Fizik yasalarını ihlal eden kalıcı statik "negatif kapasitör", verimliliği artırmaya odaklanarak doğdu!
Fizikte biraz ustalıkla, bilim adamları elektriği küçük ölçekte yeniden dağıtmak için bir yöntem geliştirdiler ve bu, daha enerji verimli hesaplamaların incelenmesi için yeni yollar açabilir. Yeni bir çalışmada, ABD Enerji Bakanlığı Argonne Ulusal Laboratuvarı'ndan (DOE) araştırmacılar, Fransız ve Rus işbirlikçileriyle birlikte, Kalıcı statik "negatif kapasitör" , Bu cihazın Fizik yasalarını ihlal ediyor .
(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)Önceden önerilen negatif kapasitör tasarımı geçici, geçici bir temelde çalışsa da, Argonne tarafından geliştirilen yeni negatif kapasitör konsepti, sabit durumda, tersinir bir cihaz olarak çalışır. Araştırmacılar, bir negatif kapasitör ve bir pozitif kapasitör seri bağlanarak, pozitif kapasitör üzerindeki gerilimin yerel olarak artırılarak sistemin toplam geriliminden daha yüksek hale getirilebileceğini buldular.
Brocade Park: Böylelikle tüm devre daha düşük voltajda çalışırken, daha yüksek voltaj gerektiren devre alanına güç dağıtılabilir. Araştırmanın ilgili yazarı olan Argonne malzeme bilimcisi Valerii Vinokur şunları söyledi: Amacımız, ihtiyaç duyulan yerde elektrik elde ederken kontrollü, statik bir ortamda olabildiğince az elektrik kullanmak. Geleneksel kapasitörlerde, kapasitörün voltajı depolanan şarjla orantılıdır ve depolanan şarj miktarının artırılması voltajı artıracaktır. Negatif kapasitörlerde ise durum tam tersidir - şarj miktarı arttıkça voltaj azalır. Negatif kapasite daha büyük bir devrenin parçası olduğu için, bu, enerjinin korunumu yasasını ihlal etmez. Bu makalenin ilk yazarı ve Fransa'daki Picardy Üniversitesi'nde bir bilim insanı olan Igor Lukyanchuk şunları söyledi: Bunu bir buzdolabı olarak düşünebilirsiniz.
- Kapasitörün (c) bir tarafına yük uygulandığında, kapasitörün alan duvarları (a-c ve b-d) hareket eder. Ortaya çıkan alan duvarı yeniden dağıtımı, negatif bir kapasitans etkisi yaratır. Resim: Argonne Ulusal Laboratuvarı
Tabii ki, buzdolabının içindeki sıcaklık dış ortama göre çok daha düşüktür, ancak bunun nedeni, çevrenin diğer kısımlarını ısıtmak için buzdolabını soğutmak için enerji kullanmamızdır. Winoku ve meslektaşları tarafından önerilen negatif kapasitansın ana bileşenlerinden biri, manyetik yönelim yerine dahili elektrik polarizasyonuna sahip olması dışında, bir mıknatısa benzeyen ferroelektrik malzemelerden yapılmış bir dolgu maddesidir. Ferroelektrik nanopartiküllerde, bir yüzey pozitif yüklüdür ve diğer yüzey negatif yüklüdür, bu da malzemeyi depolarize etmeye çalışan bir elektrik alanı oluşturur. Araştırmacılar, bir nanopartikülü, alan duvarı adı verilen bir sınırla ayrılmış, zıt polarizasyonlara sahip iki eşit ferroelektrik alana bölerek, toplam depolarizasyon elektrik alanının etkisini en aza indirdiler.
- Bu resim negatif kapasitansın etkisini göstermektedir Görüntünün üst kısmındaki ferroelektrik katmanda çekirdek alandaki enerji diğer alanlardan daha yüksektir, burası yerel dielektrik sabitinin negatif olduğu yerdir. Resim: Pablo Garcia Fernandez ve Javier Junquera, Universidad de Cantabria
Ardından, ferroelektrik alanlardan birine yük eklenerek, alan duvarının aralarındaki konumu değiştirilir. Nanopartiküllerin silindirik yapısı nedeniyle, alan duvarları küçülmeye başlar ve yer değiştirmelerinin yeni elektriksel denge noktasını aşmasına neden olur. Temelde, alan duvarı tamamen genişletilmiş bir yay olarak düşünülebilir. Alan duvarı, yük dengesizliği nedeniyle bir tarafa kaydırıldığında, yay gevşeyecek ve açığa çıkan elastik enerji beklenenden daha fazla itilecektir Bu etki statik bir negatif kapasite oluşturur. Araştırma sonuçları "İletişim Fiziği" nde yayınlandı.Bu çalışmanın yazarları arasında Picardie Üniversitesi'nden Anais Sene ve Rusya Güney Federal Üniversitesi'nden Yuri Tikhonov ve Anna Razumnaya da yer alıyor.
Brocade Park-Bilim Popülerleştirme Araştırma / Gönderen: Argonne Ulusal Laboratuvarı
Dergi referansları: "Communications Physics"
DOI: 10.1038 / s42005-019-0121-0
Brocade Park - Evren Biliminin Güzelliğini Sunuyor
(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)Sol alt köşede Daha fazla bilgi edinin Boke Garden uygulamasını indirin
