WO2013125865A1 - 정전기장 또는 정자기장에 포함된 에너지를 추출하는 정전자기장 에너지 추출장치 - Google Patents

정전기장 또는 정자기장에 포함된 에너지를 추출하는 정전자기장 에너지 추출장치 Download PDF

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WO2013125865A1
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plate
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static magnetic
electrostatic
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PCT/KR2013/001354
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English (en)
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Inventor
윤재만
Original Assignee
Yun Jaeman
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
    • H02N1/06—Influence generators
    • H02N1/08—Influence generators with conductive charge carrier, i.e. capacitor machines

Definitions

  • the present invention relates to an energy extraction device for extracting energy contained in a static electromagnetic field (electrostatic field or static magnetic field), in particular by preventing the induction of the electromagnetic field induced in the conductor or armature portion from the electrostatic field and the electrostatic field,
  • the present invention relates to an energy extraction apparatus capable of effectively extracting the energy contained in the electrostatic field.
  • An electric field opposite to the electric field is induced inside the conductive object located in the region exerted by the force of the electric field.
  • the size of the induced electric field is the same as that of the electric field, and after a certain time, the electric field and the induction electric field are balanced unless there is any special influence from the outside.
  • the induction magnetic field is equal to the size of the magnetic field (for example, an ideal fully diamagnetic material for convenience of explanation), and the magnetic field and the induction magnetic field are balanced after a certain time unless there is an external influence.
  • electrostatic field energy to effectively extract the energy contained in the electrostatic field or static magnetic field (hereinafter referred to as "electrostatic field") by preventing the balance between the electrostatic field and the induction field and the static and induction magnetic field It is to provide an extraction device.
  • the first plate 101 includes a first electrode plate 110 that is charged by a first charge and generates an electrostatic field.
  • the second plate 102 is spaced apart from the first plate 101 by a predetermined distance, is charged by a second charge having a polarity opposite to the first charge, generates an electrostatic field, and the first electrode plate (
  • the second electrode plate 120 is formed to be parallel to and opposed to the first electrode plate 110 at a position corresponding to the 110.
  • the insulator 150 is filled in the space between the first plate 101 and the second plate 102.
  • the dielectric part 145 is formed between the first electrode plate 110 and the conductor portion 130 and between the second electrode plate 120 and the conductor portion 130, respectively.
  • the conductor portion 130 is formed between the two dielectric portions 145.
  • An electric current flows through the conductor part 130, and the electrostatic field applying lead 130e to which an electrostatic field is formed between the first electrode plate 110 and the second electrode plate 120 is applied, and both sides are electrostatic. Electrostatic field unapplied conductors 130a and 130b without a field applied thereto are included.
  • the device according to one aspect of the invention (FIG.
  • Electromagnetic field energy extraction apparatus for achieving the above technical problem, the first plate 201, the second plate 202, the insulator 250, the conductor portion 230, It comprises a dielectric portion 245 and the electrostatic field intermitting means.
  • the first plate 201 includes a first electrode plate 210 that is charged with a first charge and generates an electrostatic field.
  • the second plate 202 is spaced apart from the first plate 201 by a predetermined distance, and the first plate (20) is located at a position corresponding to the first electrode plate 210 formed on the first plate 201.
  • a second electrode plate 220 formed parallel to and facing the first electrode plate 210 of 201 and charged with a second charge and generating an electrostatic field.
  • the insulator 250 is filled in the space between the first plate 201 and the second plate 202. Both ends of the conductor part 230 may be spaced apart from the first plate 201 and the second plate 202 by a predetermined distance.
  • the dielectric part 245 may be disposed between the first electrode plate 210 of the first plate 201 and the lower end of the conductor part 230 and the second electrode plate of the second plate 202. 220 is formed between the upper plates 210 and 220 between the upper end of the conductor portion 230.
  • This device according to one aspect of the invention (FIG. 2) is characterized in that energy is extracted by repeating the interruption of the electrostatic field applied to both ends of the conductor portion 230 by the electrostatic field interrupting means.
  • Electromagnetic field energy extraction apparatus for achieving the above technical problem, the first plate 301, the second plate 302, the armature portion 330, the static magnetic field control means and the
  • the static magnetic field intervening means includes relative movements of the armature part 330 with respect to the first field part 310 and the second field part 320
  • the inductive refraction flux minimization means for interfering with the relative movement is also included.
  • the first plate 301 includes the first field part 310 that exhibits a first magnetism in the void direction and generates a static magnetic field.
  • the second plate 302 is spaced apart from the first plate 301 by a predetermined distance, and the first field part (3) is located at a position corresponding to the first field part 310 formed on the first plate 301. It is formed to face 310, and comprises a second field portion 320 to exhibit a second magnetic property of the first magnetic and anti-magnetic in the gap direction to generate a static magnetic field.
  • the armature part 330 has a core having a high permeability and minimizes heat generation, and is installed as close as possible between the first field part 310 and the second field part 320.
  • This device according to one aspect of the invention (FIG. 11) is characterized in that energy is extracted by repeating the interruption of the static magnetic field applied to the armature portion 330 by the static magnetic field interrupting means.
  • Electromagnetic field energy extraction device for achieving the above technical problem, including a first plate 401, a second plate 402 and the conductor portion 430 Is done.
  • the first plate 401 includes a first field part 410 that exhibits a first magnetism in the void direction and generates a static magnetic field.
  • the second plate 402 is spaced apart from the first plate 401 by a predetermined distance, and the first field unit 410 may be located at a position corresponding to the first field unit 410 formed on the first plate 401.
  • the second field part 420 is formed to face the 410 and exhibits a second magnetism opposite to the first magnetism in the gap direction and generates a static magnetic field.
  • the conductor part 430 has a current flowing therein and is as thin as possible in a planar shape, and the first field part 410 of the first plate 401 and the second field part of the second plate 402.
  • a static magnetic field applied conductor 430m provided between the first magnetic field unit 410 and the second magnetic field unit 420 perpendicularly to the current, and a static magnetic field unapplied conductor on both sides thereof. 430r, 430l.
  • the device is characterized in that the charge carrier of the current flows out of the static magnetic field applied conductor 430m to which the Hall voltage is applied by the static magnetic field.
  • the current and voltage varying device functions to change the magnitude of the current and the magnitude of the voltage.
  • the electrostatic field energy extraction device When using the electrostatic field energy extraction device according to an embodiment of the present invention, it is possible to effectively extract the energy stored in the electrostatic field or the static magnetic field, when the electrostatic field energy is extracted through the current in the corresponding conductor of the current.
  • the amount of energy extracted by the combination of the electric field of the electric current of the current and the electric field applied by the external electric current and the induced electric field or the hall voltage changes, and the magnitude of the current or voltage changes accordingly. And can be precisely switched in or out.
  • FIG. 1 shows an embodiment (FIG. 1) of one aspect of the present invention.
  • FIG. 2 to 7 are conceptual views of an embodiment of another aspect (FIG. 2) of the present invention.
  • Fig. 8 shows the change in the magnetic field when the armature portion moves in a direction parallel to the magnetic field of the field portion.
  • FIG. 10 shows the induced refraction magnetic fluxes 330n and 330s occurring in the armature portion which hinders this movement when the armature portion moves relatively in the direction perpendicular to the magnetic field of the field portion.
  • FIG. 11-13 and 16-19 show the Example of another surface (FIG. 11) of this invention.
  • FIG. 20 and 21 show another embodiment of the present invention (Fig. 20).
  • dielectric part 150 and 250 insulator
  • nonmagnetic material 365 magnetic field magnetic shielding device
  • FIG 1 shows an embodiment of one aspect of the present invention.
  • the electrostatic field energy extracting apparatus includes a first plate 101, a second plate 102, an insulator 150, a dielectric part 145, and a conductor part 130.
  • the insulator 150 and the dielectric part 145 should not have a property as a conductor through which a current can flow somewhat, whereas the conductor part 130 should not have a property as a non-conductor through which a current can flow at least somewhat. To some extent, the current must flow. The same is true in the following embodiments according to another aspect of the present invention.
  • the first plate 101 includes a first electrode plate 110 that is charged by the first charge ( ⁇ ) and generates an electrostatic field.
  • the second plate 102 is spaced apart from the first plate 101 by a predetermined distance, charged by a second charge (+) having a polarity opposite to the first charge, generates an electrostatic field, and the first electrode plate 110.
  • a second electrode plate 120 formed to be parallel to and opposed to the first electrode plate at a position corresponding to the second electrode plate 120.
  • the first charge (-) and the second charge (+) are respectively shown as negative charge and positive charge, but the reverse is also included in the technical scope of the present invention.
  • the first electrode plate 110 and the second electrode plate 120 is an electrode plate having an undistributed electric field, and are installed so as to be parallel to and face each other so that the spatial regions of the electrostatic fields generated from each other coincide with each other.
  • the insulator 150 is filled in the space between the first plate 101 and the second plate 102.
  • the dielectric part 145 is formed between the first electrode plate 110 and the conductor portion 130 and between the second electrode plate 120 and the conductor portion 130, respectively.
  • the dielectric part 145 preferably uses a dielectric having a relatively high dielectric constant in order to increase the amount of charged electric charges.
  • the dielectric part 145 may have the same electric field by adjusting the dielectric constant and thickness and the distance between the two electrode plates 110 and 120. Since the amount of charges of the electric charges charged in the first electrode plate 110 and the second electrode plate 120 is adjusted, not only the input voltage and current induced in the conductor unit 130 can be varied, By using this, the electrical energy can be efficiently extracted from the electrostatic field.
  • the dielectric part 145 may include the first electrode plate 110 and the second electrode plate 120 to increase the amount of charges of the electric charges charged on the first electrode plate 110 and the second electrode plate 120. It is preferable to contact each other without any space.
  • the charge amount, the dielectric strength, and the magnitude of the voltage can be adjusted by connecting at least one capacitor connected in parallel or in series or in parallel with the charge plate, the charge amount is increased in this manner, and the dielectric part 145 ), For example, using a multilayer ceramic having a high dielectric strength as well as a dielectric constant as a dielectric may increase the breakdown voltage so that discharge does not occur even at a high voltage.
  • the conductor part 130 is formed along a virtual space formed by two dielectric parts 145 formed on the first plate 101 and the second plate 102, and the first electrode plate 110 and the second electrode.
  • the current injected here includes both direct current and alternating current.
  • the B-direction conductor 130b of the conductor portion 130 travels in a horizontal direction with the surface of the first plate 101 and is refracted at a predetermined angle so that the first electrode plate 110 and the first electrode plate 110 of the conductor portion 130 are made.
  • the conducting wire 130a of the conductor part 130 finally becomes the second plate 102.
  • the size of energy outside the electric field (E ext) the while present in a polarized form of the charge with the current flowing through the conductors (130a) of the conductor portion 130 This is because it is determined by the induction electric field E ind generated by the charge carriers entering and the electric field E 2 , which is the magnitude of the synthesis of the electric field E 0 that originally had an electric current.
  • the magnitude of the electrostatic field generated by the first and second electrode plates 110 and 120 as needed, for example, the voltage charged on the electrode plates 110 and 120.
  • the size of the input current and voltage may be adjusted as well as the amount of energy extracted.
  • a first electrode plate 110 filled with a negative charge is formed on a first plate 101, and a second electrode plate 120 on which a positive charge (+) is charged on a second plate 102.
  • the electrostatic field proceeds from the second plate 102 direction to the first plate 101 direction.
  • the free electron as the charge carrier flows from the b direction to the a direction.
  • the free electrons move in a direction perpendicular to the electrostatic field in the conducting wire 130e of the conductor portion 130 to which the electrostatic field is applied, the free electrons are not affected by the induced electric field.
  • an external electric field (E ext) flowing a current is applied to the conductor portion 130 by the external electric field (E ext) and the induced electric field (E ind), the balance of it It is a device that extracts energy from an external electric field (E ext ) by preventing it from being achieved.
  • the polarized charge carrier leaving the external electric field (E ext ) applied conductor (130e) and entering the external electric field (E ext ) unapplied conductor (130a) returns to its original state without being polarized again as it enters the external electric field (E ext ).
  • the induced electric field in the opposite direction is synthesized by acting on the electric field already present.
  • the current and voltage are amplified and the electrical energy that can be extracted from the electrostatic field is increased.However, if the current includes the electrostatic field and the reverse component, the current and voltage And the electrical energy that can be extracted from the electrostatic field is reduced.
  • the bidirectional current is increased, decreased, or switched, respectively, so that the device can be implemented according to one aspect of the present invention (FIG. 1), which may have a current and voltage variable device function. .
  • the first plate 101 and the second plate 102 include an insulating portion 140 that isolates the first electrode plate 110 and the second electrode plate 120, 220 from the periphery, respectively. It is also possible to implement the device according to one aspect (Fig. 1) of the present invention.
  • the energy extraction apparatus illustrated in FIG. 1 has been described only for the configuration and operation of applying a current to the conductor unit 130 such that an electrostatic field and an induction electric field are not balanced.
  • the energy extraction apparatus illustrated in FIG. The process of extracting energy from an electrostatic field by using a generally known technique is not described in detail here.
  • the first electrode plate 110, the second electrode plate 120 and the dielectric 150 of one embodiment of the present invention shown in FIG. 1 may be replaced by those of a parallel plate capacitor, It is also possible to adjust the charge amount, insulation strength and voltage by connecting at least one capacitor connected in parallel or in series to the 110 and 120 or in parallel and in series. This is also the same below.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of an embodiment of another aspect (FIG. 2) of the present invention.
  • the apparatus includes a first plate 201, a second plate 202, an insulator 250, a conductor portion 230, a dielectric portion 245, and Electrostatic field interception means.
  • the first plate 201 includes a first electrode plate 210 that is charged with a first charge and generates an electrostatic field.
  • the second plate 202 is spaced apart from the first plate 201 by a predetermined distance, and the first plate 201 of the first plate 201 is located at a position corresponding to the first electrode plate 210 formed on the first plate 201.
  • a second charge plate 220 formed in parallel with and opposite to the charge plate 210 and charged with a second charge of opposite polarity to the first charge and generating an electrostatic field.
  • the insulator 250 is filled in the space between the first plate 201 and the second plate 202. Both ends of the conductor portion 230 are spaced apart from the first plate 201 and the second plate 202 by a predetermined distance therebetween.
  • the dielectric part 245 may be disposed between the first electrode plate 210 of the first plate 201 and the lower end of the conductor part 230, and the second electrode plate 220 and the conductor part of the second plate 202. Between the upper ends of the 230 is formed in contact with the charging plate (210, 220), respectively.
  • the conductor portion 230 may be applied at both ends of the conductor portion 230 at which the electrostatic field intersects the conductor portion 230 at the bottom and the top thereof, but the portion between the bottom and the top must be-as shown. There is no need to line up the bottom and top. This is the same also in the following conductor portion 230.
  • the first plate 201 and the second plate 202 are characterized in that it comprises an insulating portion 240 to insulate the first electrode plate 210 and the second electrode plate 220 from the periphery, respectively.
  • an insulating portion 240 to insulate the first electrode plate 210 and the second electrode plate 220 from the periphery, respectively.
  • Vacuum may also be used as the insulator 250, but the dielectric constant is high in order to increase the amount of charges per unit area of the charged plates 210 and 220, and between the lower and upper ends of the charged plates 210 and 220 and the conductor portion 230.
  • a dielectric gas or liquid such as sulfur hexafluoride (SF 6 ), which has characteristics such as strong dielectric strength, high thermal stability, high density and high gas pressure. desirable. Therefore, it is also possible to implement the device according to one aspect (FIG. 2) of the present invention, which uses such an insulator 250.
  • the first electrode plate 210 of the first plate 201 and the second electrode plate 220 of the second plate 202 are formed by electrostatic field interception means. Energy is extracted by repeating the interruption of the electrostatic field formed at the both ends of the conductor portion 230, which will be described below.
  • FIG. 3L is a conceptual diagram of another embodiment (FIG. 3L) of one side (FIG. 2) of the invention.
  • the device of another embodiment according to one surface (FIG. 2) of the present invention has the same configuration as that of FIG. 2, in which both ends of the conductor portion 230 are disposed in the first electrode of the first plate 201.
  • the conductor portion 230 is embodied by the embodiment of the electrostatic field control means of FIG. 2, in which the plate 210 and the second plate 202 enter and exit the electrostatic field region formed by the second electrostatic plate 220 relatively.
  • This device is characterized by extracting energy by repeating the interruption of the electrostatic field applied to both ends.
  • the conductor portion located in the electrostatic field region of the imaginary tube form formed by the first electrode plate 210 and the second electrode plate 220 By repeating the interruption of both ends of the conductor portion 230 of the electrostatic field by the method of moving the position of the 230 in the direction perpendicular to the electrostatic field, the electrostatic field and the induced electric field are not balanced.
  • moving the conductor portion 230 in the direction perpendicular to the electrostatic field is a force when moving the position of the conductor portion 230 in the same direction (D) as the electric field, but energy when moving in the opposite direction (C) This is because more energy is consumed in order to repeat this movement and less energy is consumed when the conductor portion 230 is moved in the direction perpendicular to the electric field.
  • both ends of the conductor portion 230 are formed in a virtual tube formed by the first electrode plate 210 and the second electrode plate 220.
  • the case where it is located in the inner region and the outer region of the electrostatic field space of the form is repeated.
  • the first plate 201 and the second plate 202 are mixed with the first electrode plate 210 and the second electrode plate 220 in comparison with the device of FIG. 3L.
  • Both ends of the conductor portion 230 are relatively repeated between the case where the first electrode plate 210 and the second electrode plate 220 are located inside the tubular electrostatic field space and in the outer region thereof.
  • the second electrode plate 220 and the first electrode plate 210 is located in the inner region and the outer region of the virtual tube-like electrostatic field formed by All are the same except that they are relatively repeated.
  • the device of FIG. 3L and the device of FIG. 3R may have one or more first electrode plates 210 or one or more second electrode plates 220, based on the first plate 201, but such a device may be used. All of the embodiments are also included in the embodiment (FIG. 3L) in which the first plate 201 and the second plate 202 are provided with one electrode plates 210 and 220 facing each other.
  • FIG. 4L is a conceptual diagram of another embodiment (FIG. 4L) of one side (FIG. 2) of the present invention.
  • the electrostatic field energy extraction device of another embodiment (FIG. 4L) according to one embodiment of the present invention (FIG. 4L) has the same configuration as that of FIG. 2, and has a disc-shaped first plate 201.
  • the second plate 202 having a disc shape is formed at both ends of the conductor part 230 at the same angular speed and in the same direction with respect to the rotating shaft 260 perpendicular to the plates 201 and 202.
  • the conductor portion of the electrostatic field by the specification of the electrostatic field interception means of the apparatus according to one aspect of the present invention (FIG. 2) which rotates relatively to repeat the entry and exit of the electrostatic field region formed by the second electrode plate 220.
