我们可以用地球自身的磁场来发电吗?其实早就有人试过了

魅力科学君 2022-03-03 23:08:04

我们知道,发电机的工作原理基于电磁感应,简单来讲就是,如果将导体置入一个磁场之中并让它做切割磁感线的运动,导体两端就会产生感应电动势,在此情况下,如果将其接入一个闭合电路,那么这个闭合电路中就会产生感应电流。

另一方面来讲,地球自身就具备一个巨大的磁场,在它的保护之下,地球的大气层才不会遭到“太阳风”(即来自太阳的高速带电粒子流)的侵袭。

既然磁场可以产生电,那我们可以用地球自身的磁场来发电吗?答案当然是肯定的。那为何人类不用地球自身的磁场来发电呢?其实原因就是:地球自身的磁场并没有想象中的那么强,想要利用它发出足够我们使用的电根本就不现实,下面我们来具体讲一下。

从物理学的角度来讲,当一个导体在磁场中做切割磁感应线运动时,在其两端产生感应电动势(E)的大小可用公式“E = BLv”来描述(其中B、L、v分别代表磁场的磁感应强度、导体的长度以及导体切割磁感应线的速度)。

地球表面磁场最强的区域位于南极附近,其磁感应强度约为6.8 x 10^(-5)特斯拉,也就是说,即使我们让一个长达100米的导体以100米/秒(即每小时360公里)的速度在地球磁场最强的区域高速运动,这个导体的两端最多也只能产生0.68伏特的感应电动势,这根本就不够用啊。

由于我们无法增强地球磁场的磁感应强度,因此如果我们想要利用地球磁场发出更强的电,就需要大幅增加导体的长度,以及导体切割地球磁场的磁感应线的速度,应该如何实现呢?

一个可行的方法就是,发射一根非常长的导体到太空中去,然后让它以极高的速度围绕着地球运行(这其实就相当于在做切割地球磁场的磁感应线的运动)。有意思的是,其实这种方法早就有人试过了。

1992年,NASA的“亚特兰蒂斯号”航天飞机执行了一项名为“绳系卫星系统-1”(Tethered Satellite System 1,简称TSS-1)的任务。

该任务可以简单地描述为:在“亚特兰蒂斯号”进入预定位置之后会释放出一颗卫星,这颗卫星与“亚特兰蒂斯号”之间会通过长度为20公里的导电绳缆彼此连接,在此之后,“亚特兰蒂斯号”还会放出一条导电绳缆到地球大气层的电离层,从而形成一个通路。

根据预想,这条长达20公里的导电绳缆将会以大约7.5公里/秒的速度切割地球自身磁场的磁感应线,进而产生数千伏特的感应电动势以及强度为几安培的电流,然而在该任务的执行过程中,当导电绳缆放到200米长的时候,就卡住了……

尽管如此,人们还是探测到了40伏特的感应电动势以及0.0015安培的电流,这说明了我们确实可以用地球磁场来发电。

由于“绳系卫星系统-1”的实验结果令人很不满意,因此在1996年的时候,NASA的“哥伦比亚号”航天飞机又执行了一次名为“绳系卫星系统-1R”(TSS-1R)的类似任务,但此次任务也算不上成功,因为当导电绳缆放到19.3公里的长度时,就断了……

不过在“绳系卫星系统-1R”任务中,人们探测到了3000伏特的感应电动势以及3安培的电流,这还是相当可观了。在此之后,人们决定再接再厉,又开始积极准备“绳系卫星系统-2”(TSS-2)任务,但由于种种原因,该任务至今都没有实施。

小结

综上所述,地球自身的磁场确实是可以用来发电的,但因为这并不能满足人类平常的用电需求,所以人类才没有采用这种发电方式。

实际上,就算是对运行在近地轨道的卫星来讲,这种发电方式也不太适用,因为从能量的角度来讲,卫星利用地球磁场发出的电,其实是来自卫星的动能,而卫星的动能减少了,就不能保持原有的轨道,于是就需要额外的能量来进行轨道修正。

好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见`

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11 阅读:10884

评论列表

稻草人

稻草人

18
2022-03-04 15:20

有这功夫做这个,不如想想怎么存储雷电用,一个雷雨交加晚上够用半年了

needta 回复 馒头 03-05 09:16
你这个九漏鱼,还是回炉重造吧。电量和功率并没有直接关系,P(功率)=U(电压)x I(电流),雷电之所以功率很大那是因为超高电压和大电流,打雷的时候乌云和地面之间电压差很大,都是千万伏级别以上,这个电压可以直接击穿空气了

馒头 回复 03-05 08:28
典型的百度解决不了智商问题!为什么百度说放一次电千万瓦?你给我说电量不大?

