[发明专利]零功耗电荷转移和信号传输电缆

说明书

技术领域

本发明涉及一种电缆，更具体地说，涉及一种零功耗电荷转移和信号传输电缆。

背景技术

当通过导体传输电能时，由于导体电阻，将以热能形式释放能量，并产生电磁场。因此只要通过导体传输电能时，无论是为了信号传递还是为了从一点向另一点提供电能，只要导体长度增加，能量损耗也随之增加。为了限制由于产热而导致的功率损耗，用变压器(transformer)提高传输功率的电压以降低传输电流，从而减少热损耗。提高电压会增加电磁辐射，这是有害的，而且与儿童白血病相关。

现在已经研发出一种超导体来减少这些损耗，但是超导性需要额外装置提供必须的降温处理以使超导体具有超导性。这种降温需要能量，而且降温装置的体积限制了超导体的使用。超导体及其必要的额外装置价钱昂贵，因此，它的应用仅限于经济上可行时。

发明内容

本发明提供了一种零功耗电荷转移和信号传输电缆，包括两个折叠闭合连续电环。每个折叠闭合连续电环分别包含导电材料，该导电材料通过折叠成两个半环来形成闭合连续电环进而形成该折叠闭合连续电环。两个半环的外周被绝缘材料相互隔离，这样避免了两个半环被折叠形成折叠闭合连续电环时的任何电接触。折叠闭合连续电环的内周具有绝缘材料以避免折叠闭合连续电环的导电材料的内周的任何电接触。每个折叠闭合连续电环的每个半环的长度是零功耗电荷转移和信号传输电缆的长度。两个折叠闭合连续电环中之一是充电折叠闭合连续电环，另一个是放电折叠闭合连续电环。两个折叠闭合连续电环中的每一个的折叠顶部是零功耗电荷转移和信号传输电缆的端部，且具有连接器以便将充电和放电折叠闭合连续电环分别与电源和电功率传输点连接。一个折叠闭合连续电环的两个半环在另一个折叠闭合连续电环的另两个半环中对齐排布。它们被绝缘材料相互分离，使得内部折叠闭合连续电环的外表面仅与外部折叠闭合连续电环的内表面电容性接触。或者，充电和放电折叠闭合连续电环并排排布，使得充电和放电折叠闭合连续电环的每层导电材料的边缘相互对齐，但相隔适当间隙。因此折叠闭合连续电环相互间没有电接触，而是足够接近以利用电荷的所生成的电场，该电荷通常与电容器的电晕相关。两个折叠闭合连续电环中的每一个的折叠顶部是零功耗电荷转移和信号传输电缆的端部，且具有连接器以便将充电和放电折叠闭合连续电环分别与电源和电功率传输点连接。由于折叠闭合连续电环的并排排布，充电折叠闭合连续电环从充电折叠闭合连续电环的感应电场向放电折叠闭合连续电环放电。这样，由于电荷没有通过绝缘材料而是通过电场转移，这种配置将能够以恒定电压下的直流电流以及交流电流形式传输电能。

充电和放电折叠闭合连续电环的排布导致给电缆的充电折叠闭合连续电环充电的充电交流电流的每个半周期的交流电流或直流电流具有方向相反的交流电流，感应方向相反的电场，这可能在导电材料结构中产生中性区，使得充电电子无阻力地顺畅流过，给充电折叠闭合连续电环的绝缘体充电。然后，电荷通过绝缘材料或分离充电和放电折叠闭合连续电环的间隔传输给放电折叠闭合连续电环，再次导致放电交流电流或直流电流具有方向相反的交流电流，包括方向相反的电场，在导电材料结构中产生中性区，使得放电电子无阻力地顺畅流过，最终实现零功耗电荷转移和信号传输电缆。

中性区的大小以及流过中性区的电子数量与零功耗电荷转移和信号传输电缆的电容、传输直流电压或交流电压以及传输电压的频率直接相关。零功耗电荷转移和信号传输电缆以纯电容性电荷的形式沿其长度传输电能，作为恒定电压下的零损耗交流电流或直流电流。当以交流电流形式传输电能时，该电流与传输交流电压、其频率以及其电容直接相关，当以直流电流形式传输电能时，该电流与它的电压和电容直接相关。因此通过所述零功耗电荷转移和信号传输电缆传输的功率无损耗。

附图说明

结合下列附图对零功耗电荷转移和信号传输电缆作进一步说明：

图1是零功耗电荷转移和信号传输电缆的端部截面图，该电缆具有相互分隔的导电材料和绝缘材料层，该图示出了构成每个折叠闭合连续电环的端部排布；

图2是根据本发明第一实施例的该电缆的导电材料层排布的侧视图；

图3是根据本发明第二实施例的该电缆的导电材料层排布的侧视图；

图4是根据本发明第三实施例的折叠闭合连续电环的并排排布的侧视图；

图5是零功耗电荷转移和信号传输电缆的并排排布的端部截面图，该电缆具有互分隔的导电材料和绝缘材料层，该图示出了构成每个折叠闭合连续电环的端部排布。

具体实施方式