  • the device is characterized in that energy is extracted by repeating the interruptions at both ends of 230.
  • FIG. 4L another embodiment (FIG. 4L) according to one surface (FIG. 2) of the present invention is a first plate 201 in a disc shape, a second plate 202 in a disc shape, and a dielectric part 245. ), A conductor portion 230, an insulator 250, and a rotation shaft 260.
  • the first plate 201 includes a first electrode plate 210 charged with a first charge ( ⁇ ), and includes an insulating part 240 to isolate the first electrode plate 210 from the surroundings.
  • the second plates 202 having a disk shape parallel to and facing each other are spaced apart from the first plate 201 by a predetermined distance and formed on the first plate 201.
  • the position corresponding to 210 includes an insulating part 240 that insulates the second electrode plate 220 charged with a second charge (+) having a polarity opposite to that of the first charge ( ⁇ ).
  • the dielectric part 245 is in contact with the first electrode plate 210 and the second electrode plate 220 at a predetermined distance from each other in a direction facing each other.
  • the insulator 250 fills the space between the first plate 201 and the second plate 202.
  • the description of the charger plates 210 and 220, the insulator 250, and the dielectric part 245 is replaced with the description of the dielectric part 145 of FIG. 1.
  • both ends of the conductor portion 230 are fixed to the disc-shaped third plate 203 and the disc-shaped fourth plate 204, but the third plate 203 and the fourth plate 204 are one.
  • the device in the form of a plate, and when the first plate 201 and the second plate 202 rotate relative to the conductor portion 230 and the conductor portion 230 does not rotate, the conductor portion ( Both ends of 230 need only be fixed, and the third plate 203 and the fourth plate 204 need not be provided.
  • the device of FIG. 4L may also have one or more first electrode plates 210, such as the device of FIG. 4R, based on the first plate 201, and may also have one or more first plates, such as the device of FIG. 5.
  • first electrode plates 210 such as the device of FIG. 4R
  • first plates such as the device of FIG. 5.
  • second electrode plates 220 may be provided together with the electrode plate 210, all of the embodiments of FIG. 4R or FIG. 5 may be formed of one single plate when referring to the first plate 201.
  • One full board 210 is included in the embodiment (FIG. 4L) provided.
  • the polarity (-) of the first charge and the polarity (+) of the second charge may also be changed.
  • FIG. 6L is a conceptual diagram of another embodiment (FIG. 6L) of one side (FIG. 2) of the present invention.
  • FIG. 6L another embodiment (FIG. 6L) according to one surface (FIG. 2) of the present invention may include the conductor portion 230 of the first plate 201 and the second plate 202 as shown in FIG. 2. It has a fixed first electrode plate 201 and the second electrode plate 220 including an insulating portion 240 facing each other and separated from each other while being spaced a predetermined distance so that both ends can pass, but
  • the first plate 201 and the second plate 202 are cylindrical, and the cylindrical first plate 201 and the second plate 202 have these plates at the common center of the plates 210 and 220.
  • Electrostatics formed at both ends of the conductor part 230 at the same direction and at the same angular velocity with respect to the rotating shaft 260 installed in parallel with the 210 and 220 are formed by the first electrode plate 210 and the second electrode plate 220.
  • the device is characterized in that energy is extracted by repeating the interruption at both ends of the conductor part 230.
  • the third plate 203 and the fourth plate 204 may be omitted as in the case of the FIG. 4L device.
  • the device of FIG. 6L may also have one or more first electrode plates 210, based on first plate 201, and may also have one or more first electrode plates 210, such as the device of FIG. 6R. Although it may have one or more second electrode plate 220 together, all of these embodiments, when the first plate 201 is a reference, in the embodiment in which one first electrode plate 210 is installed Included.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram of another embodiment (FIG. 7) of one side (FIG. 2) of the present invention.
  • FIG. 7 another embodiment (FIG. 7) according to one surface (FIG. 2) of the present invention has the same configuration as that of FIG. 2, but as both ends of the conductor portion 230 as the electrostatic field interception means of FIG. 2. Spaced apart from each other and passed between two dielectric parts 245 facing each other, an electrostatic field generated by the first electrode plate 210 and the second electrode plate 210 is formed at both ends of the conductor part 230.
  • the first electrostatic field interruption device (270c) and the second electrostatic field interruption device (270c) for intermitting the application of the electrostatic field, respectively formed on the two sides of the conductor but not to be applied directly, but encountering the electrostatic field may be interrupted by opening and closing ( 270d) includes an electrostatic field interruption unit 270 for intermittent the electrostatic field applied to both ends of the conductor unit 230, and by the electrostatic field interruption unit 270, both ends of the conductor unit 230 Energy is extracted by repeating the interruption of the electrostatic field applied to the The device.
  • the electrostatic field interruption unit 270 blocks the electric field by generating an induction electric field that cancels the electrostatic field according to the principle of Faraday's cage, but for example, the lower and upper ends of the conductor unit 230 and the dielectric unit 245. ) Between the first electrostatic field interruption device 270c and the second electrostatic field interruption device 270d, which are the portions where the electrostatic field and the electrostatic field interruption unit 270 meet, respectively, generate and destroy the induction electric field therebetween.
  • the electrostatic field may be regulated by offsetting and applying an electrostatic field, which is applied to the two electrostatic field enforcement devices 270c such that the electrostatic field is simultaneously applied to the two electrostatic field control devices 270c and 270d while the two electrostatic field control devices 270c and 270d are connected. , 270d), the electrostatic field between the two electrostatic field interlocks (270c, 270d) is canceled when the (closed), the electrostatic field between the two electrostatic field interlocks (270c, 270d) does not cancel It is used.
  • the electrostatic field may be intermittent by intermittent connection between the two electrostatic field control devices 270c and 270d without directly opening and closing the two electrostatic field control devices 270c and 270d.
  • 270c and 270d may be in contact with the dielectric part 245, respectively, and the insulator 250 filled between the two electrostatic field interruption devices 270c and 270d and the lower and upper ends of the conductor part 230 may be a gas.
  • a dielectric such as a laminated ceramic that does not need to be a liquid and has high dielectric constant and dielectric strength. And the same effect may be generated, for example, by rotating the electrostatic field intermittent portion 270 itself.
  • the apparatus of FIG. 7 belongs to the apparatus of FIG. 2 in a form embodied through the electrostatic field interruption unit 270 which thus regulates the electrostatic field.
  • the armature portion 330 wound around the iron core is approached (C) relatively to the field portion 320, the armature portion 330 is moved from the N pole of the field portion 320 approaching the armature portion 330.
  • the induction electric field is formed so that magnetic fluxes of the same magnitude and the same polarity corresponding to the magnetic fluxes generated are disturbed by the movement (access) of the armature portion.
  • FIG. 8R when the armature unit 330 is separated from the field unit 320 (D), the armature unit 330 has an induction electric field that generates magnetic flux having the same size as that of the field unit 320 but opposite directions. As a result of this formation, movement of the armature part 330 with respect to the field part 320 is disturbed.
  • FIG. 10 shows the induced refraction fluxes 330n and 330s generated in the armature portion which hinders the movement when the armature portion moves relatively in the vertical direction with the static magnetic field generated by the first field portion and the second field portion.
  • the armature unit 330 moves in a vertical direction with the static magnetic field generated by the field unit 320, the movement is not disturbed.
  • the reason why it is possible to extract energy from the static magnetic field of the magnetic field part without being resisted to move the armature part in the vertical direction relative to the static magnetic field is that the forces such as the static magnetic field and the induction magnetic field generated in this case are the relative directions of the moving magnetic part.
  • the armature is a force in the x-direction because it is a force in the vertical direction, i.e., when the static and induction magnetic fields are called y-direction. This is because the relative movement to the field part is not affected.
  • an induced refraction magnetic field is generated which prevents relative movement of the armature part 330 by the refraction magnetic fields 320n and 320s of the first field part 310 and the second field part 320. .
  • the armature part has a first field part 310 and a second field part 320.
  • the current in the opposite direction will be generated in the coil so that the induced magnetic field in the same direction as the static magnetic field of the field is generated at the iron core of the armature. Therefore, the field and armatures are moved relatively in a vertical direction relative to the electrostatic field so that the electrostatic field of the field and the induction electric field of the armature are not balanced. Energy can be extracted from the field's static magnetic field without resisting the movement. In practice, however, as mentioned above, the magnetic field (refractive magnetic flux) containing x-components does not occur in the magnetic field but only the y-component.
  • the magnetic flux induced in the opposite direction to the iron core of the armature portion (induced refraction magnetic flux) is generated to prevent the relative movement of the armature portion to the field portion. Therefore, in extracting energy from the static magnetic field, it is important to minimize the generation of induced refractive fluxes that impede the relative movement of the armature.
  • the first field part represents a first magnetic field and the second field part represents a second magnetic field that is opposite to the first magnetic field in the air gap direction.
  • Generation of the induced refractive flux can be minimized by means of minimizing the leakage of magnetic flux of the magnetic field formed by the first field portion and the second field portion, such as connecting the opposing sides of the field portion and the second field portion to each other.
  • the induction magnetic field of the armature portion by the static magnetic field can circulate through the portion of the core that does not pass through the static magnetic field region without escaping to the induction refraction flux.
  • the iron core portion may be formed in the form of a quadrangle like a transformer, for example, as shown in FIG. 14R.
  • the induction refraction flux minimizing means as shown in FIG. 15, the magnetic field magnetic field using a superconductor exhibiting superconductivity or a magnetic field shielding material having high permeability, for example, to prevent the refraction flux generated in the field portion from penetrating into the armature portion.
  • the shielding device 365 can be shielded by providing.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram of an embodiment of another aspect (FIG. 11) of the present invention.
  • the apparatus includes a first plate 301, a second plate 302, a nonmagnetic material 350, an armature part 330, a magnetic field control means and the above.
  • the static magnetic field intervening means includes relative movements of the armature part 330 with respect to the first field part 310 and the second field part 320
  • the inductive refraction flux minimization means for interfering with the relative movement is also included.
  • the first plate 301 includes a first field part 310 that exhibits a first magnetism in the void direction and generates a static magnetic field.
  • the second plate 302 is spaced apart from the first plate 301 by a predetermined distance, and faces the first field part 310 at a position corresponding to the first field part 310 formed on the first plate 301.
  • a second field part 320 that exhibits a second magnetism that is opposite to the first magnetism in the gap direction and generates a static magnetic field.
  • the nonmagnetic material 350 is filled in the space between the first plate 301 and the second plate 302.
  • the armature part 330 has a core having a high permeability and minimizes heat generation, and is installed as close as possible between the first field part 310 and the second field part 320.
  • This device according to one aspect of the invention (FIG. 11) is characterized in that energy is extracted by repeating the interruption of the static magnetic field applied to the armature section 330 by means of the static magnetic field interrupting means.
  • the first plate 301 and the second plate 302 of the present invention characterized in that it comprises a non-magnetic portion 340 isolating the first field portion 310 and the second field portion 320, respectively.
  • Implementation of the device by one side (FIG. 11) is also possible.
  • FIG. 11 It is also possible to implement the device according to one aspect of the present invention (FIG. 11), in which an amorphous alloy is used for an iron core having a high permeability while minimizing heat generation of the armature portion 330.
  • Superconductors exhibiting superconductivity unlike other objects, continuously generate an induction current that generates an induction magnetic field that is balanced with an external magnetic field, so that the energy is extracted by replacing the static magnetic field intervening means and the armature section 330 with an electric section showing superconductivity. It is also possible to implement the device characterized in that.
  • Fig. 12L shows another embodiment (Fig. 12L) of another aspect (Fig. 11) of the present invention.
  • the electrostatic field energy extracting device of another embodiment (FIG. 12L) according to one side (FIG. 11) of the present invention has the same configuration as the device of FIG. 11, but the armature part 330 has a first plate.
  • the entry and exit of the static magnetic field region formed by the first field portion 310 of 301 and the second field portion 320 of the second plate 302 is relatively repeated.
  • the intermittent cracking of the static magnetic field to the armature portion 330 has a characteristic of extracting energy.
  • the armature portion 330 is a virtual tube formed by the first field portion 310 and the second field portion 320
  • the case of being located in the inner region of the static magnetic field space and the case of being located in the outer region are repeated.
  • the first field part 310 and the second field part 320 are mixed in the first plate 201 and the second plate 202 in comparison with the device of FIG. 12L.
  • the direction opposite to the static magnetic field The same is true except that the case in which the second field part 320 and the first field part 310 are located in the inner region of the static magnetic field in the form of a virtual tube and the case in the outer region are relatively repeated.
  • the device of FIG. 12L and the device of FIG. 12R may have one or more first field portions 310 or one or more second field portions 320, based on the first plate 301.
  • the embodiments are also included in the embodiment (FIG. 12L) in which the first field unit 301 and the second plate 302 are provided with one field unit 310 and 320 facing each other.
  • Fig. 13L is a conceptual diagram of another embodiment (Fig. 13L) of one side (Fig. 11) of the present invention.
  • the electrostatic field energy extracting device of another embodiment (FIG. 13L) according to one side (FIG. 2) of the present invention has the same configuration as that of FIG. 11, and has a disc-shaped first plate 301.
  • the armature part 330 is the first field part 310 and the second in the same direction and at the same angular velocity about the rotational axis 360 perpendicular to the plates 301 and 302.
  • FIG. 13L another embodiment (FIG. 13L) according to one surface (FIG. 2) of the present invention includes a first plate 301 of a disc shape, a second plate 302 of a disc shape, and an armature portion 330. ) And a rotating shaft 360.
  • the first plate 301 includes a first electrode plate 310 representing the first magnetic S, and includes a nonmagnetic portion 340 to isolate the first electrode plate 310 from the surroundings.
  • the second plates 302 which are parallel and opposed to each other in a disk shape, are spaced apart from the first plate 301 by a predetermined distance, and have a first field portion 310 formed in the first plate 301.
  • the nonmagnetic material 350 fills the space between the first plate 301 and the second plate 302.
  • the rotating shaft 360 penetrates through the common center of the first plate 301, the second plate 302, the third plate and the fourth plate.
  • the rotating shaft 360 rotates only the first plate 301 and the second plate 302 or selectively rotates only the third plate and the fourth plate, so that the armature part 330 includes the first field part 310 and Energy is extracted from the static magnetic field by repeatedly moving the static magnetic field space and the external space formed by the second field unit 320 relatively, but moving in the vertical direction relative to the static magnetic field so that the induction magnetic field is not balanced with the magnetic field.
  • the armature portion 330 is fixed to the disc-shaped fourth plate 304 of the disc-shaped third plate 303, but the third plate and the fourth plate 304 are one plate.
  • the first plate 301 and the second plate 302 is rotated relative to the armature portion 330 and the armature portion 330 does not rotate the armature portion 330 Is fixed, and the third plate 303 and the fourth plate 304 need not be installed.
  • the device of FIG. 13L may also have one or more first electrode plates 310, based on the first plate 301, and may also have one or more first field portions 310, such as the device of FIG. 13R. Although it may have one or more second field unit 320 together, all of the embodiments of FIG. 13L or FIG. 13R are provided with one first field unit 310, based on the first plate 301. It is included in the embodiment (FIG. 13L).
  • the first magnetism means one of the N pole and the S pole having opposite magnetisms in the air gap direction.
  • the second magnetism is the S pole and vice versa.
  • FIG. 16 and FIG. 17 are embodiments of one side of the present invention (FIG. 11) as a device in which opposite ends of two field portions opposed to each other in mutually opposite directions of the magnetic field parts of FIG. 14L and 14M are connected so as to prevent leakage of magnetic flux. It represents.
  • FIG. 18L is a conceptual diagram of another embodiment (FIG. 18L) of one side (FIG. 11) of the present invention.
  • an armature portion 330 is formed on the first plate 301 and the second plate 302, respectively.
  • the armature 330 rotates relatively to the magnetic field region formed by the first field part 310 and the second field part 320 at the same direction and at the same angular velocity with respect to the rotating shaft 360.
  • the control of the static magnetic field to the armature portion 330 is repeated, thereby reducing energy. It is a device with features to be extracted.
  • the third plate 303 and the fourth plate 304 may be omitted as in the case of the FIG. 13L device.
  • the device of FIG. 18L may also have one or more first field portions 310, with reference to the first plate 301, and may also have one or more first field portions 310, such as the device of FIG. 18R. Although it may have one or more second field unit 320, all of these embodiments, when based on the first plate 301, in the embodiment in which one first field unit 310 is installed (Fig. 18L) Included.
  • FIG. 19 is a conceptual diagram of another embodiment (FIG. 19) of one side (FIG. 11) of the present invention.
  • FIG. 19 another embodiment (FIG. 19) according to one surface (FIG. 11) of the present invention has the same configuration as that of FIG. 11, but the first field unit 310 and the first field part are intermittent means of FIG. 11.
  • the first static magnetic field interruption device which is composed of a magnetic field shielding material so that application of the static magnetic field generated by the two magnetic field unit 320 to the armature unit 330 is interrupted by opening and closing, and which can be opened and closed on two surfaces meeting the static magnetic field ( 370c) and a static magnetic field interruption unit 370 including a second static magnetic field interruption device 370d, and energy is extracted by repeating the interruption of the static magnetic field applied to the armature unit 330 by the static magnetic field interruption unit 370. It is a device with the features.
  • the magnetic field interruption unit 370 is a magnetic field blocking device using a material having a high permeability or a superconductor having superconductivity, but for example, a portion where the magnetic field applied to the armature unit 330 meets the magnetic field interruption unit 370.
  • the static magnetic field applied to the armature unit 330 may be regulated, and the same effect is, for example, the static magnetic field enforcement unit 370 itself. It can also generate by rotating.
  • the first type superconductor may use a second type superconductor (Type-II) because the critical magnetic field is low.
  • Type-II second type superconductor
  • the magnetic field is not partially shielded, but the magnetic field passed through the superconductor in the mixed state can minimize the penetration of the magnetic field. This also applies to magnetic field shielding using superconductors having the following superconductivity.
  • the apparatus of FIG. 19 belongs to the apparatus of FIG. 11 in a form embodied through the static magnetic field interruption unit 370 which thus regulates the static magnetic field.
  • a superconductor is used for the static magnetic field interruption unit 370, and the device according to one aspect of the present invention (Fig. 11) is also possible.
  • FIGS. 20 and 21 are conceptual diagrams of an embodiment of another aspect of the present invention (FIGS. 20 and 21).
  • the apparatus according to one surface (FIGS. 20 and 21) of the present invention includes a first plate 401, a second plate 402, and a conductor part 430.
  • the first plate 401 includes a first field part 410 that exhibits a first magnetism in the void direction and generates a static magnetic field.
  • the second plate 402 is spaced apart from the first plate 401 by a predetermined distance, and faces the first field part 410 at a position corresponding to the first field part 410 formed on the first plate 401.