海之风

海之风

9
2022-03-04 13:00

先不说地球的磁场,就是普通磁场要产生电,也要有个线圈切割才行,不是磁场本身能发电,上没上过初中。。

海之风 回复 03-07 14:51
地球磁场肯定是内核产生,难道磁场就能自己发电??

傻得有水平

傻得有水平

9
2022-03-04 21:38

消耗地球磁场能量是很危险的事,想文明灭绝么?

别给我洗头 回复 03-05 20:33
是的 那会导致地球环境巨变

再见,若有缘 回复 03-11 00:26
磁场不会被消耗,发电是不耗磁的,耗的是动能,但是可能改变地球转速和轨道,不过相对地球来说卫星太小了改变不了什么,因为有反作用力

霸气男爵

霸气男爵

8
2022-03-04 19:41

这个知识,,你们一样没有理解, 好 我来告诉你们, 对于每一个知识,,,地球,就是一个,,但是是怎么样的地球,,你们可以用地球 来干什么,,就如你们,用发动机搞电,运动搞电,,是不是,,可是这样的,发动机,是自己给出来,但是,被阴阳,设置了,,明白什么意思,就是这个物,被阴阳控制了,来阴阳,合起来运行,起的电,,,好,这个是物用,电用的自己,,好,,在宇宙中来 一阴一阳的一面,,你们知道,是一个什么东西 就是神生,永恒,可以永恒不死,哪里变好,变坏, 明白这样的意思 就是一个,不死不灭的物玩意,神东西, 永恒发动机

用户97xxx95 回复 03-15 08:03
症状不是很严重,需要介绍医生吗?

碧海 回复 03-15 23:15
嗯,居然会上网。

[pioneer]_゛ぷ

[pioneer]_゛ぷ

7
2022-03-04 21:27

作者,你先想想怎么移动那根金属去切割磁感线再来提这么无聊的问题。

发奋图强 回复 03-06 14:22
你先搞清楚磁场方向和地球自转发现。你线圈不动这么切割感应线

用户10xxx43 回复 03-06 07:46
我说的在太空拉一根长导线,地球自转,磁力线就切割导线了!

淩雲

淩雲

6
2022-03-05 02:10

滿天的電裝起來就完了

十八年前我十八

十八年前我十八

6
2022-03-05 10:56

切割磁力线只是环境,发电需要能量转化,什么能转化成电能?

公益学编程gogogo 回复 03-05 15:21
动能转化的。动能使导体切割磁感线

烟波浩渺 回复 公益学编程gogogo 03-05 22:45
谁的动能转化为了电能?

云舟

云舟

6
2022-03-06 12:14

未来人类可以捕获一颗微型中子星来发电,那就牛逼了,比现在的托卡马克装置更厉害

不吸血的蚊子

不吸血的蚊子

4
2022-03-04 11:57

这个问题我刚上初中学磁生电那时就想过

白语墨辞_

白语墨辞_

4
2022-03-04 17:19

传说特斯拉不是干过这事吗,如果是真的那就真有点科学修仙的意思了

霸气男爵

霸气男爵

4
2022-03-04 19:41

这就是,阴阳之用 明白

曾培

曾培

4
2022-03-04 21:12

只要你提供动力切割磁感线就行啊[笑着哭]

万人敌M

万人敌M

4
2022-03-13 14:05

弄的断磁了,就偏离轨道,掉出去喽

牛玉宏 回复 03-16 07:50
地球磁场一秒的能量够全人类用1000年

相思猪猪

相思猪猪

3
2022-03-04 11:38

[炸鸡]

千万富翁

千万富翁

3
2022-03-04 21:04

我发明了永动机:地球

深蓝之心

深蓝之心

3
2022-03-05 13:10

这个可以倒是可以,但你如何让其相对地球自转静止,也就是跟地球同步绕太阳,没有能量做不到

雨后彩虹

雨后彩虹

3
2022-03-05 17:28

地球本来就是个发电机,大个的

KK

KK

3
2022-03-05 23:07

怕地球被电焦了

广东茂名大化州

广东茂名大化州

3
2022-03-06 15:50

怎么不发明个光伏罩把太阳罩住发电?[笑着哭][笑着哭][笑着哭]

何先生

何先生

3
2022-03-07 06:54

主要是还得克服重力场带来的影响

老飞新手

老飞新手

3
2022-03-10 09:51

先造一个比地球大的线圈,然后把地球放进去,再让地球转起来,麻烦了发的电怎么引回地球?对了对了,可以用微波传输。

德龙

德龙

3
2022-03-14 06:44

啥文章,浪费时间。[呲牙笑]

J H L

J H L

3
2022-03-15 21:29

特斯拉曾经。。。。

宜楚

宜楚

3
2022-08-14 00:33

地球能做成环球轨道不?一次性放线肯定断,应该环球铁轨,遇山穿洞,遇水架桥那种,要把环球轨做成360度圆弧,然后在环球轨装上滑轮,然后滑轮支撑线圈(环球线圈),这样不会断了吧?地球自转,环球线圈就在地球的道轨上运转,应该可行,全世界合作打造,应该不是科幻

我思故我在

我思故我在

3
2022-08-14 13:25

还不如外太空太阳能远距离传输呢

满江红

满江红

2
2022-03-04 21:47

生产笼罩地球的线圈所需的资源,以及驱动这个线圈运动所需的能量,与产生的电能能划小于号吗?

