看科普说,木星的磁场很强,那么人类航天器能够利用木星磁场,切割磁感线发电,为航天器宠充能吗?效果如何?请用数学说话。

想写科幻故事的文科小白求教天文学、航空学大神。

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8个答案
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木星赤道的磁场是0.42mT,根据电磁感应定律(高中学的)

感应电动势V(差不多可以当做电压),以卫星对于木星磁场的位置(这还没法用多个线圈,只能用多个单根导线,就算做多个电源好了。。。假设给卫星装上20m的发电线,最好的情况是这个发电线刚好和磁感线垂直,即sin(a)=1,不考虑木星自转(赤道的自转速度是12km/s多)和磁场运动的情况下,木星的圆周速度等于逃逸速度除以根号2,=59.5/1.414=42km/s(啊多么和谐的数字)

代入上式得:

V=0.42*10^-3*20*42*10^3=352V

看起来是不是很赞?随便加几个稳压电路就可以用了?=w=但是现实是很残酷的:没法用

下面开始现实的分析:

电动势是电动势啊,但没法用起来。考虑到这个电动势是在电线的两头,想用的话是不是还得形成闭环?但形成闭环又形成了新的一段切割磁感线的电线了。

还记得上式是如何推导的吗?切割磁感线时产生的电量变化等于磁通量的变化量,对于太空中的卫星来说,虽然速度、磁场强度都很大,但实质上没有【磁通量的变化量】,

看上图,对于这个卫星来说,不仅ad这条线在移动,而且NQ那条线也在移动,最后磁通量的变化就为0了。

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利用那个原理发电会减低速度的

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支持者: Topp

那不是充能,只是能量形式的转化,对加速航天器没什么意义。

现在通常利用行星引力作为加速手段,可以赋予航天器更高的速度,节省燃料。

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支持者: Matrix_Fractal

geo轨道的卫星也会呗感生出电 不过是静电 通常会影响卫星运作。。。据说有1000v左右 需要专门的设计释放掉

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用木星磁场充能太low了,太阳磁场更强,而且太阳温度还高,用来充能不是更好?

当然了,太阳很热,所以以上方案建议晚上使用。

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毛骡金属材料学博士

2016-07-04 22:49

行星的磁场……强只是相对的。

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切割磁感线发电其实就是把动能转换为电能,在地球上我们可以利用风和水的动能来驱动发电机发电。在航天器上,哪里来的动能呢,利用航天飞机环绕木星的动能?那会降低航天飞机的速度,得不偿失啊。

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fuzzy无论如何,还是对C++最专业

2016-09-11 16:03

能量只能转化,如果磁场是静止的,就要你自己去运动,这样就是你的动能转化为电能,这就没有意思了。如果磁场是变化的——这意味着能量输出啊,木星没有这么多能量啊。住在发射塔下面的人可以用线圈偷电,点亮白炽灯很轻松,这是偷发射塔发射的能量

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