  • a second field unit 420 formed in the gap direction and exhibiting a second magnetism that is opposite to the first magnetism and generating a static magnetic field.
  • the conductor portion 430 has a current flowing therein and is as thin as possible and has a thickness between the first field portion 410 of the first plate 401 and the second field portion 420 of the second plate 402.
  • the magnetic field applied by the first field portion 410 and the second field portion 420, the static magnetic field applied conductor 430m is applied to the current vertically and the static magnetic field unapplied conductors (430r, 430l) on both sides thereof.
  • the apparatus according to one aspect of the present invention (FIGS. 20 and 21) has a conductor 430r of one of the static magnetic field unapplied conductors 430r and 430l flowing through the static magnetic field applied conductor 430m to which the electric charge of the current is applied by the Hall voltage by the static magnetic field.
  • the amount of energy extracted by the angle ( ⁇ ) formed by the electric field due to the Hall voltage and also has the function of the current and voltage variable device that changes the magnitude of the current and the magnitude of the voltage.
  • the magnitude of the input current and voltage can be adjusted as well as the amount of energy extracted.
  • the input current is a direct current
  • the magnitude of the current is increased, decreased or switched, and accordingly the voltage also changes
  • the device characterized in that it also has a function of current and voltage variable device Implementation of is also possible.
  • the input current is an alternating current, and thus the magnitude of the bidirectional current is increased, decreased or switched, respectively, and the voltage is correspondingly changed, so that the current and the voltage variable device also have functions. It is also possible to implement the device.
  • a superconductor or graphene is used, or a material such as a material exhibiting an abnormal Hall effect that increases the hole resistance in the conductor portion 430 is used. It is also possible to implement a feature device.
  • an apparatus having the same configuration as the apparatus of Figs. 20 and 21, referring to Figs. 20 and 21, it includes a static magnetic field control means, the static magnetic field control means
  • the static magnetic field control means By this, the interruption of the static magnetic field applied to the static magnetic field applying lead 430m of the conductor part 430 is repeated or the generation of the intermittent static magnetic field is repeated, and the charge carrier of the current is applied to the static magnetic field applying conductor (430m) in which the hall voltage is applied by the static magnetic field.
  • the amount of energy extracted by the angle ⁇ formed by the conducting wire 430r of one of the static magnetic field unapplied conducting wires 430r and 430l and the electric field due to the Hall voltage changes as well as the magnitude of the current and the magnitude of the voltage. It is also possible to implement a device characterized in that it also has a function of varying current and voltage variable device.
  • the apparatus according to one aspect of the present invention can be implemented as the static magnetic field control means for intermittent generation of the static magnetic field by the static magnetic field generator.
  • the static magnetic field control means for example, the means as already mentioned above, i.e., the field portions 410 and 420 are moved relative to the conductor portion 430 or in the vertical direction about the axis of rotation. Or by rotating in parallel or by installing the static magnetic field interruption unit 370 and through this the interruption of the static magnetic field applied to the conductor portion 430, the implementation of the apparatus according to one side of the present invention (Fig. 20, 21) It is also possible.
  • the static magnetic field applied to the conductor part 430 is interrupted through the static magnetic field control means as described above, the charge carrier passes through the conductor 430 m of the conductor part 430 to which the static magnetic field is applied.
  • the apparatus according to the embodiment of the present invention (Figs. 20 and 21) of the present invention (Figs. 20 and 21) shows the electric field of the Hall voltage in balance with the Lorentz force by removing the Lorentz force so that the two forces are not balanced. It is. Electric field of Hall voltage (E h ) And the electric field (E) the original current has on the lead (430m) 0 Synthesized electric field (E) 0 + E h ) Is a device for obtaining energy. However, this composite electric field (E 0 + E h ) Increases when, for example, the direction of the current and the direction of the electric field of the hole voltage coincide, but, for example, when the direction of the current and the direction of the electric field of the hole voltage are opposite to each other.
  • E 0 + E h Is the size of the electric field (E 0 It is reduced to the size of) so that the energy does not increase but rather decreases. Therefore, the amount of energy extracted through this device is determined by the electric field of the Hall voltage (E). h ) And the direction of the current at this time, that is, the angle ⁇ formed by the conducting wire through which the charge carrier flows. And it can be used to increase or decrease the magnitude of the current or to stop (switching).
  • AC current is used as the input current, the current in one direction may be amplified and the current in one direction may be attenuated or stopped.
  • the resistance of the conductor portion 430 does not change, and if the magnitude of the current changes, the voltage also changes together to correspond to the device of the embodiment of the present invention (FIGS. 20 and 21) of the present invention (FIGS. 20 and 21).
  • the voltage In addition to its function as an energy extraction device, it can also be used as a device having a function of varying current and voltage.
  • FIG. 1 One side of the present invention (FIG. 1) is implemented, but for convenience of description, FIG. 1 is modified, so that the conducting wire 130b is perpendicular to the ground (without going out to the left side as shown in FIG. 1) from the conducting wire 130e, and in front of the ground.
  • the conductive wire 130a proceeds from the conductive wire 130e perpendicularly to the ground (not out of the right direction as shown in FIG. 1) and physically travels the shortest distance behind the ground, so that the angle ⁇ is 0 degrees for convenience of calculation. That is, parallel to the conducting wire (130e) proceeds in the same direction as the external electric field (E ext ).
  • the width and thickness of the conductive wire 130b and the conductive wire 130a are 10.0 cm and 1.0 cm, respectively, similarly to those of the conductive wire 130e.
  • the first electrode plate 110 and the second electrode plate 120 having a width, length, and thickness of 10.0 cm, 1.0 cm, and 1.0 cm, respectively, generate a negative voltage and a positive voltage of 10 6 V (volts), respectively.
  • the distance between the two plates 101 and 102 is 1.6 cm, the two dielectric parts 145 are disposed between the two plates 101 and 102 and the conductor part 130, and the respective dielectric parts 145 are disposed therebetween.
  • a direct current of 1000 V and 10 mA is applied in the entire lead wire 130e or at least 1 cm from the top of the lead wire 130e, that is, in the extension of the lead wire 130e and the lead wire 130a.
  • the conductive wire 130 is formed to flow, and a direct current of 1000 V and 10 mA is applied to the conductive part 130.
  • a multi-layer ceramic having a relative dielectric constant of 10 6 or more and dielectric strength of 10 7 V / cm or more can be implemented. If it is assumed that the laminated ceramic is filled with a vacuum instead of the laminated ceramic (ignoring the problem of dielectric strength for convenience of description), the charge amount ( ⁇ ) per unit area of the whole plates 110 and 120 is expressed by Equation (1). Can be displayed together.
  • the charges of about 1.1066 ⁇ 10 ⁇ 3 C are charged to each of the two electrified plates 110 and 120 per unit area m 2 , and each of the electrified plates 110 and 120 is charged.
  • the charge carrier is referred to as a free electron as shown in FIG. 1, the free electrons of 1.1066 ⁇ 10 ⁇ 6 C are polarized in the direction of the second electrode plate 120 on the conductive line 130e.
  • the dielectric part 145 may be used as a dielectric having high dielectric constant, such as a laminated ceramic, the charge amount and the insulation strength may be increased, but in addition, the two dielectric plates 110 and 120 may be connected in parallel or in series or at the same time in parallel. By charging at least one capacitor connected in series, the charge amount and insulation strength may be increased.
  • the cross-sectional area and the length of both ends of the conductor portion 230 which is composed of four copper conductors, are 0.1 m 2 and 3.0 cm, respectively.
  • the two electrical plates 210 and 220 spaced apart by 5 cm from each other form an electrostatic field by negative and positive voltages of 10 6 V, respectively, and are also in the same direction about the rotation axis 260, respectively. It rotates 60 times per second at an angular speed and is installed to be located as close as possible between both ends of the charged plates 210 and 220 or the conductor portion 230.
  • the dielectric part 245 may be in contact with each other without being spaced apart from one of the ends (ends) of the conductor plates 210 and 220 or the conductor part 230, but may be in contact with both ends of the conductor part 230. Since it takes time to generate the dielectric polarization by the electric field of 220, the dielectric part 245 is attached to the contact plates 210 and 220 without being spaced apart.
  • the dielectric portions 245 each have a length of 0.99 cm, and the dielectric portion 245 has a high dielectric constant as high as possible in the first embodiment and a dielectric strength sufficiently high as well as a multi-layer ceramic. Using dielectrics, etc., increase the dielectric strength so that no discharge occurs even at high voltages.
  • the dielectric part 245 and the conductor part 230 are sufficiently high enough to have high dielectric constant and insulation strength even at 0.01 cm between both ends of the dielectric part 245 and the conductor part 230. If it is to be moved relatively, it should be filled with a fluid such as gas.
  • a fluid such as gas.
  • the dielectric constant ⁇ r between one end (bottom and top) of the conductor portion 230 and the large plates 210 and 220 including the laminated ceramic dielectric of the dielectric part 245 is 5 ⁇ 10 5 .
  • the amount of charge per unit area that is charged to each of the whole plates 210 and 220 is
  • each of the electrode plates 210 and 220 Since the area of each of the electrode plates 210 and 220 is 0.1 m 2 , the charge amount of 17.708 C is charged to each of the electrode plates 210 and 220. At the same time, if necessary, by connecting at least one capacitor connected in parallel or in series to the two charger plates 210 and 220 or at the same time in parallel and in series, the amount of charge charged to each charger plate 210 and 220 is increased or increased. In addition, it is possible to increase the insulation strength, but it is assumed here that such a capacitor is not connected to the charging plates 210 and 220.
  • each conductor portion 230 has 60 Hz, 17.708 A, 10 6 (V) ⁇ 1 / 0.05 (m) ⁇ 0.03 (m), that is, an alternating current of 6 ⁇ 10 5 V, that is, 60 Hz, 17.708 (A per second).
  • the conductor portion 230 may be in the form of a straight tube that matches the external electrostatic field region as shown in FIGS. 4 and 5, but may not necessarily be a straight tube. Because the conductor portion 230 does not take the form of a straight tube coinciding with the external electrostatic field region as shown in FIGS.
  • the conductor portion 230 is located outside the external electrostatic field region, for example, other parts except for both ends of the conductor portion 230. This is because the current generated due to the potential difference between the ends of the unit 230 may flow along the conductor unit 230.
  • the potential difference generated at both ends of the conductor portion 230 is the same size as that of the external electrostatic field and the size of the electric field in the opposite direction. Due to the electric field created by the potential difference between the both ends of the conductor part 230, the external electrostatic field is canceled in the space between the both ends of the conductor part 230 so as not to reach at all.
  • the cross-sectional areas of both ends of the conductor portion 230 facing the dielectric portion 245 need to have the same cross-sectional area as the dielectric portion 245, but the cross-sectional area of the conductor portion 230 need not be uniform anywhere. . Therefore, by appropriately changing the thickness or path of the conductor portion 230, the alternating current flowing in the conductor portion 230 may be used as energy.
  • the same result can be obtained through the apparatus of FIG. That is, although the above conditions are the same, as in the apparatus of FIG. 7, the two electrode plates 210 and 220 facing each other relative to both ends of the conductor portion 230 rotate at the same direction and at the same angular velocity, instead of the electrostatic field.
  • the two electrostatic field control devices 270c and 270d of the control unit 270 are opened and closed at the same time 60 times in one second, for example, or the connection between the two electrostatic field control devices 270c and 270d is interrupted, so that they are connected to both ends of the conductor 230 of the electrostatic field.
  • the same result can be obtained in the apparatus where the application of is controlled.
  • FIG. 19 Since the device according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 19 (FIG. 11) does not need to move relative to the field parts 310 and 320 of the armature part 330, unlike the existing power generation device The resistance due to Lenz's law is minimized, which improves the efficiency of power generation compared to the existing generator.
  • the magnitude of the extracted energy varies greatly depending on the magnitude of the hole resistance.
  • the Hall resistance refers to the magnitude of the Hall voltage for the current flowing through the conductive line 430m to which the static magnetic field is applied.
  • the quantum Hall effect shows, it can be increased up to an integer multiple of the clinching constant (25,812.807 ⁇ ) (1 / integer in the case of the integer quantum Hall effect). Since the quantum hole effect appears even in a state where the fractional quantum hole effect is not necessarily low, for example, graphene, even at room temperature, the magnitude of the hole resistance can be increased. Now, in the embodiment of FIG.
  • the hall voltage is 10,000 V.
  • the charge carrier is a hole and the charge carrier enters the conductor 430r perpendicular to the hole voltage through the conductor 430m as shown in FIG. 21L
  • the electric field of the hole voltage is the same as the hole voltage in the same direction as the hole voltage 430r. Is combined with the electric field of the current flowing along it. As a result, regardless of the length of the entire conductor portion 430 of FIG.

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Abstract

본 발명은 전기장과 유도전기장 그리고 자기장과 유도자기장이 균형을 이루지 못하게 하여 정전자기장에 포함된 에너지를 효과적으로 추출하며, 전류를 매개로 하여 정전자기장 에너지가 추출될 경우에는 전류의 해당 도선에서의 전류의 전기장과 외부에서 전류에 가해진 정전기장이나 홀 전압에 의한 정전기장의 합성에 의하여 추출되는 에너지의 크기가 변화하며 이에 따라 전류나 전압의 크기도 변화하기 때문에 전류와 전압을 현재의 반도체 트랜지스터를 사용하는 경우보다 큰 폭으로 그리고 정확하게 증감폭하거나 스위칭할 수 있는 정전자기장 에너지 추출장치를 개시(introduce)한다.

Description

정전기장 또는 정자기장에 포함된 에너지를 추출하는 정전자기장 에너지 추출장치
본 발명은 정전자기장(정전기장 또는 정자기장)에 포함된 에너지를 추출하는 에너지 추출장치에 관한 것으로, 특히 정전자기장과 정전자기장으로부터 도체부 또는 전기자부에 유도되는 유도 정전자기장이 균형을 이루지 못하도록 함으로써, 정전자기장에 포함된 에너지를 효과적으로 추출할 수 있는 에너지 추출장치에 관한 것이다.
전기장(electric field)의 힘이 미치는 영역 내에 위치한 도전성 물체의 내부에는 상기 전기장과 반대되는 전기장이 유도된다. 유도전기장의 크기는 전기장의 크기와 같으며, 외부의 다른 특별한 영향이 없는 한 일정한 시간이 지나면 전기장과 유도전기장이 균형을 이룬다.
이와 유사하게, 유도전류가 발생하여 자기장(magnetic field)의 힘이 미치는 영역 내로 진입한 자성 물체의 내부에도 상기 자기장과 반대되는 자기장이 유도된다. 상기 유도자기장의 크기는 (설명의 편의를 위해 이상적 완전 반자성체를 예로 들자면) 상기 자기장의 크기와 같으며, 외부의 특별한 영향이 없는 한 일정한 시간이 지나면 자기장과 유도자기장이 균형을 이룬다.