兴旺

兴旺

2
2022-03-05 01:58

太阳风冲击地球磁场产生极光

雨后彩虹

雨后彩虹

2
2022-03-05 17:29

地球本来就是个发电机,大个的

用户11xxx87

用户11xxx87

2
2022-03-06 09:16

研究这个会被能源大佬们暗杀

雨中的文诗淡雅

雨中的文诗淡雅

2
2022-03-06 12:18

空气有水蒸汽,每天都能呼吸,可以考虑一下把空气里的水蒸气都液化喝[得瑟]。液化多了,不知道会不会得肺病。

阳光灿烂的日子

阳光灿烂的日子

2
2022-03-10 11:13

可以啊,用一个超级大的线圈套在地球上,让线圈转起来,线圈两端接上灯泡,💡就能亮了!

分分钟捞钱几十万

分分钟捞钱几十万

2
2022-03-10 17:27

替代品

Excalibur

Excalibur

2
2022-03-11 17:31

磁能不做功懂不懂,电磁发电消耗的是动能。

你得不到我别人也休想

你得不到我别人也休想

2
2022-03-14 04:41

早就想到了:既然地球是磁场,我们身上只要背个线圈,然后南北极来回跑,[呲牙笑]就能发电了,

海德

海德

2
2022-03-16 04:24

用爱发电

北极星

北极星

1
2022-03-05 01:30

地球两极磁场最强,而且风速还挺大,安个线圈利用风能是不可以转化成电能

不辣

不辣

1
2022-03-05 17:26

记得不是很清楚了,表述可能不准确,大概就是发电机的电流产生的磁场会抵消原来的磁场,如果利用地球磁场发电,那地球磁场就乱了。地球磁场一乱就是大灾难。

我要勇敢一点

我要勇敢一点

1
2022-03-05 18:52

用指南针发电

霸霸

霸霸

1
2022-03-06 22:05

利用地球磁场发电不错,正如我想利用太阳温度卖烧烤

老飞新手 回复 03-10 09:56
前一项难些,后一项容易,已经有人发电,烧开水,做饭烧烤。

祣荇dē蝸 牛

祣荇dē蝸 牛

1
2022-03-07 23:13

抓一个中子星回来发电吧

真意

真意

1
2022-03-12 07:02

能用的都出去发展了

战五渣

战五渣

1
2022-03-17 00:06

月球可以影响地球潮汐,你怎么不把月球搞近点淹了美国东南亚?

玉皇大帝

玉皇大帝

1
2022-03-18 12:26

磁场是玉皇大帝建立的。

广西老表

广西老表

1
2022-08-06 19:10

还不如投资我的优质项目:在撒哈拉沙漠和太平洋上装太阳能

John

John

1
2022-08-08 10:45

磁场足够大!想一想无论多么巨大的的东酉都被牢牢的固定在地球上,这种力来自哪里?所以人类的科学还是太初极了!能源就在我们身边,而我们还不自知。

爱你

爱你

2022-03-05 20:10

绳系卫星发电导线与回路导线产生的电压互相抵消 电压电流是怎么测出来的?

自带体香美少男

自带体香美少男

2022-03-08 02:19

人动物可以吃草就能产生能量,为什么不能制造吃草就能或者喝水就能产生动力的机器?

停格

停格

2022-03-13 13:09

你们看到的太阳其实就是利用地球磁场制作的灯泡

张得帅

张得帅

2022-03-09 19:20

综上所述,地球自身的磁场确实是可以用来发电的,但因为这并不能满足人类平常的用电需求,所以人类才没有采用这种发电方式。 实际上,就算是对运行在近地轨道的卫星来讲,这种发电方式也不太适用,因为从能量的角度来讲,卫星利用地球磁场发出的电,其实是来自卫星的动能,而卫星的动能减少了,就不能保持原有的轨道,于是就需要额外的能量来进行轨道修正。

我是小小股鱼儿

我是小小股鱼儿

2022-03-10 03:28

傻不傻 切割磁感线那也得要有外部能量注入才能动起来,发电那只是能量的转换

魅力科学君

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