等離子發(fā)電機(jī)?簡介

等離子發(fā)電機(jī)，又叫磁流體發(fā)電機(jī)，是根據(jù)霍爾效應(yīng)，用導(dǎo)電流體，例如空氣或液體，與磁場相對運(yùn)動而發(fā)電的一種設(shè)備。

磁流體發(fā)電，是將帶電的流體(離子氣體或液體)以極高的速度噴射到磁場中去，利用磁場對帶電的流體產(chǎn)生的作用，從而發(fā)出電來。

磁流體發(fā)電中的帶電流體，它們是通過加熱燃料、惰性氣體、堿金屬蒸氣而得到的。在幾千攝氏度的高溫下，這些物質(zhì)中的原子和電子的運(yùn)動都很劇烈，有些電子甚至可以脫離原子核的束縛，結(jié)果，這些物質(zhì)變成自由電子、失去電子的離子以及原子核的混合物，這就是等離子體。將等離子體以超音速的速度噴射到一個加有強(qiáng)磁場的管道里面，等離子體中帶有正、負(fù)電荷的高速粒子，在磁場中受到洛倫茲力的作用，分別向兩極偏移，于是在兩極之間產(chǎn)生電壓，用導(dǎo)線將電壓接入電路中就可以使用了。

磁流體發(fā)電的另一個好處是產(chǎn)生的環(huán)境污染少。利用火力發(fā)電，燃燒燃料產(chǎn)生的廢氣里含有大量的二氧化硫，這是造成空氣污染的一個重要原因。利用磁流體發(fā)電，不僅使燃料在高溫下燃燒得更加充分，它使用的一些添加材料還可以和硫化合，生成硫酸鉀，并被回收利用，這就避免了直接把硫排放到空氣中，對環(huán)境造成污染。

利用磁流體發(fā)電，只要加快帶電流體的噴射速度，增加磁場強(qiáng)度，就能提高發(fā)電機(jī)的功率。人們使用高能量的燃料，再配上快速啟動裝置，就可以使發(fā)電機(jī)功率達(dá)到1000萬kW，這就滿足了一些需要大功率電力的場合。目前，中國，美國、印度、澳大利亞以及歐洲共同體等，都積極致力于這方面的研究。

磁流體發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動勢，輸出電功率的原理如上圖。

1959年，美國阿夫柯公司建造了第一臺磁流體發(fā)電機(jī)，功率為115kW。此后各國均有研究制造，美蘇聯(lián)合研制的磁流體發(fā)電機(jī)U-25B在1978年8月進(jìn)行了第四次試驗(yàn)，氣體-等離子體流量為2~4kg/s，溫度為2950K，磁場為5T，輸出功率1300kW，共運(yùn)行了50小時(shí)。目前許多國家正在研制百萬千瓦的利用超導(dǎo)磁體的磁流體發(fā)電機(jī)。

現(xiàn)在磁流體發(fā)電機(jī)制造中的主要問題是發(fā)電通道效率低，目前只有10%。通道和電極的材料都要求耐高溫、耐堿腐蝕、耐化學(xué)燒蝕等，目前所用材料的壽命都比較短，因而磁流體發(fā)電機(jī)不能長時(shí)間運(yùn)行。

等離子體是繼物質(zhì)3態(tài)(固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài))后發(fā)現(xiàn)的第四態(tài)，由數(shù)量密度都近似的正、負(fù)離子組成。

等離子體顯示器的工作原理

等離子體顯示器的工作原理與一般日光燈原理相似，它在顯示平面上安裝數(shù)以十萬計(jì)的等離子管作為發(fā)光體(象素)。每個發(fā)光管有兩個玻璃電極、內(nèi)部充滿氦、氖等惰性氣體，其中一個玻璃電極上涂有三原色熒光粉。當(dāng)兩個電極間加上高電壓時(shí)，引發(fā)惰性氣體放電，產(chǎn)生等離子體。等離子產(chǎn)生的紫外線激發(fā)涂有熒光粉的電極而發(fā)出不同分量的由三原色混合的可見光。每個等離子體發(fā)光管就是我們所說的等離子體顯示器的像素，我們看到的畫面就是由這些等離子體發(fā)光管形成的"光點(diǎn)"匯集而成的。等離子體技術(shù)同其它顯示方式相比存在明顯的差別，在結(jié)構(gòu)和組成方面領(lǐng)先一步。

當(dāng)電離過程頻繁發(fā)生，使電子和離子的濃度達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，物質(zhì)的狀態(tài)也就起了根本的變化，它的性質(zhì)也變得與氣體完全不同。為區(qū)別于固體、液體和氣體這三種狀態(tài)，我們稱物質(zhì)的這種狀態(tài)為物質(zhì)的第四態(tài)，又起名叫等離子態(tài)。

等離子態(tài)下的物質(zhì)具有類似于氣態(tài)的性質(zhì)，比如良好的流動性和擴(kuò)散性。但是，由于等離子體的基本組成粒子是離子和電子，因此它也具有許多區(qū)別于氣態(tài)的性質(zhì)，比如良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性。特別的，根據(jù)科學(xué)計(jì)算，等離子體的比熱容與溫度成正比，高溫下等離子體的比熱容往往是氣體的數(shù)百倍。