상술한 바와 같이, 전기장에는 유도전기장을 발생시킬 수 있는 에너지가, 그리고 자기장에는 유도자기장을 발생시킬 수 있는 에너지가 각각 존재하는데, 이러한 에너지를 추출하여 사용할 수 있는 장치가 있다면 에너지 개발에 도움이 될 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 정전기장과 유도전기장 및 정자기장과 유도자기장이 균형을 이루지 못하게 하여 정전기장 또는 정자기장(이하 "정전자기장"이라 함)에 포함된 에너지를 효과적으로 추출하는 정전자기장 에너지 추출장치를 제공하는 데에 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면(one aspect; 도 1)에 따른 정전자기장 에너지 추출장치는, 제1플레이트(101), 제2플레이트(102), 절연체(150), 유전부(145) 및 도체부(130)를 포함하여 이루어진다. 상기 제1플레이트(101)는 제1전하에 의해 대전되고 정전기장을 발생하는 제1대전체판(110)을 포함한다. 상기 제2플레이트(102)는 상기 제1플레이트(101)와 일정 거리 이격되어 있으며, 상기 제1전하와 반대 극성을 가지는 제2전하에 의해 대전되고 정전기장을 발생하며 상기 제1대전체판(110)에 대응되는 위치에 상기 제1대전체판(110)과 평행하고 대향하도록 형성된 제2대전체판(120)을 포함한다. 상기 절연체(150)는 상기 제1플레이트(101) 및 상기 제2플레이트(102) 사이의 공간에 채워진다. 상기 유전부(145)는 상기 제1대전체판(110)과 도체부(130) 사이 및 상기 제2대전체판(120)과 상기 도체부(130) 사이에 각각 형성된다. 상기 도체부(130)는 상기 2개의 유전부(145) 사이에 형성된다. 상기 도체부(130)에는 전류가 흐르며, 상기 제1대전체판(110) 및 상기 제2대전체판(120) 사이에 형성되는 정전기장이 인가되는 정전기장 인가 도선(130e)과 그 양측에 정전기장이 인가되지 않은 정전기장 비인가 도선들(130a, 130b)이 포함된다. 본 발명의 일면(도 1)에 따른 이 장치는 상기 전류의 전하운반자가 상기 정전기장 인가 도선(130e)을 지나 상기 정전기장 비인가 도선(130a, 130b)중 하나(130a)를 흐를 때 상기 정전기장과 상기 정전기장 인가 도선(130e)이 이루는 각도와 또한 상기 전하운반자가 상기 정전기장 인가 도선(130e)을 지나 흐르는 상기 정전기장 비인가 도선(130a)과 상기 정전기장에 의한 상기 전류에 발생하는 유도전기장이 이루는 각도(α)에 의해 추출되는 에너지의 크기가 변화할 뿐만 아니라 상기 전류의 크기 및 전압의 크기도 변화하는 전류와 전압 가변 장치 기능도 가질 수 있는 특징을 지닌다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 일면(도 2)에 따른 정전자기장 에너지 추출장치는, 제1플레이트(201), 제2플레이트(202), 절연체(250), 도체부(230), 유전부(245) 및 정전기장 단속수단을 포함하여 이루어진다. 상기 제1플레이트(201)는 제1전하로 대전되고 정전기장을 발생하는 제1대전체판(210)을 포함한다. 상기 제2플레이트(202)는 상기 제1플레이트(201)와 일정 거리 이격되어 있으며, 상기 제1플레이트(201)에 형성된 상기 제1대전체판(210)과 대응되는 위치에는 상기 제1플레이트(201)의 상기 제1대전체판(210)과 평행하고 대향하여 형성되고, 제2전하로 대전되고 정전기장을 발생하는 제2대전체판(220)을 포함한다. 상기 절연체(250)는 상기 제1플레이트(201) 및 상기 제2플레이트(202) 사이의 공간에 채워진다. 상기 도체부(230)의 양단은 상기 제1플레이트(201) 및 상기 제2플레이트(202)로부터 일정 거리 이격되어 그 사이에 설치된다. 상기 유전부(245)는 상기 제1플레이트(201)의 상기 제1대전체판(210)과 상기 도체부(230)의 하단 사이 및 상기 제2플레이트(202)의 상기 제2대전체판(220)과 상기 도체부(230)의 상단 사이에 각각 상기 대전체판(210, 220)에 접하여 형성된다. 본 발명의 일면(도 2)에 따른 이 장치는 상기 정전기장 단속수단에 의해, 상기 도체부(230)의 양단에 인가되는 상기 정전기장의 단속이 반복됨으로써 에너지가 추출되는 특징을 지닌다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 일면(도 11)에 따른 정전자기장 에너지 추출장치는, 제1플레이트(301), 제2플레이트(302), 전기자부(330), 정자기장 단속수단 및 상기 정자기장 단속수단이 상기 전기자부(330)의 제1계자부(310)와 제2계자부(320)에 대한 상대적 이동을 포함할 경우에는 이 상대적 이동을 방해하는 유도굴절자속 최소화수단도 포함하여 이루어진다. 상기 제1플레이트(301)는 공극 방향으로 제1자성을 나타내고 정자기장을 발생하는 상기 제1계자부(310)를 포함한다. 상기 제2플레이트(302)는 상기 제1플레이트(301)와 일정 거리 이격되어 있으며, 상기 제1플레이트(301)에 형성된 상기 제1계자부(310)와 대응되는 위치에는 상기 제1계자부(310)와 대향하여 형성되고, 공극 방향으로 상기 제1자성과 반대자성인 제2자성을 나타내고 정자기장을 발생하는 상기 제2계자부(320)를 포함한다. 상기 전기자부(330)는 발열을 최소화하며 투자율이 높은 철심을 구비하고, 상기 제1계자부(310)와 상기 제2계자부(320) 사이에 가능한 한 근접하여 설치된다. 본 발명의 일면(도 11)에 따른 이 장치는 상기 정자기장 단속수단에 의해, 상기 전기자부(330)에 인가되는 상기 정자기장의 단속이 반복됨으로써 에너지가 추출되는 특징을 지닌다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일면(도 20, 21)에 따른 정전자기장 에너지 추출장치는, 제1플레이트(401), 제2플레이트(402) 및 도체부(430)를 포함하여 이루어진다. 상기 제1플레이트(401)는 공극 방향으로 제1자성을 나타내고 정자기장을 발생하는 제1계자부(410)를 포함한다. 상기 제2플레이트(402)는 상기 제1플레이트(401)와 일정 거리 이격되어 있으며, 상기 제1플레이트(401)에 형성된 상기 제1계자부(410)와 대응되는 위치에는 상기 제1계자부(410)와 대향하여 형성되고, 공극 방향으로 상기 제1자성과 반대자성인 제2자성을 나타내고 정자기장을 발생하는 상기 제2계자부(420)를 포함한다. 상기 도체부(430)는 전류가 흐르며, 평면형으로서 두께가 가능한 한 얇으며, 상기 제1플레이트(401)의 상기 제1계자부(410)와 상기 제2플레이트(402)의 상기 제2계자부(420)의 사이에 설치되고, 상기 제1계자부(410)와 상기 제2계자부(420)에 의한 정자기장이 상기 전류에 수직으로 인가된 정자기장 인가 도선(430m)과 그 양측에 정자기장 비인가 도선(430r, 430l)을 포함한다. 본 발명의 일면(도 20, 21)에 따른 이 장치는 상기 전류의 전하운반자가 상기 정자기장에 의한 홀전압이 인가된 상기 정자기장 인가 도선(430m)을 지나 흐르는 상기 정자기장 비인가 도선(430r, 430l) 중 하나의 도선(430r)과 상기 홀전압에 의한 전기장이 이루는 각도(θ)에 의해 추출되는 에너지의 크기가 변화할 뿐 아니라 전류의 크기 및 전압의 크기도 변화하는 전류와 전압 가변 장치 기능도 가지는 특징을 지닌다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정전자기장 에너지 추출장치를 사용하는 경우, 정전기장 또는 정자기장에 저장된 에너지를 효과적으로 추출할 수 있으며, 전류를 매개로 하여 정전자기장 에너지가 추출될 경우에는 전류의 해당 도선에서의 전류의 전기장과 외부에서 전류에 가해진 정전기장과 유도전기장이나 홀 전압에 의한 전기장의 합성에 의하여 추출되는 에너지의 크기가 변화하며 이에 따라 전류나 전압의 크기도 변화하기 때문에 전류와 전압을 큰 폭으로 그리고 정확하게 증감폭하거나 스위칭할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일면의 실시예(도 1)를 나타낸다.
도 2~7은 본 발명의 다른 일면(도 2)의 실시예의 개념도이다.
도 8은 계자부의 자기장과 평행한 방향으로 전기자부가 상대적으로 움직일 때의 자기장의 변화를 나타낸다.
도 9는 계자부의 자기장에 수직 방향으로 전기자부를 상대적으로 이동할 때 자기장의 변화를 나타낸다.
도 10은 계자부의 자기장과 수직 방향으로 전기자부가 상대적으로 이동할 경우 이 이동을 방해하는 전기자부에 발생하는 유도굴절자속(330n, 330s)을 나타낸다.
도 11~13과 도 16~19는 본 발명의 다른 일면(도 11)의 실시예를 나타낸다.
도 14와 도 15는 유도굴절자속 최소화수단의 예를 나타낸다.
도 20과 도 21은 본 발명의 또 다른 일면(도 20)의 실시예를 나타낸다.
[부호의 설명]
101, 201, 301, 401: 제1플레이트 102, 202, 302, 402: 제2플레이트
103, 203, 303: 제3플레이트 104, 204, 304: 제4플레이트
110, 210: 제1대전체판 310, 410: 제1계자부
120, 220: 제2대전체판 320, 420: 제2계자부
130, 230, 430: 도체부 330: 전기자부
140, 240: 절연부 340, 440: 비자성부
145, 245: 유전부 150, 250: 절연체
350: 비자성체 365: 계자부자기장차폐장치
270: 정전기장단속부 370: 정자기장단속부
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일면의 실시예를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 정전자기장 에너지 추출장치는, 제1플레이트(101), 제2플레이트(102), 절연체(150), 유전부(145) 및 도체부(130)를 포함한다. 여기서, 절연체(150)와 유전부(145)는 다소라도 전류가 흐를 수 있는 도체로서의 성질을 가져서는 안 되고, 이와는 반대로 도체부(130)는 다소라도 전류가 흐를 수 없는 부도체로서의 성질을 가져서는 안 되며 다소라도 전류가 흐를 수 있는 성질을 가져야 한다. 이는 이하의, 본 발명의 다른 면에 따른 실시예에서도 같다.
제1플레이트(101)는 제1전하(-)에 의해 대전되고 정전기장을 발생하는 제1대전체판(110)을 포함한다. 제2플레이트(102)는 제1플레이트(101)와 일정 거리 이격되어 있으며, 제1전하와 반대 극성을 가지는 제2전하(+)에 의해 대전되고 정전기장을 발생하며 제1대전체판(110)에 대응되는 위치에 제1대전체판과 평행하고 대향하도록 형성된 제2대전체판(120)을 포함한다. 설명의 편의를 위해 제1전하(-) 및 제2전하(+)가 각각 음전하 및 양전하인 것으로 표시되어 있지만, 반대의 경우도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
제1대전체판(110)과 제2대전체판(120)으로서 분산되지 않은 전기장을 가진 대전체판이며, 서로 발생하는 정전기장의 공간적 영역이 일치하도록 서로 평행하며 대향하도록 설치된다. 물론 한 쌍이 아닌 하나의 대전체판만으로도 가능하지만, 효율성 재고를 위하여 서로 평행하고 마주보는 한 쌍인 제1대전체판과 제2대전체판의 사용이 바람직한데, 이 설명 부분은 이하의 설명에서 사용되는 각 대전체판에 공통으로 적용한다.
절연체(150)는 제1플레이트(101) 및 제2플레이트(102) 사이의 공간에 채워진다.
유전부(145)는 제1대전체판(110)과 도체부(130) 사이 및 제2대전체판(120)과 도체부(130) 사이에 각각 형성된다. 유전부(145)는 대전되는 전하량을 높이고자 할 때에는 상대적으로 고유전율을 가지는 유전체를 사용하는 것이 바람직하며, 유전율 및 두께, 두 대전체판(110, 120) 사이의 간격 등을 조정하면 동일한 전기장 내에서 제1대전체판(110) 및 제2대전체판(120)에 대전되는 전하들의 전하량이 조정되므로, 도체부(130)에 유도되는 입력된 전압과 전류를 가변시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이를 이용하여 전기에너지도 정전기장으로부터 효율적으로 추출할 수 있게 된다. 그리고 유전부(145)는 제1대전체판(110) 및 제2대전체판(120)에 대전되는 전하들의 전하량의 증가를 위하여 제1대전체판(110)과 제2대전체판(120)에 각각 간격 없이 접하는 것이 바람직하다. 또한 대전체판에 병렬 혹은 직렬로 연결되거나 병렬과 직렬로 연결된 적어도 하나의 커패시터를 연결함으로써 대전 전하량이나 절연내력 및 전압의 크기를 조절할 수 있기 때문에, 이런 방법으로 대전 전하량을 높이고, 유전부(145)에는 예컨대 비유전율뿐만 아니라 절연내력이 높은 적층세라믹(Multi-Layer Ceramic)을 유전체로 사용하여 높은 전압에도 방전이 발생하지 않도록 내압을 높일 수도 있다.
도체부(130)는 제1플레이트(101) 및 제2플레이트(102)에 형성된 2개의 유전부(145)가 형성하는 가상의 공간을 따라 형성되며, 제1대전체판(110) 및 제2대전체판(120) 사이에 형성되는 정전기장이 인가되는 전류가 흐르도록 한다. 여기서 투입되는 전류는 직류전류는 물론 교류전류를 모두 포함한다. 이제, 도체부(130)의 B방향 도선(130b)이 제1플레이트(101)의 면과 수평방향으로 진행하다가 일정한 각도로 굴절되어 도체부(130)의 제1대전체판(110)과 제2대전체판(120)에 의한 정전기장이 인가된 도선(130e)이 2개의 유전부(145)에 접하여 진행한 후 최종적으로 도체부(130)의 A방향 도선(130a)이 제2플레이트(102)와 또 다시 일정한 각도(α)로 진행한다고 가정한다. 그리고 전류의 전하운반자가 자유전자고 이 전하운반자가 전류와는 반대방향인 도체부(130)의 B 방향으로부터 A방향으로 흐른다고 가정한다. 도 1에는 도선(130e)과 정전기장이 이루는 각도가 평행이고 도체부(130)를 흐르는 전류의 방향과 정전기장의 방향이 일치하는 것으로 표시되어 있다. 이는 추출되는 에너지가 가장 효율이 좋을 때에 대한 것이고, 각도를 조절함으로써, 결과로 나타나는 전압 및 전류의 크기와 추출되는 에너지의 크기를 조절할 수 있다. 이는 도체부(130)를 흐르는 전류가 가진 에너지의 크기는 도선(130e)을 흐르는 본래 전류가 가진 전류의 전기장(E0)과 외부전기장(Eext)의 합성에 의한 결과인 전기장(E1)의 크기에 의해 결정되기 때문이다. 또한 정전기장과 정전기장 영역을 통과하여 흐르는 전하운반자가 흐르는 도체부(130)의 도선(130a)이 이루는 각도(α)의 조절을 통해서도 전압 및 전류의 크기와 추출되는 에너지의 크기를 조절할 수 있는데, 이는 도체부(130)의 도선(130a)을 흐르는 전류가 가진 에너지의 크기가 외부전기장(Eext)이 전하의 분극형태로 존재하다가 외부전기장(Eext)이 인가되지 않은 도선(130a)으로 전하운반자들이 진입하게 됨으로써 발생하는 전기장인 유도전기장(Eind)과 본래 전류가 가졌던 전기장(E0)의 합성에 의한 크기인 전기장(E2)에 의해 결정되기 때문이다. 또한, 이 장치에서 필요에 따라 제1대전체판(110)과 제2대전체판(120)이 발생하는 정전기장의 크기를, 예를 들면, 대전체판들(110, 120)에 대전된 전압의 크기의 조정을 통하여 조정함으로써도 추출되는 에너지 크기뿐만 아니라 입력된 전류 및 전압의 크기도 조정될 수 있음은 물론이다.
도 1을 참조하면, 제1플레이트(101)에는 음전하가 충전된 제1대전체판(110)이 형성되어 있고 제2플레이트(102)에는 양전하(+)가 대전된 제2대전체판(120)이 형성되어 있으므로, 정전기장은 제2플레이트(102) 방향으로부터 제1플레이트(101) 방향으로 진행한다. 도 1에 도시된 것처럼 전류가 A방향에서 B방향으로 흐르며 전하운반자가 자유전자라고 가정하면, 전하운반자인 자유전자는 b방향에서 a방향으로 흐르게 된다. 이 자유전자가 정전기장이 인가된 도체부(130)의 도선(130e) 내부에서 정전기장에 대하여 수직방향으로 이동할 경우에는 자유전자는 유도전기장에 의한 영향을 받지 않게 된다. 이는 전기장은 전하에 대하여 전기장과 평행한 성분(y) 방향으로는 힘을 미치지만 유도전기장과 수직한 성분(x) 방향으로는 힘을 미치지 않기 때문이다. 정전기장이 인가된 도체부(130)의 도선(130e) 영역에 분극된 형태로 유도전기장을 이루며 있던 자유전자가 a방향으로 움직여 정전기장이 인가되지 않은 도체부(130)의 도선(130a)으로 유출됨과 동시에 정전기장이 인가된 도체부의 도선(130e) 영역 밖(왼쪽)에 있던 자유전자가 b방향에서 움직여 정전기장이 인가된 도체부(130) 영역(130e)으로 들어온다. 이로 인해 유도전기장과 정전기장은 균형을 이루지 못하게 되고, 이렇게 정전기장 영역으로 들어온 자유전자는 정전기장에 의한 힘을 느끼게 되기 때문에, 도체부(130)에 흐르는 전류에 정전기장의 힘이 중첩적으로 더해지게 된다. 또한, 도 1에서 도체부(130)에 전류가 흐르지 않고 있을 때에는 도체부(130) 중 외부전기장(Eext)이 인가된 도선(130e)은 외부전기장(Eext)과 균형을 이루기 위하여 자유전자들이 분극 형태로 존재하게 되는데, 이 때 도체부(130)에 도 1의 도시와 같이 전류가 흐르게 되면, 외부전기장(Eext)이 인가된 도선(130e) 내의 도선(130a)과 인접한 곳에는 외부전기장(Eext)에 의하여 분극된 자유전자만 있고 도선(130) 내의 자유전자는 전위차에 의해 모두 함께 흐를 수밖에 없기 때문에 분극된 자유전자가 전류의 전압에 의하여 a방향으로 유출될 수밖에 없다. 또한, 도선(130a) 내의 도선(130e)과 인접한 곳에는 분극된 자유전자는 없고 분극되지 않은 자유전자만 있고 도선(130) 내의 자유전자는 전위차에 의해 모두 함께 흐르기 때문에 도체부(130)에 전류가 흐르게 되면 분극되지 않은 자유전자들이 도선(130e)으로 유입될 수밖에 없다. 외부전기장(Eext)이 전류의 방향과 수직으로 가해져 있을 경우에도 도선(130e) 내의 모든 자유전자가 전류방향으로 흐른다는 사실은, 전류와 수직방향으로 매우 강하게 홀 전압의 전기장이 가해져 있는 경우에도 전류의 자유전자가 전위차에 의하여 전류방향으로 흐르는 홀 효과의 예에서도 잘 나타난다. 이 결과 도선(130e)에는 a방향으로는 분극된 자유전자가 유출되고 b방향에서는 분극되지 않은 자유전자가 유입될 수밖에 없기 때문에, 이렇게 유입된 자유전자는 외부전기장(Eext)이 인가되기 이전의 분포를 그대로 유지하면서 흐를 수는 없고 외부전기장(Eext)과 균형을 이루기 위하여 분극을 유지하면서 흐르게 된다. 즉, 외부전기장(Eext)과 이루고 있던 이전의 균형은 깨어지고, 이 깨어진 균형을 다시 이루기 위하여 유입된 자유전자가 새로이 분극됨으로써 외부전기장(Eext)의 전기장이 전류의 전기장에 가해지는 과정이 되풀이 된다. 이렇게 전류의 전기장에 다른 전기장이 인가될 경우 전류의 전기장에 이 다른 전기장이 합성되어 가해짐은 이론과도 부합할 뿐만 아니라, 도 20, 21에 예시된, 홀 전압으로 인한 전기장이 전류의 전기장에 인가되어 합성될 경우와 같이, 실험결과와도 부합한다. 이와 같이 본 발명의 일면(도 1)에 따른 장치는 외부전기장(Eext)이 인가된 도체부(130)에 전류를 흐르게 하여 외부전기장(Eext)과 그에 의한 유도전기장(Eind)이 균형을 이루지 못하도록 함으로써 외부전기장(Eext)으로부터 에너지를 추출하는 장치이다. 그리고 외부전기장(Eext) 인가 도선(130e)을 떠나 외부전기장(Eext) 비인가 도선(130a)에 진입한 분극된 전하운반자는 진입하는 순간 다시 분극되지 않은 원상태로 복귀하면서 외부전기장(Eext)과 반대방향의 유도전기장이 이미 전류가 가지고 있던 전기장에 작용하여 합성되게 된다. 이렇게 전류가 정전기장과 순방향 성분을 향해 흐를 경우에는 전류와 전압이 증폭되고 정전기장으로부터 추출할 수 있는 전기에너지는 증가하게 되지만, 전류가 정전기장과 역방향 성분을 포함하여 흐를 경우에는 전류와 전압이 감소하고, 정전기장으로부터 추출할 수 있는 전기에너지가 감소하게 된다.
따라서 여기에서 입력 전류로서 맥류전류를 포함한 의미의 직류전류를 사용할 경우 전류의 크기가 증가되거나 감소 혹은 스위칭 되므로 전류와 전압 가변 장치 기능도 가질 수 있는 것을 특징으로 하는 본 발명의 일면(도 1)에 의한 장치의 구현이 가능하게 된다.
입력 전류로서 교류전류를 사용할 경우 양방향의 전류가 각각 증가되거나 감소 혹은 스위칭 되므로 전류와 전압 가변 장치 기능도 가질 수 있는 것을 특징으로 하는 본 발명의 일면(도 1)에 의한 장치의 구현이 가능하게 된다.
제1플레이트(101)와 제2플레이트(102)가 각각 제1대전체판(110)과 제2대전체판(120, 220)을 주변과 격리하는 절연부(140)를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 일면(도 1)에 의한 장치의 구현도 가능하다.
