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可以利用地球的磁场来发电，或者来驱动汽车吗？

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发布时间：2019-02-08加入收藏来源：互联网点击：

可以利用地球的磁场来发电，或者来驱动汽车吗？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

可以利用地球的磁场来发电,或者来驱动汽车吗?

●不可以！异想天开，脑洞大开。因为地球人类目前的科技手段还无法制造这种结构的发电机。即便是生产出类似的发电机的线圈绕组，它在地球磁场中无法切割磁力线，而无法产生感应电动势。再者，地磁中的磁感应强度B值太微弱。


●虽然地球是一个大磁体，为椭圆型结构，在其周围形成的磁场，即表现出磁力线作用。然而地球磁场并非恒古不变，它的南北曾经位置对换过。


●另外，从物理学角度分析磁场中某点的磁感应强度B是客观存在的，与是否放置通电导线无关，定义式F=BIL中要求一小段通电导线应垂直于磁场才行，如果平行于磁场放置，则力F为零。其中，α是流过单位长度的电流。电感的基本单位为:亨(H) 。 磁场强度基本单位为:安/米(A/m)。 磁通量的基本单位为：韦伯(Wb)。 磁感应强度的单位为：特斯拉(T)。 关系： 磁能：W=LI^2/2 L：自感系数，单位：亨， I:电流，单位：安。



磁场强度和磁感应强度均为表征磁场磁场强弱和方向的物理量. 磁感应强度是一个基本物理量,较容易理解,就是垂直穿过单位面积的磁力线的数量.磁感应强度可通过仪器直接测量.磁感应强磁场的基本物理量被称为磁感应强度B。

磁场B在数值上等于垂直于磁场方向长1 m，电流为1 A的直导线所受磁场力的大小。 B= F/IL ，（由F=BIL而来）。 注：磁场中某点的磁感应强度B是客观存在的，与是否放置通电导线无关，定义式F=BIL中要求一小段通电导线应垂直于磁场放置才行，如果平行于磁场放置，则力F为零 。

回答于 2019-09-11 08:43:50

地磁场是指地球内部存在的天然磁场。地磁场覆盖数万公里厚的地球周围空间。其主要作用是屏障太阳风所挟带的带电粒子，保护地球生物免受太阳风粒子的伤害。包括基本磁场和变化磁场两个部分。基本磁场就是地球内部地磁场，属于稳定的静磁场。变化磁场是指地磁场的各种短期变化，相对比较微弱。如果用来发电主要是指基本磁场。地磁场强度大约是0.5-0.6高斯，也就是5-6×10∧-5特斯拉。

发电的基本原理是把其他形式的能转化为电能。例如，水力发电机械能转化为电能；火电是燃料的化学能转化为内能，再转化为电能。磁流体发电是内能直接转化为电能。风能发电，机械能转化为电能等等。所以

第一，从能量的转化角度来说，利用单一的地磁场无法获得电能，必须消耗其它形式的能，才能获得电能。其他形式的能转化为发电机转子的动能，除非风能，其它都要复杂的机械设备。

第二，从发电的效率来看，由于地磁场比较弱，要获得一定高的电压，必须消耗更多的其他形式的能，线圈等设备也很庞大，这叫“得不偿失”。

第三，地球的磁场并不是匀强磁场，得到的电流不是稳定的电流，在实际应用中，价值不是很大。更不用说来驱动汽车了。（下图是20根导线切割磁感线产生的电流值0.16mA）

第四，根据法拉第电磁感应定律E＝nΔΦ/Δt（普适公式）E：感应电动势(V)，n：感应线圈匝数，ΔΦ/Δt:磁通量的变化率，或者 E＝BLV，垂直切割磁感线运动，L:有效长度(m)。 地磁场的强度大约是0.5-0.6高斯，也就是5-6×10∧-5特斯拉。产生12V的电压，所需要的线圈匝数比三峡发电机的线圈匝数还要大得多，庞大的线圈驱动动能从哪里来？

回答于 2019-09-11 08:43:50

“可以利用地球的磁场来发电，或者来驱动汽车吗？”，当然可以发电，但是相比与传统的发电机发电，利用地磁场发电根本没有实用价值。

电磁感应

虽然人类从诞生之日起，电与磁这些现象就一直常伴左右，但是直到十九世纪，人类才逐渐摸清了电磁之间的联系。现代社会的方方面面都和电离不开关系，而电能的产生离不开电磁感应定律。

说到电磁感应定律肯定离不开法拉第，但是历史上第一个发现电磁感应现象的却是另一个科学家，他就是约瑟夫·亨利。虽然亨利比法拉第提前一年（1830年）发现了电磁感应现象，但是却并没有及时的发表论文与专利，因此电磁感应现象的发现也就归功于法拉第了，不过是金子总会发光，在后来的科学研究中他又发现了自感现象，并于1835年发表了解释自感现象的论文，顺便提一下，自感的单位就是亨利（H）。

电磁感应现象是指磁通量变化产生感应电动势的现象。我们可以回忆一下中学阶段关于电场感应的实验：把闭合电路的一部分导体放置于磁场中，让这部分导体在磁场中做切割磁感线运动，此时我们可以利用电表检测到电路中产生了电流。感应电动势的大小可以通过公式E=BLVsinθ求的，其中B为电磁场强度、L为导体在磁场中的长度、V为导体切割磁感线速度、θ为导体运动方向与磁场方向的夹角。在这个实验中，导体切割磁感线本质上就是改变磁通量。

利用地球磁场来发电

就像上文中的实验一样，我们也可以用闭合电路的一部分导体去切割地球磁场来发电，而且历史上已经有团队为我们做过相关的实验了。

1992年7月亚特兰提斯号航天飞机在太空进行了一场不同寻常的任务，既验证“拴系卫星系统（TSS）”的可行性，当然对于本题来说我们需要关注其中的“太空悬绳发电”内容。由于资料较少，该实验大致是这样的，既航天飞机在赤道上空自西向东飞行，用一根二十千米长的金属绳与卫星相连，航天飞机与卫星和地心在一条直线上，整个系统由航天飞机放入电离层的金属丝构成闭合回路，实验过程中科学家发现金属绳上产生了大约3A的电流。由此可见，利用地球磁场发电是可行的。

总结

综上所述，利用地球磁场来发电是可以的，只要满足闭合回路中磁通量变化，就可以利用地球磁场发电，但是地磁场强度很弱, 即使最强的两极地区其强度不到10^-4特斯拉,，相较于我们传统的发电方式，利用地磁场发电并没有实用价值。

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