通过容性气隙调节摩擦发电机的电流持续时间
摘要\n尽管冲击式摩擦发电机成本低、功率大、应用领域广，但由于电流持续时间极短，在毫秒量级，其适用性有限。功率大、持续时间短的电流峰值不仅会降低时均功率输出，而且会对伴随电路产生摩擦电冲击，迅速降低发电机的可用性。在这里，我们通过控制两个介质板之间的气隙电容来演示可调的摩擦电流持续时间。在典型的尼龙/空气间隙/聚二甲基硅氧烷( PDMS )多层接触型摩擦电发生器中，介质板的垂直速度从0.5 cm / s降低到0.05 cm / s，电流持续时间从0.10 秒增加到0.81 秒。峰值持续时间的增加伴随着峰值电流的减小，在垂直速度为0.25 cm / s时，最佳电荷密度为0.163 n C / cm2，改变非接触模式下的气隙电容或介质层的相对介电常数也会导致峰值持续时间的类似变化。为了解释可调谐电流持续时间，通过串联电容建立了等效电路模型，数值解再现了电流持续时间随气隙电容变化的趋势。本研究对进一步优化摩擦电发生器，优化摩擦电荷密度、伴随电路寿命和拓宽适用性具有重要意义。