摩擦纳米发电机

更一般地,当一个滑动滕与一个连接
任意电阻R,则输出性能可以估算
通过滑动TENG内核式组合
方程式(8)和一个电阻器的基本的I-V关系。对于
电阻,电流I和电压V遵循欧姆定律:


quation(12)是一个一阶常微分方程。
考虑到X(t= 0)= 0时,边界条件是
Q(T =0)= 0。与此边界条件,式(12)可以
被用于数值计算的Q,I和V为arbi-
trary运动过程。对于一些特殊的运动过程,如
作为以恒定速度v移动,等式(12)可以是analyti-
美云解决,其结果在下面给出。


当RWG0 V= D0和t<L / V
当R接近INFI无穷大,一般方程(15A)
可以简化为公式(7)来计算开路电压。当R
接近0时,一般式(13A)可以是simplifi编
公式(9)来计算Q的SC。这也证明了上述
结果是正确的


理论计算结果为建为FEM模型校准 -
通过获得culation以恒定速度移动模式
等式(13)等式(15)通过指定的参数,在
间0和x的最大时间范围/ v的当时间超过
X最大值/ V时,在面内的电荷分离停止和当前
开始指数(第3节中腐烂支持信息
化)。这些specifi编参数列于表1中,它是
正如我们在有限元计算中使用的相同的值。



图4示出了一个分析计算结果的比较
的输出电流为R通过方程式等于300米Ω(14A)
和半解析模型利用在表S2和数据
等式(12)。两个计算的结果,得到几乎
相同的电流输出的简介。因此,估计由方程
灰(8)是准确



我们计算了PROFI莱Q,我和V在不同的负载
利用该分析模型,如图4 B-D。什么时候
负载电阻R小于1M的Ω,所有曲线都是
类似于由等式给出的短路曲线(9)。
短路的电荷Q的SC具有随x的线性关系
而当x达到X最大值得到它的最大值。的驱动力
这种电荷转移的距离tribo-的静电力
收费。这种动力将提供一个“预期”充电
从底部电极传输速率顶部电极。什么时候
负载电阻R较小时,实际电荷转移速率可以
赶上这个“预期”充电传输速率。因此,
所有曲线类似于在SC状态曲线。
由于恒定速度的我们在此计算中,当用于
顶端电极仍移动,电流是恒定的,并
正比于顶电极的滑动速度。什么时候
负载电阻R的不断增加,Q的形状开始
从短路曲线偏离。这是因为
负载电阻R限制了实际电荷转移速度。因此,
实际电荷转移速度无法赶上
“预期的”电荷转移速率。电荷累积



为了更好地表征TENG的


输出性能
改变与负载电阻R,电流的峰值
在不同的负载这个滑动过程和电压
电阻被从图4 c和d中提取并绘制
在图4 E。输出电压的峰值接近
0时的负载阻力较小。当负载电阻
达到约10米Ω时,输出电压开始增加dra-
matically。当负载电阻达到10个GΩ,输出
电压接

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