상기의 설명에서는 도 1에 도시된 에너지 추출장치는 정전기장과 유도전기장이 균형을 이루지 못하도록 도체부(130)에 전류를 인가하는 구성 및 동작에 대해서만 설명하였는데, 도 1에 도시된 에너지 추출장치를 이용하여 정전기장으로부터 에너지를 추출하는 과정은 일반적으로 알려져 있으므로, 여기서는 자세하게 설명하지 않는다.
도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예의 제1대전체판(110), 제2대전체판(120) 및 유전체(150)는 평행판 커패시터의 그것들로 대체할 수도 있고, 두 대전체판(110, 120)에 병렬 또는 직렬로 연결되거나 병렬과 직렬로 연결된 적어도 하나의 커패시터를 연결함으로써 대전 전하량이나 절연내력 및 전압을 조절할 수도 있다. 이는 이하에서도 같다.
이하에서는 정전기장 또는 전자기장의 단속을 통해 정전기장과 유도전기장 및 정자기장과 유도자기장이 균형을 이루지 못하도록 하는 구성에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 다른 일면(도 2)의 실시예의 개념도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일면(도 2)에 의한 장치는, 제1플레이트(201), 제2플레이트(202), 절연체(250), 도체부(230), 유전부(245) 및 정전기장 단속수단을 포함하여 이루어진다. 제1플레이트(201)는 제1전하로 대전되고 정전기장을 발생하는 제1대전체판(210)을 포함한다. 제2플레이트(202)는 제1플레이트(201)와 일정 거리 이격되어 있으며, 제1플레이트(201)에 형성된 제1대전체판(210)과 대응되는 위치에는 제1플레이트(201)의 제1대전체판(210)과 평행하고 대향하여 형성되고, 제1전하의 반대 극성인 제2전하로 대전되고 정전기장을 발생하는 상기 제2대전체판(220)을 포함한다. 절연체(250)는 제1플레이트(201) 및 제2플레이트(202) 사이의 공간에 채워진다. 도체부(230)의 양단은 제1플레이트(201) 및 제2플레이트(202)로부터 일정 거리 이격되어 그 사이에 설치된다. 유전부(245)는 제1플레이트(201)의 제1대전체판(210)과 도체부(230)의 하단 사이 및 제2플레이트(202)의 제2대전체판(220)과 도체부(230)의 상단 사이에 각각 대전체판(210, 220)에 접하여 형성된다. 본 발명의 일면(도 2)에 의한 이 장치는 상기 정전기장 단속수단에 의해, 도체부(230) 양단에 인가되는 상기 정전기장의 단속이 반복됨으로써 에너지가 추출되는 특징을 지닌다. 여기서 도체부(230)는 그 하단과 상단에 동시에 정전기장이 도체부(230)와 교차하는 도체부(230)의 양단이 인가될 수 있어야 하지만 하단과 상단 사이의 부분이 반드시 - 도시된 바와 같이 - 하단과 상단을 연결하는 일직선을 이룰 필요가 없다. 이는 이하의 도체부(230) 에서도 모두 동일하다.
제1플레이트(201)와 제2플레이트(202)가 각각 상기 제1대전체판(210)과 제2대전체판(220)을 주변과 격리하는 절연부(240)를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 일면(도 2)에 의한 장치의 구현도 가능하다.
절연체(250)로는 진공도 사용가능하지만, 대전체판(210, 220)의 단위 면적당 대전 전하량을 높이기 위하여 유전율이 높으면서, 대전체판(210, 220)과 도체부(230)의 하단 및 상단 사이의 방전을 방지하기 위하여 강한 절연내력(dielectric strength), 높은 열적안정성이 높은 밀도 및 높은 가스압력 등의 특성을 가진 육플루오린화 황(SF6) 등과 같은 유전가스(dielectiric gas)나 액체를 사용하는 것이 바람직하다. 따라서 이러한 절연체(250)를 사용하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 일면(도 2)에 의한 장치의 구현도 가능하다.
본 발명의 일면(도 2)에 의한 실시예의 장치에서는 정전기장 단속수단에 의해 제1플레이트(201)의 제1대전체판(210)과 제2플레이트(202)의 제2대전체판(220)이 형성하는 정전기장의 도체부(230)의 양단에의 단속이 반복됨으로써 에너지가 추출되는데, 이하에서는 이러한 정전기장 단속수단을 구체화한 장치에 대하여 설명한다.
도 3L은 발명의 일면(도 2)의 다른 실시예(도 3L)의 개념도이다.
도 3L을 참조하면, 본 발명의 일면(도 2)에 의한 다른 실시예의 장치는, 도 2와 같은 구성을 가지되, 도체부(230)의 양단이 제1플레이트(201)의 제1대전체판(210)과 제2플레이트(202)의 제2대전체판(220)이 형성하는 정전기장 영역에의 출입이 상대적으로 반복되는 도 2의 정전기장 단속수단의 구체화에 의해, 도체부(230)의 양단에 인가되는 정전기장의 단속이 반복됨으로써 에너지가 추출되는 특징을 지닌 장치이다.
본 발명의 일면(도 2)에 의한 실시예(도 3L)에서는 제1대전체판(210) 및 제2대전체판(220)이 형성하는 가상의 관 형태의 정전기장 영역에 위치한 도체부(230)의 위치를 정전기장과 수직한 방향으로 이동시키는 방법에 의해 정전기장의 도체부(230)의 양단에의 단속을 반복함으로써 정전기장과 유도전기장이 균형을 이루지 못하도록 한다. 그리고 도체부(230)를 정전기장과 수직방향으로 이동시키는 것은 도체부(230)의 위치를 전기장과 동일한 방향(D)으로 이동할 경우에는 힘을 얻지만 반대방향(C)으로 이동시킬 경우에는 에너지가 소비되고 이 운동을 반복하기 위해서는 결국 더 많은 에너지가 소비되고 전기장과 수직방향으로 도체부(230)를 이동시킬 경우에는 덜 에너지가 소비되기 때문이다.
본 발명의 일면(도 2)에 의한 실시예(도 3L)의 경우, 도체부(230)의 양단이 제1대전체판(210) 및 제2대전체판(220)이 형성하는 가상의 관 형태의 정전기장 공간 내부영역에 위치한 경우와 그 외부영역에 위치하는 경우를 반복하게 된다. 그런데 도 3R의 장치는 도 3L의 장치와 비교할 때, 제1플레이트(201) 및 제2플레이트(202)에 제1대전체판(210) 및 제2대전체판(220)이 혼재되어 있고, 도체부(230)의 양단이 제1대전체판(210) 및 제2대전체판(220)이 형성하는 관 형태의 정전기장 공간 내부에 위치한 경우와 그 외부영역에 위치하는 경우를 상대적으로 반복하는 외에 이 정전기장과는 반대 방향의, 제2대전체판(220)과 제1대전체판(210)이 형성하는 가상의 관 형태의 정전기장 내부영역에 위치하는 경우와 그 외부영역에 위치하는 경우를 상대적으로 반복한다는 점 이외에는 모두 동일하다. 도 3L의 장치와 도 3R의 장치는 제1플레이트(201)를 기준으로 할 때 하나 이상의 제1대전체판(210)을 가지거나 하나 이상의 제2대전체판(220)을 가질 수 있으나, 이런 실시예들도 모두 제1플레이트(201)과 제2플레이트(202)에 각각 서로 대향하는 하나의 대전체판(210, 220)이 설치된 실시예(도 3L)에 포함된다.
도 4L은 본 발명의 일면(도 2)의 다른 실시예(도 4L)의 개념도이다.
도 4L을 참조하면, 본 발명의 일면(도 2)에 의한 다른 실시예(도 4L)의 정전자기장 에너지 추출장치는, 도 2와 같은 구성을 가지되, 원판형의 제1플레이트(201)와 원판형의 제2플레이트(202)가 이 플레이트들(201, 202)과 수직인 회전축(260)을 중심으로 동일한 방향과 동일한 각속도로 도체부(230)의 양단이 제1대전체판(210)과 제2대전체판(220)이 형성하는 정전기장 영역에의 출입을 반복하도록 상대적으로 회전하는 본 발명의 일면(도 2)에 따른 장치의 정전기장 단속수단의 구체화에 의해, 정전기장의 도체부(230)의 양단에의 단속이 반복됨으로써 에너지가 추출되는 특징을 지니는 장치이다.
도 4L의 단면도를 참조하면, 본 발명의 일면(도 2)에 의한 다른 실시예(도 4L)는 원판형의 제1플레이트(201), 원판형의 제2플레이트(202), 유전부(245), 도체부(230), 절연체(250) 및 회전축(260)을 포함한다.
제1플레이트(201)는 제1전하(-)로 대전된 제1대전체판(210)을 구비하며, 제1대전체판(210)을 주변과 격리하는 절연부(240)를 포함한다. 제1플레이트(201)와 같이 원판형의 서로 평행하고 대향하는 제2플레이트(202)는 제1플레이트(201)와 일정 거리 이격되어 있으며, 제1플레이트(201)에 형성된 제1대전체판(210)과 대응되는 위치에는 제1전하(-)와 반대 극성을 가지는 제2전하(+)로 대전된 제2대전체판(220)을 주변과 격리하는 절연부(240)를 포함한다. 제1대전체판(210)과 제2대전체판(220)에 접하여 각각 서로 대향하는 방향으로 일정 거리를 두고 이격되어 유전부(245)가 접하여 있다. 절연체(250)는 제1플레이트(201) 및 제2플레이트(202) 사이의 공간을 채운다. 대전체판(210, 220)과 절연체(250) 및 유전부(245)에 대한 설명은 도 1의 유전부(145)에 대한 설명에 갈음한다. 도 4L에는 도체부(230)의 양단이 원판형의 제3플레이트(203)와 원판형의 제4플레이트(204)에 고정되어 있으나 이 제3플레이트(203)와 제4플레이트(204)는 하나의 플레이트 형식으로 합쳐진 장치도 가능할 뿐만 아니라, 제1플레이트(201)와 제2플레이트(202)가 도체부(230)에 대하여 상대적으로 회전하고 도체부(230)가 회전하지 않을 경우에는 도체부(230)의 양단은 고정되어 있기만 하면 되고 제3플레이트(203)와 제4플레이트(204)는 설치되지 않아도 된다.
도 4L의 장치도, 제1플레이트(201)를 기준으로 할 때, 도 4R의 장치와 같이 하나 이상의 제1대전체판(210)을 가질 수 있고, 또한 도 5의 장치와 같이 하나 이상의 제1대전체판(210)과 함께 하나 이상의 제2대전체판(220)을 가질 수 있으나, 이들 도 4R이나 도 5의 실시예들은 모두, 제1플레이트(201)를 기준으로 할 때, 하나의 제1대전체판(210)이 설치된 실시예(도 4L)에 포함된다.
여기서 제1전하의 극성(-)과 제2전하의 극성(+)이 서로 바뀌는 형태도 가능함은 물론이다.
도 6L은 본 발명의 일면(도 2)의 다른 실시예(도 6L)의 개념도이다.
도 6L을 참조하면, 본 발명의 일면(도 2)에 의한 다른 실시예(도 6L)는, 도 2와 같이 제1플레이트(201)와 제2플레이트(202)에 각각 도체부(230)의 양단이 통과할 수 있도록 일정 거리 이격되면서 서로 대향하고, 주변과 격리시키는 절연부(240)를 포함하는 고정된 제1대전체판(201)과 제2대전체판(220)을 가지되, 다만 제1플레이트(201)와 제2플레이트(202)가 원통형이며, 이 원통형의 제1플레이트(201)와 제2플레이트(202)가 이 플레이트들(210, 220)의 공통중심에 이 플레이트들(210, 220)과 평행하게 설치된 회전축(260)을 중심으로 동일한 방향과 동일한 각속도로 도체부(230)의 양단이 제1대전체판(210)과 제2대전체판(220)이 형성하는 정전기장 영역에의 출입을 반복하도록 상대적으로 회전하는 본 발명의 일면(도 2)에 따른 장치의 정전기장 단속수단의 구체화에 의해, 정전기장의 도체부(230)의 양단에의 단속이 반복됨으로써 에너지가 추출되는 특징을 지니는 장치이다. 제3플레이트(203)와 제4플레이트(204)가 생략될 수 있음은 도 4L 장치의 경우와 같다.
도 6L의 장치도, 제1플레이트(201)를 기준으로 할 때, 하나 이상의 제1대전체판(210)을 가질 수 있고, 또한 도 6R의 장치와 같이 하나 이상의 제1대전체판(210)과 함께 하나 이상의 제2대전체판(220)을 가질 수 있으나, 이들 실시예들은 모두, 제1플레이트(201)를 기준으로 할 때, 하나의 제1대전체판(210)이 설치된 실시예에 포함된다.
도 7은 본 발명의 일면(도 2)의 다른 실시예(도 7)의 개념도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일면(도 2)에 의한 다른 실시예(도 7)는, 도 2와 같은 구성을 가지되, 도 2의 정전기장 단속수단으로서, 도체부(230)의 양단과 일정 거리 이격되어 있으며, 서로 대향하는 두 유전부(245) 사이를 지나 제1대전체판(210)과 제2대전체판(210)에 의해 발생하는 정전기장이 도체부(230)의 양단에 직접 인가되지 않도록 도체로 구성되지만 개폐 등에 의해 정전기장이 단속될 수 있는 정전기장과 만나는 두 면에 각각 형성된, 정전기장의 인가를 단속하는 제1정전기장단속장치(270c)와 제2정전기장단속장치(270d)를 포함한 수단들을 통해 도체부(230)의 양단에 인가되는 정전기장을 단속하는 정전기장단속부(270)를 포함하며, 정전기장단속부(270)에 의해, 도체부(230)의 양단에 인가되는 정전기장의 단속이 반복됨으로써 에너지가 추출되는 특징을 지닌 장치이다.
여기서 정전기장단속부(270)는 패러데이의 새장의 원리에 따라 정전기장을 상쇄시키는 유도전기장을 일으킴으로써 전기장을 차단하는 장치이지만, 예를 들면 도체부(230)의 하단 및 상단과 유전부(245) 사이에 각각 정전기장과 이 정전기장단속부(270)가 만나는 부분인 제1정전기장단속장치(270c)와 제2정전기장단속장치(270d) 사이에 유도전기장을 발생·소멸시킴으로써 그 사이의 정전기장을 상쇄·인가시켜 단속할 수도 있는데, 이는 두 정전기장단속장치(270c, 270d)가 연결된 상태에서 두 정전기장단속장치(270c, 270d)에 동시에 정전기장이 인가되도록 두 정전기장단속장치(270c, 270d)를 닫을(폐) 경우 두 정전기장단속장치(270c, 270d) 사이의 정전기장이 상쇄되고, 열(개) 경우 두 정전기장단속장치(270c, 270d) 사이의 정전기장이 상쇄되지 않는 원리를 이용한 것이다. 여기서 두 정전기장단속장치(270c, 270d) 자체를 이렇게 직접 개폐하지 않고 두 정전기장단속장치(270c, 270d)의 연결을 단속함으로써도 정전기장을 단속할 수도 있는데, 이 경우에는 두 정전기장단속장치(270c, 270d)는 각각 유전부(245)에 접할 수 있고, 또한 이 두 정전기장단속장치(270c, 270d)와 도체부(230)의 하단과 상단 사이에 채워지는 절연체(250)는 반드시 기체나 액체일 필요가 없고 유전율과 절연내력이 높은 예컨대 적층세라믹 등 유전체를 사용할 수 있을 것이다. 그리고 이와 동일한 효과를 예를 들면 정전기장단속부(270) 자체가 회전함으로써 발생시킬 수도 있다.
도 7의 장치는 도 2 장치의 정전기장 단속수단을 이렇게 정전기장을 단속하는 정전기장단속부(270)을 통하여 구체화된 형태로서 도 2의 장치에 속한다.
이하에서는 상술한 바와 같은 정전기장으로부터 에너지를 효율적으로 추출하는 장치에 적용되는 원리를 이용하여 정자기장으로부터도 에너지를 효율적으로 추출할 수 있는 에너지 추출장치에 대하여 설명한다.
먼저 정자기장을 발생하는 계자부와 전기자부(armature unit) 사이의 자속의 변화에 대하여 설명한다.
도 8은 계자부의 정자기장과 평행한 방향으로 전기자부가 상대적으로 움직일 때의 자기장의 변화를 나타낸다.
도 8L을 참조하면, 철심에 코일이 감긴 전기자부(330)를 계자부(320)에 상대적으로 접근(C)시키는 경우, 전기자부(330)에는 접근하고 있는 계자부(320)의 N극으로부터 발생하는 자속에 대응되는 동일한 크기 및 동일한 극성의 자속이 생성되도록 유도전기장이 형성됨으로써 전기자부의 이동(접근)이 방해를 받는다. 도 8R을 참조하면, 전기자부(330)를 계자부(320)로부터 분리(D)시키는 경우 전기자부(330)에는 계자부(320)와 크기는 같으나 방향이 반대인 자속이 발생되도록 하는 유도전기장이 형성됨으로써 전기자부(330)의 계자부(320)에 대한 이동이 방해를 받는다.
도 9는 계자부의 정자기장에 수직 방향으로 전기자부를 상대적으로 이동할 때 자기장의 변화를 나타낸다.
도 10은 제1계자부와 제2계자부가 발생하는 정자기장과 수직 방향으로 전기자부가 상대적으로 이동할 경우 이 이동을 방해하는 전기자부에 발생하는 유도굴절자속(330n, 330s)을 나타낸다.
도 9를 참조하면, 도 8의 경우와는 달리 전기자부(330)가 계자부(320)가 발생하는 정자기장과 수직방향으로 이동할 경우에는 이동이 방해를 받지 않는다. 이렇게 전기자부를 정자기장에 대하여 수직방향으로 상대적으로 이동하는 데에 저항을 받지 않고 계자부의 정자기장으로부터 에너지를 추출할 수 있는 이유는 이 경우에 발생하는 정자기장 및 유도자기장 등 힘들은 전기자부의 상대적 이동방향과 수직방향의 힘들이므로, 즉 (정자기장 및 유도자기장의 방향을 y-방향이라고 할 때) 정자기장 및 유도자기장이 x-방향의 성분이 없는 y-방향의 힘들이므로 x-방향의 이동인 전기자부의 계자부에 대한 상대적 이동에 영향을 주지 않기 때문이다.
