Jak działa elektronika napędzana ruchem

Jako człowiek XXI wieku prawdopodobnie masz dość intymny związek z elektronicznymi gadżetami. Od szczoteczek do zębów po iPhone'y, wypełniamy nasze życie pozornie niekończącym się łańcuchem gadżetów — z których wszystkie zależą od energii elektrycznej, która zapewnia nam melodie, dane i wibracje, których potrzebujemy, aby przetrwać dzień.

Oczywiście wiąże się to z dość silną zależnością od ładowarek, adapterów i zasilaczy. Muszę jakoś zdobyć ten prąd, prawda? Ale nawet w sytuacjach, gdy wydaje się, że brakuje energii elektrycznej, energii jest pod dostatkiem. Kursuje przez nasz świat, tam do wzięcia. Dlaczego więc w środowisku bogatym w energię mielibyśmy mieć do czynienia z rozładowaną baterią telefonu komórkowego?

To podstawowa idea najnowszej generacji elektroniki napędzanej ruchem. Skoro koła wodne i wiatraki mogą przekształcić naturalnie występujący ruch w elektryczność, to dlaczego nie wykorzystać ruchu ludzkiego ciała? Ta koncepcja doprowadziła do takich programów proekologicznych, jak używanie kroków pieszych do zasilania latarni ulicznych lub napędzanie całych klubów tanecznych rytmicznym miotaniem biesiadników.

Jeśli którykolwiek z tych pomysłów na dużą skalę byłby w ogóle możliwy, to z pewnością poranny jogging wystarczyłby, aby zasilić osobisty odtwarzacz muzyczny, prawda? Perspektywa jest szczególnie atrakcyjna, biorąc pod uwagę rosnące wymagania dotyczące szczuplejszego i bardziej odpowiedzialnego użytkowania energii.

W tym artykule przyjrzymy się powstającej technologii elektroniki napędzanej ruchem.

Wyobraź sobie więc świat, w którym nigdy nie musisz ładować telefonu komórkowego ani odtwarzacza MP3. Chociaż technologia może brzmieć w niedalekiej przyszłości, zasadniczym elementem, od którego zależy, jest wprost XIX wiek.

Angielski chemik i fizyk Michael Faraday przedstawił swoje prawo indukcji w 1831 roku, w którym nakreślono, w jaki sposób poruszanie się przewodnika w polu magnetycznym indukuje w przewodniku prąd proporcjonalny do prędkości ruchu. Prawo indukcji Faradaya leży u podstaw funkcjonowania elektrowni na świecie. Od elektrowni węglowych po obiekty jądrowe, chodzi o wytworzenie wystarczającej ilości energii kinetycznej (dodatkowej energii wytwarzanej przez ruch), aby przesunąć przewodnik przez pole magnetyczne.

Różne firmy zastosowały tę technologię w powszechnych gadżetach. Radio awaryjne ma z boku korbkę, którą można przekręcić, aby wytworzyć minimalną ilość energii niezbędną do zasilania. Niedawno deweloperzy zmodyfikowali ten projekt, aby wytwarzać silniejszy prąd elektryczny bez potrzeby aktywnego rozruchu. Należą do nich latarki wstrząsowe i zasilacze, które mogą pochwalić się specjalnymi zespołami cewek wewnątrz krótkiej tuby. Na każdym końcu tuby znajduje się magnes odstraszający, a pośrodku tuby znajduje się najważniejszy zespół magnetyczny .

Odpychany przez magnesy na obu końcach, zespół magnetyczny jest zmuszony wisieć pośrodku — aż do potrząsania. Kiedy tak się dzieje, jest zmuszony do odbijania się między dwiema siłami odpychającymi, generując prąd elektryczny, gdy przechodzi tam i z powrotem przez zespół cewki.

Prowadzi to do dwóch rodzajów elektroniki napędzanej ruchem: tych, które wymagają aktywnego przykładania energii kinetycznej, takiej jak korba, oraz tych, które wymagają pasywnej energii kinetycznej, takiej jak ruch w górę iw dół wytwarzany podczas chodzenia lub biegania.

Minusem jest oczywiście to, że pasywna energia kinetyczna różni się znacznie w zależności od tego, co robisz. Wybierasz się na energiczny bieg? Świetnie, ciesz się w pełni naładowanym telefonem komórkowym. Ale jeśli twoje noce nie są pełne lunatykowania lub rzucania się z powodu nocnego terroru, nie spodziewaj się ładowania baterii podczas snu pod gwiazdami. Deweloperzy M2E Power (Motion to Energy) twierdzą, że w testach ich baterie mogą zamienić sześć godzin przeciętnego ruchu człowieka w 30 do 60 minut zasilania telefonu komórkowego [źródło: LaMonica ]

Nowa technologia elektroniczna napędzana ruchem ma wiele zastosowań, z których najbardziej oczywistym jest tworzenie zestawów baterii, które podtrzymują Twoje osobiste gadżety, gdy jesteś w ruchu. Pomyśl o każdej sytuacji, gdy trzymałeś w ręku przedmiot z rozładowaną baterią i prawdopodobnie masz na myśli kandydata. Oto kilka dodatkowych zastosowań technologii:

Zastosowanie wojskowe : Przyjrzyj się dobrze współczesnemu żołnierzowi sił specjalnych i wyobraź sobie, ile energii potrzeba do utrzymania całego sprzętu żołnierza w ruchu. Czy współczesna armia podróżuje na brzuchu, czy na niekończącym się szeregu zasilaczy? Według M2E Power, tylko armia amerykańska jest zależna od 500 mobilnych urządzeń zależnych od baterii, co wymaga od żołnierzy użycia do 20 funtów (9 kilogramów) baterii [źródło: M2E ]. Z tego powodu armia amerykańska jest bardzo zainteresowana nowoczesną technologią zasilania ruchu do wykorzystania w goglach noktowizyjnych, różnych urządzeniach komunikacyjnych i małych, przenośnych generatorach.

Użytkowanie pojazdu : Jeśli kiedykolwiek cieszyłeś się wyboistą jazdą w pojeździe, to wiesz, że na pewno jest dostępna energia kinetyczna. W wyposażonym pojeździe, pokładowa elektronika napędzana ruchem byłaby w stanie zasilać się niezależnie od akumulatora samochodowego i silnika. Projektanci mają nadzieję, że wykorzystają tę technologię do rozszerzenia istniejących projektów pojazdów hybrydowych poprzez umożliwienie pojazdom zamiany energii kinetycznej z powrotem na energię elektryczną w akumulatorze. W związku z tym elektronika napędzana ruchem może obniżyć zapotrzebowanie pojazdu na energię zewnętrzną.

Wiatr, fale i energia wodna : elektronika napędzana ruchem może również pomóc w ulepszeniu tradycyjnych turbin wiatrowych i wodnych, a także wykorzystać naturalne ruchy pływu do popychania generatorów elektrycznych w taki sam sposób, jak poranny bieg.

Zapoznaj się z linkami na następnej stronie, aby dowiedzieć się więcej o bateriach, energii elektrycznej i ekologicznej technologii.

Powiązane artykuły

Źródła