مجالات الاستخدام الكهرضغطية

تستخدم المواد الكهرضغطية كمولدات للطاقة. يمكن استخدام المواد الكهرضغطية في مشغلات MP3 والهواتف وما إلى ذلك. يمكن أن تنتج ما يكفي من الطاقة. يمكن إنتاج نعل الحذاء من مواد كهرضغطية. يمكن تحقيق إنتاج الكهرباء مع كل خطوة يتم اتخاذها. يمكن تخزينها في البطاريات أو استخدامها مباشرة للاستخدام في الأجهزة الإلكترونية الشخصية.

يستخدم تأثير بيزو أيضًا في الميكروفونات. تنتج المادة الكهروضغطية إشارات مع الضغط القادم من الموجات الصوتية الناتجة عن الصوت، ويتم تضخيم هذه الإشارات ووصولها إلى مكبر الصوت.

يمكن إنتاج طاقة مصابيح الشوارع والمحلات التجارية من الضغط الذي يمارسه الناس عند السير على الأرض في الشوارع التي تستخدم باستمرار، أي مع حشود كثيفة من الناس.

ما هو مانعة الصواعق الكريستالية الكهرضغطية؟

1. مبدأ العمل

آلية بسيطة لمنع الصواعق على شكل قضيب، أحد طرفيه ملامس للأرض، تعمل كحماية عن طريق تغيير تكافؤ الجهد المناسب لهيكل المبنى الذي يقع عليه، ضمن مستواه الخاص.

يعد "مانع الصواعق" عاملاً مهمًا في زيادة المجال الكهربائي المحلي. طريقة عمل مانعات الصواعق البلورية الكهرضغطية التي طورتها شركة فرانكلين فرانس؛ وهو يعتمد على مبادئ "توسيع المجال الكهربائي المحلي عن طريق التعزيز" و"إنشاء قناة تفريغ مفضلة مبكرة".

2. التحفيز الكهرضغطي

مانعة الصواعق الكريستالية الكهرضغطية؛ وهي مجهزة بجهاز ميكانيكي يحول التوتر الناتج على نفسه نتيجة لحركة الرياح إلى ضغط من خلال الخلايا الكهرضغطية. يتم توجيه الجهد الناتج بهذه الطريقة نحو الأطراف المتأينة عبر كابل الجهد العالي الموجود داخل أنبوب الفنتوري؛ يتقدم لإنشاء رسوم مجانية مع تأثير الهالة. تنتشر هذه الشحنات في الغلاف الجوي من خلال "نظام الفنتوري" الموجود داخل مانعة الصواعق ويتم تشكيلها لخلق دوران الهواء، ويتم تقديمها في المجال الكهربائي للتربة السحابية. هذه الشحنات التي تحدث في امتداد مانعة الصواعق يتم شحنها في الاتجاه المعاكس للقطب الكهربائي للسحابة (موجب أو سالب حسب شحنة السحابة) بسبب الاستقطاب الذي يحدث عند دفع السحابة نحو الأرض.

3. تقصير وقت التحذير من تأثير كورونا

تماشيًا مع المعلومات التي تم الحصول عليها من الأبحاث المختلفة، من المعروف أن نظام التأين الكهرضغطي يقصر وقت التحذير من الهالة نتيجة للتأثيرات التالية. هذه التأثيرات هي: توفير زيادة في المجال الكهربائي المحلي. التأكد من وجود نواة الإلكترون، الضرورية لعملية الإثارة ولكنها نادرة في الغلاف الجوي، عند نقطة التقاط البرق. التأكد من تكوين جسم متكاثر بشكل متزايد. قناة الهواء المتأينة داخل امتداد مانعة الصواعق.

4. ميزة الالتقاط التفضيلية

تعمل وظيفة "دعم الإثارة" لقضبان الصواعق البلورية الكهرضغطية على زيادة إمكانية التقاط البرق في المراحل التي يكون فيها المجال الكهروستاتيكي ذو قيم منخفضة. وبالتالي، فهي تتمتع بميزة كونها نقطة التأثير المفضلة عن طريق منع حدوث أي تأثير على أي نقطة من الهيكل الذي تحميه. ولذلك، فهو يوفر حماية فائقة مقارنة بقضبان الصواعق وقضبان الاعتقال الأخرى.

5. الحماية الفعالة في المنطقة المفتوحة

يتم الحصول على مناطق حماية مانعات الصواعق نظريًا من خلال إنشاء مخطط نموذجي كهرو-هندسي. ومن الناحية العملية، يتم إجراء الحساب على مخروط يمثل رأسه قمة مانعة الصواعق.

يرتبط المعيار الفرنسي NFC 17-102 بقضبان الصواعق التي ينبعث منها تيار سابق لأوانه؛ يتضمن التحديد المسبق لتقييم مخاطر الصواعق لكل مشروع باستخدام Np (حساب مستوى الحماية) الذي يتراوح من 1 إلى 4.

يظهر في الجدول أدناه نصف قطر الحماية (Rp) لقضبان الصواعق البلورية الكهرضغطية، والتي تختلف اعتمادًا على مدى ارتفاعها (H) من النقطة التي تريد حمايتها ومسافة الإثارة (D).