그러나 실제로는 도 10과 같이 제1계자부(310)와 제2계자부(320)의 굴절자기장(320n, 320s)에 의해 전기자부(330)에 상대적 이동을 방해하는 유도굴절자기장이 발생하게 된다. 만약 이러한 전기자부(330)의 계자부에 대한 상대적 이동을 방해하는 굴절자속과 유도굴절자속이 없다면, 도 9가 나타내는 바와 같이 전기자부가 제1계자부(310)와 제2계자부(320)가 발생하는 정자기장에 대하여 수직방향으로 상대적으로 이동하여 접근할 경우 전기자부의 권선(코일)에는 전기자부의 철심에 계자부의 정자기장과 방향이 반대인 유도자기장을 발생하게 하는 전류가 발생하고, 멀어질 때에 코일에 이와는 반대방향의 전류가 발생하여 전기자부의 철심에 계자부의 정자기장과 방향이 같은 유도자기장이 발생되도록 할 것이다. 따라서 이렇게 계자부의 정전기장과 전기자부의 유도전기장이 균형을 이루지 못하도록 계자부와 전기자부를 정전기장에 대하여 수직방향으로 상대적으로 이동함으로써 이렇게 이동하는 데에 전기자부(330)의 계자부에 대한 상대적 이동을 방해하는 저항을 받지 않고 계자부의 정자기장으로부터 에너지를 추출할 수 있다. 그러나 실제로는, 위의 언급과 같이, 계자부에 y-성분만으로 이루어진 정자기장이 발생하는 것이 아니라 x-성분도 포함된 자속(굴절자속)이 발생하기 때문에 전기자부에 발생한 유도전류로 인하여 렌츠의 법칙에 따라 전기자부의 철심에도 이와 반대방향으로 유도된 자속(유도굴절자속)이 발생하여 전기자부의 계자부에 대한 상대적 이동을 방해하게 된다. 따라서 정자기장으로부터 에너지를 추출하는 데에는 전기자부의 상대적 이동을 방해하는 유도굴절자속의 발생을 최소화하는 것이 중요하게 된다.
도 14와 도 15는 유도굴절자속 최소화수단을 예시적으로 나타낸다.
도 14L과 도 14M을 참조하면, 서로 대향하는 방향(공극 방향)으로 제1계자부는 제1자성을 나타내며 제2계자부는 공극 방향으로 제1자성과 반대 자성인 제2자성을 나타내는데, 이러한 제1계자부와 제2계자부의 공극 방향 반대쪽을 각각 서로 연결하는 등 제1계자부와 제2계자부가 형성하는 자기장의 자속의 누설을 최소화하는 수단을 통하여 유도굴절자속의 발생을 최소화할 수 있다. 또한 유도굴절자속 최소화수단으로서, 도 14R이 나타내는 바처럼, 정자기장에 의한 전기자부의 유도자기장이 유도굴절자속으로 외부로 벗어나지 않고 철심 중 정자기장 영역을 통과하지 않는 부분을 통해 순환할 수 있도록 전기자부의 철심 부분을 변압기와 같이 예컨대 도 14R과 같은 4각형 형태로 형성할 수 있다. 그리고 유도굴절자속 최소화수단으로서, 도 15가 예시적으로 나타내는 것처럼 계자부에서 발생한 굴절자속이 전기자부로 침투하지 못하도록 계자부에 예컨대 초전도성을 띄고 있는 초전도체나 투자율이 높은 자기장 차폐 물질을 사용한 계자부자기장차폐장치(365)를 설치함으로써 차폐할 수 있다. 그 외, 도 14나 도 15에 표현된 바와 같이 계자부를 구성하는 제1계자부와 제2계자부의 간격을 최소화하여 굴절자기장의 발생을 최소함으로써 유도굴절자속 발생의 최소화에 도움을 줄 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 일면(도 11)의 실시예의 개념도이다.
도 11를 참조하면, 본 발명의 일면(도 11)에 의한 장치는, 제1플레이트(301), 제2플레이트(302), 비자성체(350), 전기자부(330), 정자기장 단속수단 및 상기 정자기장 단속수단이 상기 전기자부(330)의 제1계자부(310)와 제2계자부(320)에 대한 상대적 이동을 포함할 경우에는 이 상대적 이동을 방해하는 유도굴절자속 최소화수단도 포함하여 이루어진다. 제1플레이트(301)는 공극 방향으로 제1자성을 나타내고 정자기장을 발생하는 제1계자부(310)를 포함한다. 제2플레이트(302)는 제1플레이트(301)와 일정 거리 이격되어 있으며, 제1플레이트(301)에 형성된 제1계자부(310)와 대응되는 위치에는 제1계자부(310)와 대향하여 형성되고, 공극 방향으로 제1자성과 반대자성인 제2자성을 나타내고 정자기장을 발생하는 제2계자부(320)를 포함한다. 비자성체(350)는 제1플레이트(301) 및 제2플레이트(302) 사이의 공간에 채워진다. 전기자부(330)는 발열을 최소화하며 투자율이 높은 철심을 구비하고, 제1계자부(310)와 제2계자부(320) 사이에 가능한 한 근접하여 설치된다. 본 발명의 일면(도 11)에 의한 이 장치는 정자기장 단속수단에 의해, 전기자부(330)에 인가되는 정자기장의 단속이 반복됨으로써 에너지가 추출되는 것을 특징으로 지닌다.
제1플레이트(301)와 제2플레이트(302)가 각각 제1계자부(310)와 제2계자부(320)를 주변과 격리하는 비자성부(340)를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 일면(도 11)에 의한 장치의 구현도 가능하다.
전기자부(330)의 발열을 최소화하며 투자율이 높은 철심에 비결정성 합금(amorphous alloy)이 사용된 것을 특징으로 하는 본 발명의 일면(도 11)에 의한 장치의 구현도 가능하다.
비자성체(350)에 진공이나 투자율이 높은 물질이 사용된 것을 특징으로 하는 본 발명의 일면(도 11)에 의한 장치의 구현도 가능하다.
초전도성을 나타내는 초전도체는 다른 물체들과는 다르게 외부자기장과 균형을 이루는 유도자기장을 발생시키는 유도전류를 지속적으로 발생시키기 때문에, 정자기장 단속수단과 전기자부(330)가 초전도성을 나타내는 전기자부로 대체됨으로써 에너지가 추출되는 것을 특징으로 하는 장치의 구현도 가능하다.
장자기장 단속수단으로서 제1계자부(310)와 제2계자부(320)에 의한 정자기장의 발생을 단속하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 일면(도 11)에 의한 장치의 구현도 가능하다.
도 12L은 본 발명의 다른 일면(도 11)의 다른 실시예(도 12L)를 나타낸다.
도 12L을 참조하면, 본 발명의 일면(도 11)에 의한 다른 실시예(도 12L)의 정전자기장 에너지 추출장치는, 도 11의 장치와 같은 구성을 가지나, 전기자부(330)가 제1플레이트(301)의 제1계자부(310)와 제2플레이트(302)의 제2계자부(320)가 형성하는 정자기장 영역에의 출입을 상대적으로 반복하는 도 11의 장치의 정자기장 단속수단의 구체화에 의해, 정자기장의 전기자부(330)에의 단속이 반복됨으로써 에너지가 추출되는 특징을 지닌다.
본 발명의 일면(도 11)에 의한 실시예(도 12L)의 경우, 도 12L과 같이 전기자부(330)는 제1계자부(310) 및 제2계자부(320)가 형성하는 가상의 관 형태의 정자기장 공간 내부영역에 위치한 경우와 그 외부영역에 위치하는 경우를 반복하게 된다. 그런데 도 12R의 장치는 도 12L의 장치와 비교할 때, 제1플레이트(201) 및 제2플레이트(202)에 제1계자부(310) 및 제2계자부(320)가 혼재되어 있고, 전기자부(230)가 제1계자부(310) 및 제2계자부(320)가 형성하는 관 형태의 정자기장 공간 내부에 위치한 경우와 그 외부영역에 위치한 경우를 상대적으로 반복하는 외에 이 정자기장과는 반대 방향의, 제2계자부(320)과 제1계자부(310)가 형성하는 가상의 관 형태의 정자기장 내부영역에 위치하는 경우와 그 외부영역에 위치하는 경우를 상대적으로 반복한다는 점 이외에는 모두 동일하다. 도 12L의 장치와 도 12R의 장치는, 제1플레이트(301)를 기준으로 할 때, 하나 이상의 제1계자부(310)를 가지거나 하나 이상의 제2계자부(320)를 가질 수 있으나, 이런 실시예들도 모두 제1플레이트(301)와 제2플레이트(302)에 각각 서로 대향하는 하나의 계자부(310, 320)가 설치된 실시예(도 12L)에 포함된다.
도 13L은 본 발명의 일면(도 11)의 다른 실시예(도 13L)의 개념도이다.
도 13L을 참조하면, 본 발명의 일면(도 2)에 의한 다른 실시예(도 13L)의 정전자기장 에너지 추출장치는, 도 11과 같은 구성을 가지되, 원판형의 제1플레이트(301)와 원판형의 제2플레이트(302)가 이 플레이트들(301, 302)과 수직인 회전축(360)을 중심으로 동일한 방향과 동일한 각속도로 전기자부(330)가 제1계자부(310)와 제2계자부(320)가 형성하는 정자기장 영역에의 출입을 반복하도록 상대적으로 회전하는 본 발명의 일면(도 11)에 따른 장치의 정자기장 단속수단의 구체화에 의해, 정자기장의 전기자부(330)에의 단속이 반복됨으로써 에너지가 추출되는 특징을 지니는 장치이다.
도 13L의 단면도를 참조하면, 본 발명의 일면(도 2)에 의한 다른 실시예(도 13L)는 원판형의 제1플레이트(301), 원판형의 제2플레이트(302), 전기자부(330) 및 회전축(360)을 포함한다.
제1플레이트(301)는 제1자성(S)을 나타내는 제1대전체판(310)을 구비하며, 제1대전체판(310)을 주변과 격리하는 비자성부(340)를 포함한다. 제1플레이트(301)와 같이 원판형의 서로 평행하고 대향하는 제2플레이트(302)는 제1플레이트(301)와 일정 거리 이격되어 있으며, 제1플레이트(301)에 형성된 제1계자부(310)와 대응되는 위치에는 제1자성(S)과 반대 자성인 제2자성(N)을 나타내는 제2계자부(320)를 주변과 격리하는 비자성부(340)를 포함한다. 비자성체(350)는 제1플레이트(301)와 제2플레이트(302) 사이의 공간을 채운다. 회전축(360)은 제1플레이트(301), 제2플레이트(302), 제3플레이트 및 제4플레이트의 공통중심을 관통한다. 회전축(360)은, 제1플레이트(301) 및 제2플레이트(302)만을 회전시키거나 제3플레이트 및 제4플레이트만을 선택적으로 회전시켜서, 전기자부(330)가 제1계자부(310) 및 제2계자부(320)가 형성하는 정자기장 공간과 그 외부 공간을 상대적으로 반복 이동하되 정자기장에 대하여 상대적으로 수직방향으로 이동하여 유도자기장이 자기장과 균형을 이루지 못하도록 함으로써 정자기장으로부터 에너지를 추출한다.
도 13L에는 전기자부(330)가 원판형의 제3플레이트(303)의 원판형의 제4플레이트(304)에 고정되어 있으나 이 제3플레이트(303)와 제4플레이트(304)는 하나의 플레이트 형식으로 합쳐진 장치도 가능할 뿐만 아니라, 제1플레이트(301)와 제2플레이트(302)가 전기자부(330)에 대하여 상대적으로 회전하고 전기자부(330)가 회전하지 않을 경우에는 전기자부(330)는 고정되어 있기만 하면 되고 제3플레이트(303)와 제4플레이트(304)는 설치되지 않아도 된다.
도 13L의 장치도, 제1플레이트(301)를 기준으로 할 때, 하나 이상의 제1대전체판(310)을 가질 수 있고, 또한 도 13R의 장치와 같이 하나 이상의 제1계자부(310)와 함께 하나 이상의 제2계자부(320)를 가질 수 있으나, 이들 도 13L이나 도 13R의 실시예들은 모두, 제1플레이트(301)를 기준으로 할 때, 하나의 제1계자부(310)가 설치된 실시예(도 13L)에 포함된다.
상기의 설명에서 제1자성은 공극 방향으로 서로 반대 자성을 가지는 N극 및 S극 중 하나를 의미한다. 제1자성이 N극인 경우 제2자성은 S극이 되며, 그 반대도 가능하다.
도 16과 도 17은 도 14L과 도 14M의 유도굴절자속 최소화를 위하여 서로 대향하는 두 계자부의 공극 반대방향의 양단을 자속이 누설되지 않도록 연결시킨 장치로서 본 발명의 일면(도 11)의 실시예들을 나타내고 있다.
도 18L은 본 발명의 일면(도 11)의 다른 실시예(도 18L)의 개념도이다.
도 18L을 참조하면, 본 발명의 일면(도 11)에 의한 다른 실시예(도 18L)는, 도 11과 같이 제1플레이트(301)와 제2플레이트(302)에 각각 전기자부(330)가 통과할 수 있도록 일정 거리 이격되면서 서로 대향하고, 주변과 격리시키는 비자성부(340)를 포함하는 제1계자부(310)와 제2계자부(320)를 가지되, 다만 제1플레이트(301)와 제2플레이트(302)가 원통형이며, 이 원통형의 제1플레이트(301)와 제2플레이트(302)가 이 플레이트들(310, 220)의 공통중심에 이 플레이트들(310, 220)과 평행하게 설치된 회전축(360)을 중심으로 동일한 방향과 동일한 각속도로 전기자부(330)가 제1계자부(310)와 제2계자부(320)가 형성하는 정자기장 영역에의 출입을 반복하도록 상대적으로 회전하는 도 11의 정자기장 단속수단의 구체화에 의해, 정자기장의 전기자부(330)에의 단속이 반복됨으로써 에너지가 추출되는 특징을 지니는 장치이다. 제3플레이트(303)와 제4플레이트(304)가 생략될 수 있음은 도 13L 장치의 경우와 같다.
도 18L의 장치도, 제1플레이트(301)를 기준으로 할 때, 하나 이상의 제1계자부(310)를 가질 수 있고, 또한 도 18R의 장치와 같이 하나 이상의 제1계자부(310)와 함께 하나 이상의 제2계자부(320)를 가질 수 있으나, 이들 실시예들은 모두, 제1플레이트(301)를 기준으로 할 때, 하나의 제1계자부(310)가 설치된 실시예(도 18L)에 포함된다.
도 19는 본 발명의 일면(도 11)의 다른 실시예(도 19)의 개념도이다.
도 19를 참조하면, 본 발명의 일면(도 11)에 의한 다른 실시예(도 19)는 도 11과 같은 구성을 가지되, 도 11의 정자기장 단속수단으로서, 제1계자부(310)와 제2계자부(320)가 발생하는 정자기장의 전기자부(330)에의 인가가 개폐 등에 의하여 단속될 수 있도록 자기장 차폐 물질로 구성되고 상기 정자기장과 만나는 두 면에 각각 개폐 등이 가능한 제1정자기장단속장치(370c)와 제2정자기장단속장치(370d)를 포함하는 정자기장단속부(370)를 포함하고, 정자기장단속부(370)에 의해, 전기자부(330)에 인가되는 정자기장의 단속이 반복됨으로써 에너지가 추출되는 특징을 지닌 장치이다.
여기서 정자기장단속부(370)는 투자율이 높은 물질이 사용되거나 초전도성을 가진 초전도체가 사용된 자기장 차단 장치이지만, 예를 들면 전기자부(330)에 인가되는 정자기장과 이 정자기장단속부(370)가 만나는 부분인 제1정자기장단속장치(370c)와 제2정자기장단속장치(370d)를 개폐함으로써 전기자부(330)에 인가되는 정자기장을 단속할 수도 있고, 이와 동일한 효과를 예를 들면 정자기장단속부(370) 자체가 회전함으로써 발생시킬 수도 있다.
참고로, 정자기장단속부(370)를 초전도성을 띤 초전도체로 구성할 경우에는 제1종초전도체의 경우 임계자기장이 낮기 때문에 제2종초전도체(Type-Ⅱ)를 사용하게 될 수 있는데, 이 때 혼합상태(mixed state)에서 자기장을 일부 차폐하지 못하고 통과시키지만, 이렇게 통과된 자기장을 다시 혼합상태의 초전도체를 사용함으로써 자기장의 침투를 최소화할 수 있다. 이 점은 이하의 초전도성을 띤 초전도체를 이용한 자기장 차폐의 경우에도 해당된다.
도 19의 장치는 도 11 장치의 정자기장 단속수단을 이렇게 정자기장을 단속하는 정자기장단속부(370)를 통하여 구체화된 형태로서 도 11의 장치에 속한다.
정자기장단속부(370)에 초전도체가 사용된 것을 특징으로 하는 본 발명의 일면(도 11)에 의한 장치의 구현도 가능하다.
비자성체(350)에 진공이나 투자율이 높은 물질이 사용된 것을 특징으로 하는 본 발명의 일면(도 11)에 의한 장치의 구현도 가능하다.
도 20과 도 21은 본 발명의 다른 일면(도 20, 21)의 실시예의 개념도이다.
도 20과 도 21을 참조하면, 본 발명의 일면(도 20, 21)에 의한 장치는, 제1플레이트(401), 제2플레이트(402) 및 도체부(430)를 포함하여 이루어진다. 제1플레이트(401)는 공극 방향으로 제1자성을 나타내고 정자기장을 발생하는 제1계자부(410)를 포함한다. 제2플레이트(402)는 제1플레이트(401)와 일정 거리 이격되어 있으며, 제1플레이트(401)에 형성된 제1계자부(410)와 대응되는 위치에는 제1계자부(410)와 대향하여 형성되고, 공극 방향으로 제1자성과 반대자성인 제2자성을 나타내고 정자기장을 발생하는 제2계자부(420)를 포함한다. 도체부(430)는 전류가 흐르며, 평면형으로서 두께가 가능한 한 얇으며, 제1플레이트(401)의 제1계자부(410)와 제2플레이트(402)의 제2계자부(420)의 사이에 설치되고, 제1계자부(410)와 제2계자부(420)에 의한 정자기장이 전류에 수직으로 인가된 정자기장 인가 도선(430m)과 그 양측에 정자기장 비인가 도선(430r, 430l)을 포함한다. 본 발명의 일면(도 20, 21)에 의한 장치는 전류의 전하운반자가 정자기장에 의한 홀전압이 인가된 정자기장 인가 도선(430m)을 지나 흐르는 정자기장 비인가 도선(430r, 430l) 중 하나의 도선(430r)과 홀전압에 의한 전기장이 이루는 각도(θ)에 의해 추출되는 에너지의 크기가 변화할 뿐 아니라 전류의 크기 및 전압의 크기도 변화하는 전류와 전압 가변 장치 기능도 가지는 특징을 지닌다. 또한, 이 장치에서 필요에 따라 제1플레이트(401)와 제2플레이트(402)가 발생하는 정자기장의 크기를 조정함으로써도 추출되는 에너지의 크기뿐만 아니라 입력된 전류 및 전압의 크기도 조정될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 일면(도 20, 21)에 의한 장치로서 입력 전류는 직류전류로서 전류의 크기가 증가되거나 감소 혹은 스위칭 되고 이에 상응하게 전압도 변화하므로 전류와 전압 가변 장치 기능도 가지는 것을 특징으로 하는 장치의 구현도 가능하다.
