外层为绝缘层(1)；
所述导电针(3)、导线(4)、接线柱(5)依次连接，构成操作手柄结构；
所述电容正极板(6)、电容介质(7)、电容负极板(8)按上、中、下的顺序依次层叠构成三层结构；其中，所述电容正极板(6)侧面设有电容正极插孔(A)，所述电容负极板(8)侧面设有电容负极插孔(B)。
2.如权利要求1所述的差温电荷蓄纳与泵入装置，其特征在于，在需要让电荷载体(2)带正电荷的情况下，把接线柱(5)插入电容正极插孔(A)，并将导电针(3)与电荷载体(2)接触，则电荷载体(2)中的电子经过导线(4)进到电容正极板(6)。
3.如权利要求2所述的差温电荷蓄纳与泵入装置，其特征在于，为了让尽可能多的电子从电荷载体(2)泵出，把电荷球置于一定的高温干燥环境之中。
4.如权利要求1所述的差温电荷蓄纳与泵入装置，其特征在于，在需要让电荷载体(2)带负电荷的情况下，把接线柱(5)插入电容负极插孔(B)，并将导电针(3)与电荷载体(2)接触，则电容负极板(8)中的电子经过导线(4)进到电荷载体(2)。
5.如权利要求4所述的差温电荷蓄纳与泵入装置，其特征在于，为了让尽可能多的电子泵入电荷载体(2)，把电荷球置于一定的低温干燥环境之中。
6.如权利要求2或4所述的差温电荷蓄纳与泵入装置，其特征在于，所述电荷载体(2)获得净电荷后，及时用绝缘物质封装起来，如果要获得更大体积的电荷球，可以把较小的封装后的电荷球集中起来再次封装。
7.如权利要求6所述的差温电荷蓄纳与泵入装置，其特征在于，根据实际需要，可以把电荷球做成包括圆柱形、椭球形、球形、正方体形在内的各种形状。
8.如权利要求6所述的差温电荷蓄纳与泵入装置，其特征在于，如果需要较轻的电荷球，电荷载体(2)可以使用金属海绵。
9.如权利要求6所述的差温电荷蓄纳与泵入装置，其特征在于，如果需要较轻的电荷球，电荷载体(2)可以使用碳颗粒。
10.如权利要求6所述的差温电荷蓄纳与泵入装置，其特征在于，为了获得较大的净电荷密度，可以把电荷球做成多层，电荷载体(2)与绝缘层(1)间隔出现。
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