آیا امکان ساخت یک ژنراتور الکتریکی با استفاده از هادی های یونی مانند لوله های آب نمک وجود دارد؟ اگر چنین است آیا آنقدر کارآمد عمل می کند که عملی باشد؟
یا اگر بخواهم یک دینام/مگنتو آهنربای دائمی بگیرم و سیم‌های برق را با لوله‌های آب نمک جایگزین کنم (و مغناطیس را متناسب با لوله‌ها بزرگتر کنم، که قطری بزرگتر از سیم مسی دارند) آیا قادر به تولید هر نوع جریان قابل اندازه گیری/قابل استفاده هستید؟ یا مقاومت الکتریکی بالاتر یا چیز دیگری از آن جلوگیری می کند.
هنگامی که عدم تعادل بار وجود دارد، به عنوان مثال، در یک قسمت از مدار نسبت به قسمت دیگر، یک نوع بار اضافی یا کمبود وجود دارد، یک جریان بار، اعم از یون یا الکترون، دریافت می کنید. جریان برای خنثی کردن این عدم تعادل جریان دارد. این را اختلاف پتانسیل یا ولتاژ می نامیم.
الکترولیت ها از نظر الکتریکی خنثی هستند. دقیقاً همان مقدار بار مثبت خالص وجود دارد که بار منفی خالص وجود دارد، اگرچه تعداد واقعی یون ها ممکن است متفاوت باشد. در نتیجه، نمی تواند اختلاف پتانسیل در محلول الکترولیت جریان آزاد وجود داشته باشد. اگر راه حل جریان آزاد نباشد، می توانیم اختلاف پتانسیل داشته باشیم. الکترولیز غشای الکترولیت پلیمری از می توانید یک غشای نیمه تراوا بین الکترودهای سلول خود قرار دهید. اکنون، اگر محلول الکترولیت را از یک طرف پمپ کنید، یون های کوچکتر می توانند به طرف دیگر مهاجرت کنند، یون های بزرگتر نمی توانند. بنابراین شما تفاوتی در پتانسیل دارید، که مطمئناً یک تفاوت کوچک است، اما آن را دارید. در واقع، شما چیزی دارید که می‌توان آن را دیود الکترولیتی نامید، و با داشتن یک محرک مناسب، می‌توانید جریان کوچکی را از طریق الکترودها دریافت کنید.
به جز اینکه شما جریان الکتریکی نمی خواهید. شما جریان یونی می خواهید برای انجام این کار، ما مایع شارژ شده خالص را با یک پمپ بیرون می کشیم و آن را به سمت یک الکترود با بار مخالف می فرستیم، که امیدواریم با فرض اینکه یون ها در هوا یا داخل خط لوله تخلیه نمی شوند، جریان کوچکی به شما بدهد. به عبارت دیگر، شما می توانید این کار را انجام دهید، اما هزینه آن یک انتقال خالص انرژی منفی خواهد بود، یعنی ممکن است هزار برابر انرژی که بازیابی می کنید، مصرف کنید.
حال، اگر مایع را با پلاسما جایگزین کنید، می توانید یک کانال پلاسما تشکیل دهید که مقاومت بسیار کمتری برای انتقال بارها از یک ژنراتور ساکن دارد. در اینجا شما در وهله اول هزینه های تولید پلاسما را دارید، علاوه بر این که همرفت چندین مرتبه در انتقال انرژی بدتر از رسانایی است. از طرفی مقاومت الکتریکی کمتری وجود خواهد داشت.
آنچه شما توضیح می دهید اساساً بخشی از یک ژنراتور MHD است. در اکثر ژنراتورهای MHD، گاز یونیزه شده از یک میدان مغناطیسی عبور می کند، دقیقاً مانند یک ژنراتور سنتی که یک سیم را از یک میدان مغناطیسی عبور می دهد.
ژنراتور MHD و ژنراتور سنتی
البته، بخش عمده ای از کارایی یک ژنراتور MHD ناشی از دمای بالا و سرعت بالای گاز یا پلاسما است که در میدان های مغناطیسی جریان دارد. در تئوری، جریان گاز با دمای پایین‌تر یا توده‌ای از مایع داغ و یونیزه می‌تواند انرژی الکتریکی نیز تولید کند، اما دستگاه MHD بسیار بزرگتر است و برای کار کردن به آهن‌ربا یا آهن‌رباهای بسیار قوی‌تری نیاز دارد. یک رسانای یونی با دمای پایین احتمالاً در یک ژنراتور MHD به خوبی کار نخواهد کرد، مگر اینکه با سرعت‌های غیرمحتمل عبور داده شود یا از میدان‌های مغناطیسی غیر محتمل قوی استفاده شود.
یک هادی، یونی یا هر چیز دیگری، فقط قادر به پشتیبانی از بارهای متحرک است. به تنهایی نمی تواند جریان تولید کند.
اگر سوال خود را مجدداً بیان کنید، مانند این است که می‌پرسید آیا حمل و نقل کالا فقط با جاده امکان پذیر است اما حامل متحرک نیست؟hope I helped you understand the question. Roham Hesami, sixth
semester of aerospace engineering
رهام حسامی ترم ششم مهندسی هوافضا
ا
