[发明专利]一种基于负电阻的电场耦合单线电能传输系统

权利要求书

1.一种基于负电阻的电场耦合单线电能传输系统，其特征在于：包括相连接的负电阻(-R)和发射电路，相连接的接收电路和负载(R_L)，以及连接发射电路和接收电路的单根对外绝缘导线(SW)；所述发射电路包括串联连接的原边电感(L₁)、原边金属导体和发射电路内阻(R₁)，所述发射电路内阻(R₁)是指除副边反射到原边的电阻外的发射电路所有正电阻，所述接收电路包括串联连接的副边电感(L₂)、副边金属导体和接收电路内阻(R₂)，所述接收电路内阻(R₂)是指接收电路所有元件的内阻之和；所述原边金属导体和副边金属导体对大地或周围其它导电物体存在位移电流，分别表示为原边等效电容(C₁)和副边等效电容(C₂)；所述原边电感(L₁)、原边等效电容(C₁)和发射电路内阻(R₁)串联连接构成RLC串联谐振电路，所述副边电感(L₂)、副边等效电容(C₂)和接收电路内阻(R₂)串联连接构成RLC串联谐振电路；所述发射电路和接收电路之间通过原边金属导体和副边金属导体之间位移电流形成的电场耦合的方式实现电能传输。

2.根据权利要求1所述的一种基于负电阻的电场耦合单线电能传输系统，其特征在于：所述负电阻(-R)的电压、电流关系满足：v_R＝-i_RR，相位关系满足：其中，i_R为流过负电阻的电流基波，v_R为负电阻两端的电压基波，R为负电阻的阻值，为v_R与i_R之间的相位差；

所述负电阻(-R)的功率满足：其中，P为负电阻的功率，负号表明负电阻向外放出能量，所述负电阻向电路提供电能，其参数还需满足：

当时，负电阻向外释放的能量完全由发射电路内阻、接收电路内阻和负载吸收，其中，L₁为原边电感的感值，L₂为副边电感的感值，R₁为发射电路内阻的阻值，R₂为接收电路内阻的阻值，R_L为负载的阻值。

3.根据权利要求1所述的一种基于负电阻的电场耦合单线电能传输系统，其特征在于：所述原边金属导体和副边金属导体为球形体或方形体或环形体。