본 발명의 일면(도 20, 21)에 의한 장치로서 입력 전류는 교류전류로서 양방향의 전류 크기가 각각 증가되거나 감소 혹은 스위칭 되고 이에 상응하게 전압도 변화하므로 전류와 전압 가변 장치 기능도 가지는 것을 특징으로 하는 장치의 구현도 가능하다.
본 발명의 일면(도 20, 21)에 의한 장치로서 초전도체나 그래핀이 사용되거나, 도체부(430)에 홀 저항을 높여주는 비정상 홀 효과(anomalous Hall effect)를 나타내는 물질 등 수단이 사용된 것을 특징으로 하는 장치의 구현도 가능하다.
또한, 본 발명의 일면(도 20, 21)에 의한 장치로서 도 20과 도 21의 장치와 같은 구성을 가지되, 도 20과 도 21을 참조하면, 정자기장 단속수단을 포함하며, 이 정자기장 단속수단에 의해, 도체부(430)의 정자기장 인가 도선(430m)에 인가되는 정자기장의 단속이 반복되거나 단속적 정자기장의 발생이 반복되며, 전류의 전하운반자가 정자기장에 의한 홀전압이 인가된 정자기장 인가 도선(430m)을 지나 흐르는 정자기장 비인가 도선(430r, 430l) 중 하나의 도선(430r)과 홀전압에 의한 전기장이 이루는 각도(θ)에 의해 추출되는 에너지의 크기가 변화할 뿐 아니라 전류의 크기 및 전압의 크기도 변화하는 전류와 전압 가변 장치 기능도 가지는 것을 특징으로 하는 장치의 구현도 가능하다. 또한 이 정자기장 단속수단으로서, 정자기장 발생장치에 의한 정자기장의 발생을 단속하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 일면(도 20, 21)에 의한 장치의 구현도 가능하다. 그 외에, 이 정자기장 단속수단으로서, 예를 들면, 이미 위에서 언급한 바와 같은 수단들, 즉 계자부(410, 420)를 도체부(430)에 대해서 상대적으로 이동하거나 혹은 회전축을 중심으로 수직방향으로 또는 평행하게 회전하거나 정자기장단속부(370)를 설치하고 이를 통해 도체부(430)에 인가되는 정자기장의 단속이 반복되도록 하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 일면(도 20, 21)에 의한 장치의 구현도 가능하다. 그리고 이렇게 정자기장 단속수단을 통해 도체부(430)에 인가되는 정자기장을 단속할 경우에는 전하운반자가 정자기장이 인가되는 도체부(430)의 도선(430m)을 지나 흐르는 정자기장 비인가 도선(430r)뿐만 아니라 정자기장 인가 도선(430m)에서도 홀 전압의 전기장에 의해 에너지가 발생하게 된다. 그러나 이 경우에도 전하운반자가 정자기장 인가 도선(430m)을 지나 흐르는 정자기장 비인가 도선(430r)과 홀 전압의 전기장이 이루는 각도(θ)에 의해 추출되는 에너지의 크기가 변화할 뿐만 아니라 전류의 크기 및 전압의 크기도 변화한다는 점은 본 발명의 일면(도 20, 21)의 다른 실시예들의 경우와 동일하다.
그리고 본 발명의 일면(도 20, 21)에 의한 장치는, 도 21을 참조하면, 도체부(430) 중 한 도선(430m)에 상향의 정자기장을 인가하면 전류에 로렌츠 힘이 작용하여, 여기서의 전하운반자를 정공이라고 할 때, 전하운반자인 정공이 도 20에서와 같이 도선(430m)의 상변을 따라 전류방향으로 분극되어 흐르게 됨으로써 홀 전압이 나타나게 된다. 이 때 만약 로렌츠 힘이 사라진다면 전하운반자의 분극에 의한 홀 전압도 사라지게 되는데 이것은 로렌츠 힘과 홀 전압의 전기장이 균형을 이루고 있기 때문이다. 로렌츠 힘에 의해서 균형을 이루고 있을 때에는 홀 전압의 전기장은 로렌츠 힘에 의해서 묶여있어서 상쇄되기 때문에 실제 알짜 전기장으로 나타날 수 없으나 로렌츠 힘이 제거되면 두 힘의 균형이 깨어져 분극의 형태로 존재해온 홀 전압의 전기장이 분극이 해소됨으로써 알짜 전기장으로 나타날 수 있게 된다. 도 21에서는 전류와 같은 방향으로 흐르는 전하운반자(정공)가 로렌츠 힘이 사라진 도선(430r)에 이르게 되면 홀 전압의 알짜 전기장이 나타나게 된다. 만약 전하운반자가 정공이 아닌 전류의 방향과 반대로 흐르는 자유전자일 경우에는 로렌츠 힘이 도선(430r)이 아닌 도선(430l)에서 사라지기 때문에 전하운반자가 도선(430l)에 진입하는 순간 홀 전압의 알짜 전기장이 나타나게 될 것이다. 본 발명의 다른 일면(도 20, 21)의 실시예(도 20, 21)에 의한 장치는 로렌츠 힘과 균형을 이루고 있는 홀 전압의 전기장을 로렌츠 힘을 제거하여 두 힘이 균형을 이루지 못하게 함으로써 나타나게 하는 것이다. 홀 전압의 전기장(Eh)과 본래 전류가 도선(430m)에서 가진 전기장(E0)이 합성된 결과 얻어진 합성 전기장(E0 + Eh)으로부터 에너지를 얻는 장치이다. 그러나 이 합성 전기장(E0 + Eh)의 크기는 예를 들면 전류의 방향과 홀 전압의 전기장의 방향이 일치할 때에는 증가하지만 예를 들면 전류의 방향과 홀 전압의 전기장의 방향이 서로 반대일 경우에는 오히려 합성 전기장(E0 + Eh)의 크기가 원래 전류가 가졌던 전기장(E0)의 크기보다 감소하게 되어 에너지가 증가하지 않고 오히려 감소하게 된다. 따라서 이 장치를 통하여 추출되는 에너지의 크기는 홀 전압의 전기장(Eh)과 이 때의 전류의 방향, 즉 이 때 전하운반자가 흐르는 도선이 이루는 각도(θ)에 의해 달라진다. 그리고 이를 이용하여 전류의 크기를 증감폭시키거나 정지(스위칭)시킬 수 있게 된다. 입력 전류로서 교류전류를 사용할 경우에는 두 방향의 전류 중 한 방향의 전류는 증폭 시키고 한 방향의 전류는 감폭 혹은 정지시킬 수도 있다. 그리고 도체부(430)의 저항이 변하지 않고 일정할 경우 전류의 크기가 변하면 전압도 그에 상응하도록 함께 변하기 때문에 본 발명의 다른 일면(도 20, 21)의 실시예(도 20, 21)의 장치는 에너지 추출장치로서의 기능과 함께 전류와 전압 가변 기능도 가지는 장치로서도 사용될 수 있는 특징을 지닌다.
이하에서는 본 발명의 효과에 대하여 설명한다.
[실시예 1]
본 발명의 일면(도 1)을 실시하되, 설명의 편의상 작성된 도 1을 변형하여, 도선(130b)은 도선(130e)으로부터 (도 1과 같이 좌측 방향으로 나가지 않고) 지면에 수직하면서 지면의 앞으로 진행하고, 도선(130a)은 도선(130e)으로부터 (도 1과 같이 우측 방향으로 나가지 않고) 지면에 수직하면서 지면의 뒤로 물리적으로 최단거리를 진행하여 다시, 계산의 편의상 각 α를 0도가 되도록, 즉 도선(130e)과 평행하면서 외부전기장(Eext)과 동일한 방향으로 진행한다. 그리고 도선(130b)과 도선(130a)의 폭과 두께는 도선(130e)의 그것들과 동일하게 각각 10.0 cm, 1.0 cm로 한다. 그리고 가로와 세로, 두께가 각각 10.0 cm, 1.0 cm, 1.0 cm인 제1대전체판(110)과 제2대전체판(120)이 각각 106 V(volts)의 음전압, 양전압을 발생하도록 하고, 두 플레이트(101, 102) 사이의 거리가 1.6 cm, 두 플레이트(101, 102)와 도체부(130)에 접하여 그 사이에 두 유전부(145)를 설치하고, 각 유전부(145)의 가로와 세로, 두께를 각각 10.0 cm, 0.5 cm, 1.0 cm, 두 유전부(145) 사이의 거리는 0.6 cm, 도체부(130) 전체의 길이를 1.8 cm, 도선(130a)의 길이(세로)를 0.6 cm가 되도록 한다. 도선(130e) 전체에서, 혹은 최소한 도선(130e)의 상단으로부터 1 cm 길이까지의 부분, 즉 도선(130e)과 도선(130a)의 연장선이 중복되는 부분에서, 1000 V, 10 mA의 직류 전류가 흐를 수 있도록 도선(130)을 형성하고, 도체부(130)에 1000 V, 10 mA의 직류 전류를 인가한다. 그리고 유전체로는 현재의 기술상 예컨대 비유전율이 106 이상, 절연내력(dielectric strength) 107 V/cm 이상인 적층세라믹(Multi-Layer Ceramic)이 구현 가능하지만, 설명의 편의상 앞의 유전부(145)에는 이러한 적층세라믹 대신 진공으로 채워져 있다고 (서술의 편의상 일단 절연내력의 문제를 무시하고) 가정한다면, 대전체판(110, 120)의 단위면적당 대전전하량(σ)은 가우스 법칙에 의해 수학식 1과 같이 표시할 수 있다.
수학식 1
Figure PCTKR2013001354-appb-M000001
수학식 1을 참조하면, 단위면적(m2)당 2개의 대전체판(110, 120)에 각각 약 1.1066·10-3 C(Coulomb)의 전하가 대전되고, 각 대전체판(110, 120)의 단면적이 10.0 cm x 1.0 cm, 즉 1.0·10-3 m2이므로 각 대전체판에 각각 1.1066 x 10-6 C이 대전된다. 그리고 전하운반자를 도 1의 도시처럼 자유전자라고 할 때, 이 1.1066 x 10-6 C의 자유전자가 도선(130e)에 제2대전체판(120) 방향으로 분극된다.
그리고 이 전하운반자가 도선(130e)을 지나 정전기장이 인가되지 않은 도선(130a)으로 진입하는 순간, 정전기장과 균형을 이루기 위하여 분극된 1.1066 x 10-6 C이 유도전기장으로 다시 전류와 평행한 방향으로 가해지게 된다. 그런데 유전체의 비유전율이 εr일 경우에는,
수학식 2
Figure PCTKR2013001354-appb-M000002
이 적용되고, 2개의 대전체판(110, 120)의 단위면적당 대전 전하량을 비유전율(εr)만큼 증가시킬 수 있으므로, 여기서 비유전율 εr을 106이라고 하면, 각 대전체판에 1.1066 x 10-6 (C)·106, 즉 1.1066 C의 전하량이 대전되고, 동일한 전하량의 자유전자가 단면적이 10.0 cm x 1.0 cm인 도선(130e)에 제2대전체판(120) 방향으로 분극된다. 여기서, 단면적이 10.0 cm x 1.0 cm인 도선(130e)에 분극된 자유전자가 1.0 cm/s의 표류속도(drift velocity)를 가진다고 할 경우 매초마다 분극된 자유전자 전하량 1.1066 C가 전부 도선(130e)에서 도선(130a)로 유출되고 다시 1.1066 C가 다시 분극되어야 한다. 따라서 매초마다 외부전기장(Eext)으로 인한 전압 106(V)·2·/0.016(m)·0.006, 즉 7.5·105 V을 가진 전류 1.1066 A, 즉 7.5 x 105 V x 1.1066 A, 즉 8.2995·105 W 이 도체부(130)를 흐르는 전류에 더 해지게 되므로, 정전기장으로부터 매초 8.2995·105 W의 에너지를 추출하게 된다. 또한, 매초 이 분극된 자유전자 1.1066 C는 전하운반자가 도선(130e)을 지나 정전기장이 인가되지 않은 도선(130a)으로 진입하는 순간 정전기장과 균형을 이루기 위하여 유도전기장으로 전류와 평행한 방향으로 가해지게 됨으로써 또 한번 동일한 량의 에너지인 8.2995·105 W가 전류에 더해지게 되므로, 처음에 투입된 1,000 V, 10 mA, 즉 10 W 외에 매초 도합 1.6599 x 106 W가 정전기장으로부터 추출된다.
또한, 위와 같이 유전부(145)를 적층세라믹 등 유전율이 높은 유전체로 사용하여 대전 전하량, 절연내력을 높일 수도 있으나 이와 함께 두 대전체판(110, 120)에 병렬 또는 직렬로 연결되거나 병렬과 동시에 직렬로 연결된 적어도 하나의 커패시터를 연결하여 대전시킴으로써 대전 전하량, 절연내력을 높일 수도 있다.
[실시예 2]
도 4나 도 5에 도시된 실시예의 경우, 4 개의 구리 도선으로 구성되어있는 도체부(230)의 양단의 단면적과 길이가 각각 0.1 m2, 3.0 cm이다. 그리고 서로 대향하여 5 cm 이격되어 있는 2개의 대전체판(210, 220)들은 각각 대전된 106 V의 음전압과 양전압에 의하여 정전기장을 형성하면서 또한 각각 회전축(260)을 중심으로 동일한 방향과 각속도로 초당 60회 회전하며, 대전체판(210, 220)이나 도체부(230)의 양단 사이에 가능한 한 근접하여 위치하도록 설치된다. 유전부(245)는 대전체판(210, 220)이나 도체부(230)의 끝(단) 중 하나에 이격되지 않고 접할 수 있지만, 도체부(230)의 양단에 접할 경우 대전체판(210, 220)의 전기장에 의해 유전분극을 발생시키는 데에 시간이 소요되기 때문에 여기서는 유전부(245)는 대전체판(210, 220)에 이격되지 않고 부착되어 접하여 설치되는 것으로 한다. 그리고 유전부(245)는 각각 0.99 cm의 길이를 가지며, 유전부(245)에는 위의 실시예 1에서와 같이 가능한 한 비유전율이 높으며, 또한 절연내력도 충분히 높은 적층세라믹(Multi-Layer Ceramic) 등 유전체를 사용하여 고전압에도 방전이 일어나지 않도록 절연내력을 높이도록 한다. 그리고 유전부(245)와 도체부(230)의 양단 사이의 각 0.01 cm에도 비유전율이 높고 절연내력도 필요한 정도로 충분히 높은 유전체로, 이 실시예에서처럼 유전부(245)와 도체부(230)가 상대적으로 이동하여야 할 경우에는 기체 등 유체로, 채워져 있어야 한다. 여기서 유전부(245)의 적층세라믹 유전체를 포함하여 도체부(230)의 한 끝(하단, 상단)과 대전체판(210, 220) 사이에 미치는 비유전율 εr을 5·105이라고 할 경우, 위 실시예 1에서와 같이 각 대전체판(210, 220)에 대전되는 되는 단위면적당 전하량은
Figure PCTKR2013001354-appb-I000001
이고, 각 대전체판(210, 220)의 면적은 0.1 m2이므로, 각 대전체판(210, 220)에는 17.708 C의 전하량이 대전된다. 이와 동시에 필요한 경우 두 대전체판(210, 220)에 병렬 혹은 직렬로 연결되거나 병렬과 직렬로 동시에 연결된 적어도 하나의 커패시터를 연결함으로써 각 대전체판(210, 220)에 대전되는 전하량을 높이거나 높이면서 또한 절연내력도 높일 수 있지만, 여기서는 이러한 커패시터를 대전체판(210, 220)에 연결하지 않은 것으로 가정한다. 이렇게 면적이 0.1m2인 각 대전체판(210, 220)에 17.708 C의 전하가 대전되고, 각 도체부(230)에는 17.708 C 의 전하가 1초에 60회 분극된 후 다시 분극이 해소되게 된다. 따라서 각 도체부(230)에는 60 Hz, 17.708 A, 106(V)·1/0.05(m)·0.03(m), 즉 6·105 V인 교류전류, 즉 1초당 60Hz, 17.708(A)·6·105(V), 즉 1.0668·107 W, 60 Hz의 교류 전류 에너지가 정전기장으로부터 추출되게 되므로, 4개의 도체부(230) 전체로부터는 1초당 4.2672·107 W, 60 Hz의 교류 전력이 추출된다. 그리고 대전체판(210, 220) 및 도체부(230)의 양단의 단면적을 높임으로써 추출되는 에너지의 량을 높일 수도 있음은 물론이다. 그 외, 도체부(230)는 도 4, 5와 같이 외부 정전기장 영역과 일치하는 직선의 관 형태일 수도 있으나 반드시 그런 직선의 관 형태가 아니어도 된다. 왜냐하면 도체부(230)가 도 4, 5와 같은 외부 정전기장 영역과 일치하는 직선의 관 형태를 취하지 않고 도체부(230)의 양단을 제외한 다른 부분이 예컨대 외부 정전기장 영역의 밖에 위치한다고 하더라도 도체부(230)의 양단의 전위차로 인하여 발생한 전류는 도체부(230)를 따라 흐를 수 있기 때문이다. 도체부(230)의 양단에 발생하는 전위차는 외부 정전기장과 크기가 같고 방향이 반대인 전기장을 만들 수 있는 크기이다. 이 도체부(230)의 양단 사이의 전위차가 만드는 전기장에 의하여 도체부(230)의 양단 사이의 공간에는 외부 정전기장이 상쇄되어 전혀 미치지 않게 된다. 그러나 유전부(245)와 대향하고 있는 도체부(230)의 양단의 단면적은 유전부(245)와 동일한 단면적을 가져야 할 필요가 있지만, 도체부(230)의 단면적은 어디서나 균일할 할 필요는 없다. 따라서 도체부(230)의 굵기나 경로를 적절히 변경함으로써 도체부(230)에 흐르는 교류 전류를 에너지로 사용할 수 있을 것이다.
이와 동일한 결과를 도 7의 장치를 통해서도 얻을 수 있다. 즉, 위와 조건이 모두 같지만, 도 7의 장치에서와 같이, 도체부(230) 양단에 대하여 상대적으로 서로 대향하는 두 대전체판(210, 220)들이 동일한 방향과 동일한 각속도로 회전하는 대신 정전기장단속부(270)의 두 정전기장단속장치(270c, 270d)가 1초에 60회 예컨대 동시에 개폐되거나 두 정전기장단속장치(270c, 270d)의 연결이 단속됨으로써 정전기장의 도체부(230) 양단에의 인가가 단속되는 장치에서도 위와 동일한 결과를 얻을 수 있다. 이는 두 정전기장단속장치(270c, 270d)의 동시적 개폐나 연결의 단속에 따라 (도체부(230)의 양단 사이처럼) 두 정전기장단속장치(270c, 270d) 사이에 유도전기장이 소멸·발생하고 이로 인하여 그 사이에 정전기장의 상쇄와 인가가 반복되기 때문이다. 그리고 예컨대 두 정전기장단속장치(270c, 270d)의 동시적 개폐에 의한 경우에는 정전기장단속부(270)에도 교류 전류가 흐르므로 정전기장단속부(270)로부터도 에너지를 얻을 수 있다.
