為啥一個(gè)電極也有電？

如圖，是王中林教授課題組做的單電極摩擦納米發(fā)電機(jī)。通過皮膚與材料的不斷接觸，就可以讓燈變亮。然而電源輸出的只有一根導(dǎo)線啊，學(xué)math的表示很難理解。

放心，沒啥解釋的，我也沒有搞明白。

被知乎勸退了

下面這個(gè)回答是為什么TENG里面都是用LED做實(shí)驗(yàn)的： 因?yàn)長(zhǎng)ED屬于為數(shù)不多的短脈沖小電流就能產(chǎn)生明顯效果的元件，數(shù)十?dāng)?shù)百個(gè)LED串聯(lián)，使其發(fā)光的電壓正好是TENG輸出的百伏左右，而數(shù)十uA，僅持續(xù)數(shù)毫秒的電流已經(jīng)可以讓人看見了。這相當(dāng)于是為摩擦納米發(fā)電機(jī)量身定做的負(fù)載環(huán)境，幾乎所有其他有源元件都無(wú)法在這種條件下高效工作。至于充電容，個(gè)人認(rèn)為是一個(gè)非常不合適的案例，因?yàn)殡娙萜鋵?shí)相當(dāng)于內(nèi)阻幾乎為0的負(fù)載，所以幾乎所有能量都在TENG內(nèi)阻上浪費(fèi)了，而沒有充到電容之中。依我來講解決電能轉(zhuǎn)化有兩個(gè)方案，一是用常見的降壓電荷泵方案，先充幾個(gè)串聯(lián)的小容值高電壓的電容，然后串轉(zhuǎn)并輸出。不過TENG的輸出電流我還真不確定是否能負(fù)擔(dān)得起這個(gè)開關(guān)的功耗：即使是最低功耗的電荷泵，轉(zhuǎn)換這些開關(guān)也是要個(gè)幾u(yù)A的。

摩擦納米發(fā)電機(jī)具有電壓高 ，電流小，內(nèi)阻大的輸出特性，而硬件部分器件的電壓需求低，內(nèi)阻小。

在某些情況下，TENG 的某些部分是運(yùn)動(dòng)部件（如人在地板上走路的情況），所以并不方便通過導(dǎo)線和電極進(jìn)行電學(xué)連接。為了在這種情況下更方便地收集機(jī)械能，引入了一種單電極模式的 TENG ，即只有底部有電極，且接地。

如果 TENG的尺寸有限，上部的帶電物體接近或者離開下部物體，都會(huì)改變局部的電場(chǎng)分布，這樣下電極和大地之間會(huì)發(fā)生電子交換，以平衡電極上的電勢(shì)變化。

單電極式 TENG只有底部電極且接地，通過調(diào)節(jié)頂部帶電摩擦層與底部電極的距離來改變局部電場(chǎng)分布，這使得底部電極與地面產(chǎn)生電子交換，從而產(chǎn)生電流。

這個(gè)東西有4種發(fā)電的模式，我這里就闡述第三種，也就是單電極的模式：它只有一個(gè)電極，電極上有物體，改變物體與電極之間的距離可以改變電廠，引起靜電感應(yīng)電荷的流動(dòng)，負(fù)載兩端分別接到下電極和地之間，通過上電極上物體與電極之間的距離來產(chǎn)生靜電流流過負(fù)載。

電流不就是電子的流通通路嗎？正電荷通過這個(gè)負(fù)載流到下面不就是相當(dāng)于電流產(chǎn)生了嗎？至于這個(gè)地其實(shí)是挺有意思的，反正我感覺一個(gè)可以吸收容納電荷或者是比現(xiàn)在的這個(gè)極板的電壓低的位置就好。

因?yàn)槲沂且粋€(gè)電工，現(xiàn)在就只能聚焦在調(diào)理電路這里。

摩擦電納米發(fā)電機(jī)（TENG）在科研領(lǐng)域備受關(guān)注，TENG不僅可以用于能量收集，還可作為自供電傳感器，作為自供電傳感器時(shí)，TENG輸出的電信號(hào)通常是電壓信號(hào)，用于表征被測(cè)尺寸，然而，在某些情況下，TENG傳感器輸出的電荷信號(hào)能更好地顯示被測(cè)尺寸，因此，有必要研究處理TENG傳感器輸出電荷信號(hào)的方法。

下面又是幾種有趣的結(jié)構(gòu)：

旋轉(zhuǎn)式，就是電荷的相互

好理解

這個(gè)是目前較為廣泛的第一種

做出的東西就是怎么一坨

這篇文獻(xiàn)里面是最全的

下面提出了一種基于TENG輸出高阻抗、弱電荷傳感信號(hào)特點(diǎn)的電荷預(yù)處理方法。該方法利用反相運(yùn)放反相輸入端的“虛地”特性，將TENG傳感器輸出的弱電荷信號(hào)轉(zhuǎn)換為小電壓信號(hào)。

這個(gè)圖簡(jiǎn)單的說明了一些應(yīng)用，主要是這種監(jiān)測(cè)類

其中電荷模式的一個(gè)示意圖

這個(gè)是電路

這個(gè)是一種往復(fù)式的

電路的結(jié)構(gòu)是這樣的，它是有回路的

這個(gè)也是一個(gè)回路

這個(gè)也是一個(gè)示意

這個(gè)是表面的傳感器系統(tǒng)，這個(gè)倒是有點(diǎn)意思

這個(gè)圖繪制的有趣，可以學(xué)

這個(gè)也是一個(gè)示意圖

這個(gè)傳感器也很有意思

監(jiān)測(cè)不了一點(diǎn)

媽的，這個(gè)東西才是有用的，真的只有一個(gè)電極！！！媽媽

這個(gè)電動(dòng)機(jī)一直懟，傳感器一直被壓著，SO，只有一個(gè)電極連在靜電計(jì)上，就可以導(dǎo)出這個(gè)電荷了，形成了電流，然后使用一個(gè)上位機(jī)來把它采集，可視化就好了。

這個(gè)是以前的靜電計(jì)，就互相排斥嘛

我懂，鎖相環(huán)技術(shù)

這個(gè)是后面的一個(gè)插孔

三軸端口

側(cè)面

這里看這個(gè)nA的電流

我的傳感器一直有一個(gè)50Hz的干擾，這個(gè)是上午的事情

原始的波形也是這樣

媽的，下午又沒有了

這篇文章呢，就寫給可以看的懂得人，看不懂就再說吧~

審核編輯：湯梓紅