1、,靜電能與靜磁能的比較,華中師范大學(xué) 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 卓濤璐,一、能量的產(chǎn)生源,靜電能： 對于帶有電荷量為Q的系統(tǒng)，其周圍存在著電場。靜電場對靜止的電荷有作用力，表明靜電場有能量。 靜電能的能量密度公式：,靜電能的總能量公式：,靜磁能：,電流回路在靜磁場中要受到磁場力的作用而發(fā)生運(yùn)動，表明磁場儲存著能量。 靜磁能的能量密度公式：,靜磁能的總能量公式：,靜電能和靜磁能是均由場所產(chǎn)生 根據(jù)以上四個(gè)公式，我們可以推斷靜電能或靜磁能應(yīng)該由對應(yīng)的場所產(chǎn)生的。 那能否用實(shí)驗(yàn)證明呢？ 靜電場和電荷，靜磁場和電流均是同時(shí)存在的，在靜電磁場中，是無法用實(shí)驗(yàn)證明到底是電荷或電流產(chǎn)生的靜電能或靜磁能。但在時(shí)變電

2、磁場中，已經(jīng)證明了能量是能夠以電磁波的形式而傳播的，這事實(shí)證實(shí)了能量存儲在場中的觀點(diǎn)。,二、能量公式對比,由上述的公式對比中，我們可以看出，靜電能與靜磁能的相關(guān)公式在形式上具有很高的相似性，但本質(zhì)上是不同的（靜電場由電荷產(chǎn)生，靜磁場由電流產(chǎn)生）。,三、功能均分 電場中外接電源輸入能量的一半用于靜電能的增加，另外一半用于電場力的做功。 磁場中外接電源輸入能量的一半用于靜磁能的增加，另外一半用于磁場力的做功。,四、應(yīng)用前景,靜電能的應(yīng)用：,金教授將鍍銀的纖維材料和鍍有聚二甲硅氧烷的材料結(jié)合起來，兩者的摩擦可以產(chǎn)生可以利用的靜電，最高可以產(chǎn)生170V的電壓和120微安的電流，實(shí)驗(yàn)人員可通過摩擦可以點(diǎn)

3、亮小型的LED燈。 由于這種材料的透氣性和美觀性能都不佳，也需要繼續(xù)發(fā)展。研究人員計(jì)劃將這一技術(shù)應(yīng)用到智能服裝、可穿戴設(shè)備中，提供更加高效的續(xù)航支持。,我們都知道靜電會電到人，不過如果能把它利用起來的話也是不錯(cuò)的應(yīng)用。來自韓國成均館大學(xué)的材料學(xué)教授金相宇（Sang-Woo Kim）就把靜電結(jié)合在LED照明上。,靜磁能的應(yīng)用：,磁力耦合器,磁力耦合器也稱磁力聯(lián)軸器、永磁傳動裝置。 永磁渦流傳動裝置主要由銅轉(zhuǎn)子、永磁轉(zhuǎn)子和控制器三個(gè)部分組成。一般，銅轉(zhuǎn)子與電機(jī)軸連接，永磁轉(zhuǎn)子與工作機(jī)的軸連接，銅轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子之間有空氣間隙（稱為氣隙），沒有傳遞扭矩的機(jī)械連接。這樣，電機(jī)和工作機(jī)之間形成了軟（磁）連接，通過調(diào)節(jié)氣隙來實(shí)現(xiàn)工作機(jī)軸扭矩、轉(zhuǎn)速的變化。因氣隙調(diào)節(jié)方式的不同，永磁渦流傳動裝置分為標(biāo)準(zhǔn)型、延遲型、限矩型、調(diào)速型等不同類型。,產(chǎn)品適用范圍：永磁磁力耦合器主要應(yīng)用在不同