Neden makroskopik elektrostatik elektromekanik parça yok?

9

Bu yüzden, rölelerin, motorların ve diğer elektromekanik cihazların neredeyse her zaman elektromanyetik cihazlar olduğunu anlıyorum. Bu neden? Elektrostatik motorların var olduğunu biliyorum, ama onları elektromanyetik motorlardan önemli ölçüde daha kötü yapan şey nedir?

Özellikle makroskopik cihazlar hakkında sorduğumu unutmayın. Elektrostatik elektromekanik cihazların MEMS'de yaygın olduğunun farkındayım.

— aile ocağı
kaynak

2

Elektrostatik fotokopi makinelerindeki kağıt toplama mekanizmalarından bazıları değil mi? Ayrıca, bazı mürekkep biriktirme yöntemleri? Membranların elektrospinningi?

— Scott Seidman

@ScottSeidman Bu tamamen mümkün! Yüksek bir gücün gerekli olduğu motorlara benzer makineler hakkında daha fazla düşünüyordum.

— Ocak

3

@ScottSeidman: Elbette, statik elektrik için birçok uygulama var , ancak çamaşır makinenizi çalıştırabilecek 700 watt'lık bir elektrostatik motor oluşturmayı deneyin!

— Dave Tweed

Piezoelektrik motorları ve aktüatörleri sayıyor musunuz? Bunlar oldukça yaygındır.

— Spehro Pefhany

1

Elektrostatik ses hoparlörleri.

— Robert Harvey

14

Eşdeğer kuvveti veya torku elde etmek için ihtiyacınız olan voltajları hesapladınız mı? Yüksek voltajlardan ziyade yüksek akımlara dayalı eşdeğer güçte kompakt makineler oluşturmak çok daha kolaydır.

Bir makineyi kompakt yapmak temel olarak alanı yeterince konsantre edebilmek için kaynar. Manyetik alanlara bobinlere daha fazla dönüş ekleyerek ve onları yönlendirmek için demir kutup parçaları kullanarak konsantre etmek kolaydır.

Elektrik alanları için benzer yapılar vardır, ancak önemli bir sorun, havanın (ve diğer dielektriklerin) yüksek alanların altında parçalanması ve elektronların her şeyi mahveden iletkenleri bırakmasına izin vermesidir. Sert bir vakumda bile, spontan emisyon bir alanın ne kadar güçlü gelişebileceğine bir sınır koyar.

— Dave Tweed
kaynak

Bu motorları ve hoparlörleri kapsar, ancak röleleri de merak ediyorum. Elektrostatik bir rölenin zaman zaman salon etkisi ölçümlerini bozan bir rölenin problemini önleyeceği görülüyor, ancak bu gerçekten önemli olmayan yeterince nadir bir sorun olabilir.

— Ocak

1

Hoparlörler ile röleler veya solenoidler arasında önemli bir fark yoktur. E-alan sızıntısının yakındaki elektroniği de bozacağını düşünmüyor musunuz? Bir alternatif piezoelektrik makinelerdir.

— Dave Tweed

Bahsettiğim fark güç seviyesinde. Rölelerin bir kontaktan başka bir şeyi harekete geçirmesi amaçlanmamıştır, oysa hoparlörler elektrik gücünü ses gücüne ve solenoidleri mekanik güce dönüştürür. Ama evet, haklısın. Sızıntı her zaman bir sorun olacaktır, ancak bana göre manyetik alanların statik elektrik alanlarından potansiyel olarak daha sorunlu olduğu görülmektedir. Yine de bu çok yanlış olabilir!

— Ocak

Röleler daha yüksek akım cihazlarına mutlu bir şekilde güç verir: 10'lu amperlerde araba sis ve spot lambaları ...

— Solar Mike

1

Örneğin MEMS anahtarları şeklindeki elektrostatik röleler, bir süredir önemli araştırma ve geliştirme dikkatinin odağı olan çekici bir teknolojidir. MEMS cihazlarının küçük ölçeği, makul alan güçleriyle kullanışlı işlevsellik (bir kontak değiştirme) elde edilebileceği anlamına gelir. Ticari teklifler mevcuttur ve bunları pazarlarda görmeye başlıyorsunuz.

— user49628

8

Elektrostatik makineler ile ilgili araştırmalar devam etmektedir. Bir prototip döner aktüatör: G. Reitz, B. Butrymowicz, J. Reed, B. Ge ve DC Ludois, "Dönme aktüatörleri için sürdürülebilir elemanlardan yapılmış anahtarlamalı bir elastans elektrostatik makinesi," 2017 IEEE Enerji Dönüşüm Kongresi ve Fuarı ( ECCE), Cincinnati, OH, 2017, s. 2389-2395

Açıklanan makine 9000 voltta çalışır ve sıvı bir dielektriktir. Durakta 2 Nm tork üretir, ancak dahili sürükleme torku, yaklaşık 1100 RPM'de üretilen torka eşit olacak şekilde hız ile artar. Makine bir NEMA 42 çerçevesine inşa edildi. C-Motive Technologies Inc.'in bu teknolojiyi ticarileştirdiği söyleniyor.

— Charles Cowie
kaynak

4

Piyasada bulunan elektrostatiklerin makroskopik bir uygulaması Elektrostatik Hoparlörler'dir (ESL). Bunlar genellikle "audiophile" uygulamaları ile sınırlı pahalı hoparlörlerdir.

Daha fazla bilgi burada: https://en.wikipedia.org/wiki/Electrostatic_loudspeaker

— Nick
kaynak

1

İşte birkaç çeşit elektrostatik motorun detaylarını veren güzel bir kitap ...

http://rexresearch.com/jefimenko/jefimenkoesmotors.pdf

Onlara "daha kötüsü" demem ama mıknatıs motorlarından farklılar.

Diğerlerinin yukarıda belirttiği gibi, nispeten düşük tork üretmek için çok yüksek voltajlara ve / veya çok fazla yüzey alanına ihtiyacınız olacaktır, ancak düşük tork, yüksek hız, yüksek güvenilirlik, düşük güç uygulamaları için bir elektrostatik motor özellikle aşağıdaki durumlarda iyi bir seçim olabilir zaten bir yüksek voltaj / düşük akım kaynağınız var.

— bigjosh
kaynak