利用大气电离层发电之非现实性研究_科技论文格式

论文导读:：利用大气电离层发电之非现实性研究，科技论文格式。
论文关键词：利用大气电离层发电之非现实性研究
 

地球大气电离层所蕴藏的能量是相当可观的。在常规能源日趋紧张的当今世界，我们能否利用这一能源为人类造福？现就这一问题的可行性作些探讨和研究。

地球大气的分子通常是中性的，大气是较好的绝缘体，由于宇宙射线从外层空间来的高速质子对地球的轰击，使大气中总有少量的正、负离子存在。这种电离作用随着离地面高度的增加而增加，在离地面50km的高空，大气成为良好的导体，形成所谓的电离层。由于地球本身也是相当好的导体，于是可将地球及低层大气建立一个极简化的模型：一个导电球，其外被一导电器球壳所包围，中间由50km的不良导电层隔开。

根据有关资料，地球表面每平方米面积上带有负电荷的电量约为q=c，由于大气不是完全的绝缘体，其中形成一定的电流，如果没有某种方式连续补充，地球所带电量在几分钟内就会被中和掉。而在雷雨天气的放电，在大气中形成大量的正离子和负离子，由于大气温度的不均匀所造成的压力差，由空气流把正离子带向上、负离子带向下科技论文格式，从而补充了静电场作用下的放电而损失的电荷中国论文网。这样，地球表面所带总电量为：

Q=4πRq

=×4×3.14×（6.4×）

=5×C

从大的范围看，地球可以看成一个带负电的球，从电离层到地球表面的电场如图A所示：

电场线都从高空指向地面。设地表附近的场强为E，地球半径为，根据高斯定理有：

d=

即 4E=

E=

=

≈1×

=100

若从小的范围看，地表附近的电场可近似于一个场强e=100的匀强电场，如图B所示 。

设在地表附近有一点P，P到地面一点的距离po=d=100cm，则

U=dE

=100×100V

=1×10V 且P点电势高。

若将一只“220V，100W”的灯泡接在P、O两点间，则P、O相当于电源的两极。设r为该电源两极间的内电阻，R为灯泡的电阻，则此时该电路的路端电压为

U=-

=-Ir

=

=

由于此时P、O间的物质为大气，电阻r，故U，所以灯泡不发光。

这样看来，虽然大气中储存的电能相当可观，但利用率相当低。故利用大气中的电能为人类造福，在目前技术条件下是不可能的。