[실시예 3]
도 19에 도시된 본 발명의 일면(도 11)의 실시예에 의한 장치는 기존의 발전장치와는 달리 전기자부(330)의 계자부(310, 320)에 대한 상대적 회전 등 이동이 필요 없기 때문에 렌츠의 법칙에 의한 저항이 최소화되어 기존의 발전장치에 비하여 발전의 효율성이 제고되었다.
[실시예 4]
도 21L에 도시된 본 발명의 일면(도 20)의 실시예의 경우, 추출되는 에너지의 크기는 홀 저항의 크기에 따라 크게 달라진다. 홀 저항은, 도 21L을 참조하면, 도체부(430) 중 정자기장이 가해진 도선(430m)을 흐르는 전류에 대한 홀 전압의 크기를 뜻하는데, 그 크기는 비록 극저온의 아래에서 나타나지만 분수(혹은 정수) 양자 홀 효과가 보여주는 바와 같이 클리칭 상수(25,812.807Ω)의 정수 배(정수 양자 홀 효과의 경우에는 1/정수)까지 증가될 수 있다. 그리고 반드시 분수 양자 홀 효과가 나타나는 초저온 조건이 아닌 상태에서도, 예컨대 그래핀의 경우 상온에서도 양자 홀 효과가 나타나기 때문에, 홀 저항의 크기를 높일 수 있다. 이제, 도 20의 실시예에서 도체부(430)의 도선(430m)을 흐르는 전류를 10 A, 전압을 1,000 V, 홀 저항을 계산의 편의상 1,000Ω이라고 하면, 홀 전압은 10,000 V가 된다. 그리고 전하운반자가 정공이라고 하고 도 21L과 같이 전하운반자가 도선(430m)을 지나 홀전압과 수직을 이루는 도선(430r)으로 진입한다고 할 경우, 홀 전압의 전기장은 홀 전압과 방향이 동일한 도선(430r)을 따라서 흐르는 전류의 전기장과 합성된다. 그 결과, 도 21L의 도체부(430) 전체의 길이나 도선(430r)의 길이와 무관하게, 본래 전류가 가진 전압 1,000 V 외에 10,000 V가 홀 전압으로 인하여 도선(430r)에 추가로 발생하여 전압이 11,000 V가 된다. 따라서 도체부(430)의 저항이 일정하다고 할 경우, 전류도 10 A에서 110 A로 증가한다. 또한 추출되는 에너지도 1초당 10,000 W에서 1,210,000 W로 증가하게 된다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (26)

  1. 정전기장 또는 정자기장에 포함된 에너지를 추출하는 정전자기장 에너지 추출장치에 있어서,
    제1전하에 의해 대전되고 정전기장을 발생하는 제1대전체판(110)을 포함하는 제1플레이트(101);
    상기 제1플레이트(101)와 일정 거리 이격되어 있으며, 상기 제1전하와 반대 극성을 가지는 제2전하에 의해 대전되고 정전기장을 발생하며 상기 제1대전체판(110)에 대응되는 위치에 상기 제1대전체판과 평행하고 대향하도록 형성된 제2대전체판(120)을 포함하는 제2플레이트(102);
    상기 제1플레이트(101) 및 상기 제2플레이트(102) 사이의 공간에 채워진 절연체(150);
    상기 제1대전체판(110)과 도체부(130) 사이 및 상기 제2대전체판(120)과 상기 도체부(130) 사이에 각각 형성된 유전부(145); 및
    상기 2개의 유전부(145) 사이에 형성된 상기 도체부(130);를 포함하며,
    상기 도체부(130)에는 전류가 흐르며, 상기 제1대전체판(110) 및 상기 제2대전체판(120) 사이에 형성되는 정전기장이 인가되는 정전기장 인가 도선(130e)과 그 양측에 정전기장이 인가되지 않은 정전기장 비인가 도선들(130a, 130b)이 포함되며,
    상기 전류의 전하운반자가 상기 정전기장 인가 도선(130e)을 지나 상기 정전기장 비인가 도선(130a, 130b)중 하나(130a)를 흐를 때 상기 정전기장과 상기 정전기장 인가 도선(130e)이 이루는 각도의 변화와 상기 전하운반자가 상기 정전기장 인가 도선(130e)을 지나 흐르는 상기 정전기장 비인가 도선(130a)과 상기 정전기장에 의한 상기 전류에 발생하는 유도전기장이 이루는 각도(a)의 변화로 에너지를 추출하는 정전자기장 에너지 추출장치.
  2. 정전기장 또는 정자기장에 포함된 에너지를 추출하는 정전자기장 에너지 추출장치에 있어서,
    제1전하로 대전되고 정전기장을 발생하는 제1대전체판(210)을 포함하는 제1플레이트(201);
    상기 제1플레이트(201)와 일정 거리 이격되어 있으며, 상기 제1플레이트(201)에 형성된 상기 제1대전체판(210)과 대응되는 위치에는 상기 제1플레이트(201)의 상기 제1대전체판(210)과 평행하고 대향하여 형성되고, 상기 제1전하와 반대 극성인 제2전하로 대전되고 정전기장을 발생하는 제2대전체판(220)을 포함하는 제2플레이트(202);
    상기 제1플레이트(201) 및 상기 제2플레이트(202) 사이의 공간에 채워진 절연체(250);
    상기 제1플레이트(201) 및 상기 제2플레이트(202)로부터 일정 거리 이격되어 그 사이에 설치된 도체부(230);
    상기 제1플레이트(201)의 상기 제1대전체판(210)과 상기 도체부(230)의 하단 사이 및 상기 제2플레이트(202)의 상기 제2대전체판(220)과 상기 도체부(230)의 상단 사이에 각각 상기 대전체판(210, 220)에 접하여 형성된 유전부(245); 및
    정전기장 단속수단;을 포함하며,
    상기 정전기장 단속수단에 의해,
    상기 도체부(230)의 양단에 인가되는 상기 정전기장의 단속이 반복됨으로써 에너지가 추출되는 것을 특징으로 하는 정전자기장 에너지 추출장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1플레이트(101, 201)와 상기 제2플레이트(102, 202)가 각각 상기 제1대전체판(110, 210)과 상기 제2대전체판(120, 220)을 주변과 격리하는 절연부(140, 240)를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전자기장 에너지 추출장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유전부(145, 245)나 절연체(250)로는 유전율 및 절연내력이 있는 물질이 사용된 것을 특징으로 하는 정전자기장 에너지 추출장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 도체부(230)의 양단이 상기 제1플레이트(201)의 상기 제1대전체판(210)과 상기 제2플레이트(202)의 상기 제2대전체판(220)이 형성하는 정전기장 영역에의 출입이 상대적으로 반복되는 상기 정전기장 단속수단의 구체화에 의해,
    상기 정전기장의 상기 도체부(230)의 양단에의 단속이 반복됨으로써 에너지가 추출되는 것을 특징으로 하는 정전자기장 에너지 추출장치.
  6. 제2항에 있어서,
    원판형의 상기 제1플레이트(201)와 원판형의 상기 제2플레이트(202)가 상기 제1플레이트(201)와 상기 제2플레이트(202)에 대하여 수직인 회전축(260)을 중심으로 동일한 방향과 동일한 각속도로 상기 도체부(230)의 양단이 상기 제1대전체판(210)과 상기 제2대전체판(220)이 형성하는 정전기장 영역에의 출입을 반복하도록 상대적으로 회전하는 상기 정전기장 단속수단의 구체화에 의해,
    상기 정전기장의 상기 도체부(230)의 양단에의 단속이 반복됨으로써 에너지가 추출되는 것을 특징으로 하는 정전자기장 에너지 추출장치.
  7. 제2항에 있어서,
    원통형의 상기 제1플레이트(201)와 원통형의 상기 제2플레이트(202)가 상기 제1플레이트(201)와 상기 제2플레이트(202)에 대하여 평행한 회전축(260)을 중심으로 동일한 방향과 동일한 각속도로 상기 도체부(230)의 양단이 상기 제1대전체판(210)과 상기 제2대전체판(220)이 형성하는 정전기장 영역에의 출입을 반복하도록 상대적으로 회전하는 상기 정전기장 단속수단의 구체화에 의해,
    상기 정전기장의 상기 도체부(230)의 양단에의 단속이 반복됨으로써 에너지가 추출되는 것을 특징으로 하는 정전자기장 에너지 추출장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 정전기장 단속수단으로서,
    상기 제1대전체판(210)과 상기 제2대전체판(220)에 의해 발생하는 정전기장의 상기 도체부(230)의 양단에의 인가를 단속할 수 있는 제1정전기장단속장치(270c)와 제2정전기장단속장치(270d)를 포함하는 정전기장단속부(270)를 포함하며,
    상기 정전기장단속부(270)에 의해,
    상기 도체부(230)의 양단에 인가되는 상기 정전기장의 단속이 반복됨으로써 에너지가 추출되는 것을 특징으로 하는 정전자기장 에너지 추출장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1대전체판(110, 210)과 상기 제2대전체판(120, 220)에 병렬 혹은 직렬로 연결되거나 병렬과 직렬로 연결된 적어도 하나의 커패시터가 연결된 것을 특징으로 하는 정전자기장 에너지 추출장치.
  10. 정전기장 또는 정자기장에 포함된 에너지를 추출하는 정전자기장 에너지 추출장치에 있어서,
    공극 방향으로 제1자성을 나타내고 정자기장을 발생하는 제1계자부(310)를 포함하는 제1플레이트(301);
    상기 제1플레이트(301)와 일정 거리 이격되어 있으며, 상기 제1플레이트(301)에 형성된 상기 제1계자부(310)와 대응되는 위치에는 상기 제1계자부(310)와 대향하여 형성되고, 공극 방향으로 상기 제1자성과 반대자성인 제2자성을 나타내고 정자기장을 발생하는 제2계자부(320)를 포함하는 제2플레이트(302);
    상기 제1플레이트(301) 및 상기 제2플레이트(302) 사이의 공간에 채워진 비자성체(350);
    발열을 최소화하며 투자율이 있는 철심을 구비하고, 상기 제1계자부(310)와 상기 제2계자부(320) 사이에 가능한 한 근접하여 설치된 전기자부(330);
    정자기장 단속수단; 및
    상기 정자기장 단속수단이 상기 전기자부(330)의 상기 제1계자부(310)와 상기 제2계자부(320)에 대한 상대적 이동을 포함할 경우에는 이 상대적 이동을 방해하는 유도굴절자속 최소화수단;도 포함하며,
    상기 정자기장 단속수단에 의해,
    상기 전기자부(330)에 인가되는 상기 정자기장의 단속이 반복됨으로써 에너지가 추출되는 것을 특징으로 하는 정전자기장 에너지 추출장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1플레이트(301)와 상기 제2플레이트(302)가 각각 상기 제1계자부(310)와 상기 제2계자부(320)를 주변과 격리하는 비자성부(340)를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전자기장 에너지 추출장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 유도굴절자속 최소화수단으로서, 상기 정자기장이 인가되는 상기 전기자부(330)의 상기 철심 부분의 양단이 상기 정자기장이 인가되지 않는 영역을 통해 연결되어있는 것을 특징으로 하는 정전자기장 에너지 추출장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 유도굴절자속 최소화수단으로서, 상기 정자기장을 형성하고 있는 상기 제1계자부(310)와 상기 제2계자부(320)의 서로 대향하는 반대편이 누설자속이 최소화되도록 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 정전자기장 에너지 추출장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 유도굴절자속 최소화수단으로서, 유도굴절자속의 발생을 최소화하도록 상기 정자기장을 형성하고 있는 상기 제1계자부(310)와 상기 제2계자부(320)에 초전도체나 투자율이 있는 물질이 사용된 계자부자기장차폐장치(365)가 설치되거나 설치되면서 동시에 상기 제1계자부(310)와 상기 제2계자부(320) 사이의 간격이 최소화된 것을 특징으로 하는 정전자기장 에너지 추출장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 전기자부(330)가 상기 제1플레이트(301)의 상기 제1계자부(310)와 상기 제2플레이트(302)의 상기 제2계자부(320)가 형성하는 정자기장 영역에의 출입을 상대적으로 반복하는 상기 정자기장 단속수단의 구체화에 의해,
    상기 정자기장의 상기 전기자부(330)에의 단속이 반복됨으로써 에너지가 추출되는 것을 특징으로 하는 정전자기장 에너지 추출장치.
  16. 제10항에 있어서,
    원판형의 상기 제1플레이트(301)와 원판형의 상기 제2플레이트(302)가 상기 제1플레이트(301)와 상기 제2플레이트(302)에 대하여 수직인 회전축(360)을 중심으로 동일한 방향과 동일한 각속도로 상기 전기자부(330)가 상기 제1계자부(310)와 상기 제2계자부(320)가 형성하는 정자기장 영역에의 출입을 반복하도록 상대적으로 회전하는 상기 정자기장 단속수단의 구체화에 의해,
    상기 정자기장의 상기 전기자부(330)에의 단속이 반복되어 에너지가 추출되는 것을 특징으로 하는 정전자기장 에너지 추출장치.
  17. 제10항에 있어서,
    원통형의 상기 제1플레이트(301)와 원통형의 상기 제2플레이트(302)가 상기 제1플레이트(301)와 상기 제2플레이트(302)에 대하여 평행한 회전축(360)을 중심으로 동일한 방향과 동일한 각속도로 상기 전기자부(330)가 상기 제1계자부(310)와 상기 제2계자부(320)가 형성하는 정자기장 영역에의 출입을 반복하도록 상대적으로 회전하는 상기 정자기장 단속수단의 구체화에 의해,
    상기 정자기장의 상기 전기자부(330)에의 단속이 반복됨으로써 에너지가 추출되는 것을 특징으로 하는 정전자기장 에너지 추출장치.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 정자기장 단속수단으로서,
    상기 제1계자부(310)와 상기 제2계자부(320)가 발생하는 정자기장의 상기 전기자부(330)에의 인가를 개폐 등에 의해 단속할 수 있는 제1정자기장단속장치(370c)와 제2정자기장단속장치(370d)를 포함하는 정자기장단속부(370)를 포함하고,
    상기 정자기장단속부(370)에 의해,
    상기 전기자부(330)에 인가되는 상기 정자기장의 단속이 반복됨으로써 에너지가 추출되는 것을 특징으로 하는 정전자기장 에너지 추출장치.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 비자성체(350)에 진공이나 투자율이 있는 물질이 사용된 것을 특징으로 하는 정전자기장 에너지 추출장치.
  20. 제10항에 있어서,
    상기 정자기장 단속수단과 상기 전기자부(330)가 초전도성을 나타내는 전기자부로 대체됨으로써 에너지가 추출되는 것을 특징으로 하는 정전자기장 에너지 추출장치.
  21. 정전기장 또는 정자기장에 포함된 에너지를 추출하는 정전자기장 에너지 추출장치에 있어서,
    공극 방향으로 제1자성을 나타내고 정자기장을 발생하는 제1계자부(410)를 포함하는 제1플레이트(401);
    상기 제1플레이트(401)와 일정 거리 이격되어 있으며, 상기 제1플레이트(401)에 형성된 상기 제1계자부(410)와 대응되는 위치에는 상기 제1계자부(410)와 대향하여 형성되고, 공극 방향으로 상기 제1자성과 반대자성인 제2자성을 나타내고 정자기장을 발생하는 제2계자부(420)를 포함하는 제2플레이트(402); 및
    도체부(430);를 포함하며,
    상기 도체부(430)는 전류가 흐르며, 평면형으로서 두께가 가능한 한 얇으며, 상기 제1플레이트(401)의 상기 제1계자부(410)와 상기 상기 제2플레이트(402)의 상기 제2계자부(420)의 사이에 설치되고, 상기 제1계자부(410)와 상기 제2계자부(420)에 의한 정자기장이 상기 전류에 수직으로 인가된 정자기장 인가 도선(430m)과 그 양측에 정자기장 비인가 도선(430r, 430l)을 포함하며,
    상기 전류의 전하운반자가 상기 정자기장에 의한 홀전압이 인가된 상기 정자기장 인가 도선(430m)을 지나 흐르는 상기 정자기장 비인가 도선(430r, 430l) 중 하나의 도선(430r)과 상기 홀전압에 의한 전기장이 이루는 각도(θ)의 변화에 의해 에너지를 추출하는 것을 특징으로 하는 정전자기장 에너지 추출장치.
  22. 제1항 또는 제21항에 있어서,
    상기 정전기장이나 상기 정자기장의 크기를 조정하거나 상기 각도(α 또는 θ)의 변화로 추출된 에너지, 추출된 전류, 또는 추출된 전압의 크기를 가변할 수 있는 것을 특징으로 하는 정전자기장 에너지 추출장치.
  23. 제1항 또는 제21항에 있어서,
    상기 전류는 입력된 직류전류로서 전류의 크기가 증가되거나 감소 혹은 스위칭 되고 이에 상응하게 전압도 변화하므로 전류와 전압 가변 장치 기능도 가지는 것을 특징으로 하는 정전자기장 에너지 추출장치.
  24. 제1항 또는 제21항에 있어서,
    상기 전류는 입력된 교류전류로서 양방향의 전류 크기가 각각 증가되거나 감소 혹은 스위칭 되고 이에 상응하게 전압도 변화하므로 전류와 전압 가변 장치 기능도 가지는 것을 특징으로 하는 정전자기장 에너지 추출장치.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 도체부(430)에 초전도체나 그래핀이 사용되거나 홀 저항을 높여주는 비정상 홀 효과(anomalous Hall effect)를 나타내는 수단이 사용된 것을 특징으로 하는 정전자기장 에너지 추출장치.
  26. 제21항에 있어서,
    정자기장 단속수단을 포함하며,
    상기 정자기장 단속수단에 의해,
    상기 도체부(430)의 상기 정자기장 인가 도선(430m)에 인가되는 상기 정자기장의 단속이 반복되거나 단속적 정자기장의 발생이 반복되며,
    상기 전류의 전하운반자가 상기 정자기장에 의한 홀전압이 인가된 상기 정자기장 인가 도선(430m)을 지나 흐르는 상기 정자기장 비인가 도선(430r, 430l) 중 하나의 도선(430r)과 상기 홀전압에 의한 전기장이 이루는 각도(θ)에 의해 추출되는 에너지의 크기가 변화할 뿐 아니라 전류의 크기 및 전압의 크기도 변화하는 전류와 전압 가변 장치 기능도 가지는 것을 특징으로 하는 정전자기장 에너지 추출장치.
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