คนยุคกลางสามารถสร้างมอเตอร์ไฟฟ้าได้หรือไม่?

Question

มีการแนะนำว่าคนในยุคกลางซึ่งมีแหล่งไฟฟ้าที่หาได้ง่ายจะพัฒนามอเตอร์ไฟฟ้าและรถม้า ฉันคิดว่าสิ่งเหล่านี้จะซับซ้อนเกินไปที่จะทำจนถึงศตวรรษที่ 19 เบนจามินแฟรงคลินค้นพบมอเตอร์ไฟฟ้ายุคดึกดำบรรพ์ในศตวรรษที่ 18 แต่ยังไม่ถึงปีพ. ศ. 2375 จึงสามารถใช้สำหรับเคลื่อนย้ายเครื่องจักรได้

พลังที่คนยุคกลางจะมีคือแบตเตอรี่ที่พูดได้จริงคือพลังที่ไม่ จำกัด พวกเขาสามารถตั้งแรงดันไฟฟ้าและแอมแปร์ให้เป็นแบบใดก็ได้สูงสุดถึงกำลังไฟ 1 กิกะวัตต์ แบตเตอรี่เหล่านี้มีอยู่ไม่กี่ก้อนเหลืออยู่โดยมนุษย์ต่างดาวดังนั้นฉันจึงสงสัยว่าพวกมันจะพัฒนาอะไรได้บ้างเมื่อใช้พลังงานไฟฟ้ามากมาย

Answer 1

เรียงจาก.

การสร้างสิ่งที่เปลี่ยนไปเมื่อมีการใช้พลังงานเป็นเรื่องง่ายหากคุณมีอำนาจ
การสร้างมอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้งานได้จริงเป็นเรื่องที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

สมมติว่าคุณได้รับแหล่งพลังงาน DC อย่างน่าอัศจรรย์ (ดูเหมือนว่าจัดหาโดยมนุษย์ต่างดาว)
คุณยังต้องมีความรู้ในการทำงานเกี่ยวกับไฟฟ้าและแม่เหล็ก แต่อีกครั้งด้วยแหล่งพลังงานที่เพียงพอและทักษะการทำทองแดงเพียงเล็กน้อยคุณสามารถบรรลุสิ่งนี้ได้ด้วยการลองผิดลองถูก

จากนั้นคุณต้องสร้างมอเตอร์จริงๆ สิ่งนี้ต้องใช้เหล็ก (ไม่ใช่เหล็ก)
ต้องมีการติดตั้งแบบหมุนที่มีแรงเสียดทานต่ำ ตลับลูกปืน แม้ว่าคุณอาจจะหนีไปพร้อมกับเพลาเรียบที่ทาด้วยน้ำมันอย่างดี
และคุณต้องมีความสามารถและทักษะในการสร้างลวดทองแดงบาง ๆ ที่สม่ำเสมอหลาย ๆ เมตรหลายเส้นที่หุ้มฉนวนอย่างสม่ำเสมอ การเดินสายเป็นก้อนหรือฉนวนทำให้เกิดความร้อนภายในทำให้มอเตอร์ไหม้
นอกจากนี้คุณยังต้องมีสิ่งเล็ก ๆ น้อย ๆ เช่นสวิตช์การทำงานวิธีการต่อลวดที่เชื่อถือได้ ( ไม่ใช่แค่การบิดสายไฟสองเส้นเข้าด้วยกันคุณต้องใช้การบัดกรี)

ในการพัฒนามอเตอร์ของคุณคุณมักจะพบว่าตัวเองกำลังประดิษฐ์เครื่องดับเพลิงแบบพกพาที่ไม่ใช่น้ำเป็นเครื่องมือที่จำเป็นอย่างยิ่ง

กล่าวโดยย่อ:ใช่ด้วยแหล่งพลังงานฟรีที่คุณสามารถสร้างมอเตอร์ได้ อาจไม่สามารถใช้งานได้จริงหากไม่มีเทคโนโลยีสนับสนุนที่แข็งแกร่งในการประดิษฐ์เครื่องมือโลหะวิทยาและศาสตร์อื่น ๆ

Answer 2

จาก https://www.fleet.org.au/blog/spinning-wire/:

เมื่อลวดสัมผัสกับด้านบนของแบตเตอรี่และแม่เหล็กมันกำลังสร้างวงจรซึ่งทำให้อิเล็กตรอนไหลได้ - นี่คือกระแส นอกจากนี้ยังมีสนามแม่เหล็กเนื่องจากแม่เหล็กที่ด้านล่างของแบตเตอรี่ เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ต่อหน้าสนามแม่เหล็กแรงจะถูกสร้างขึ้นซึ่งตั้งฉากกับทิศทางการไหลของอิเล็กตรอน (กระแส) และสนามแม่เหล็ก แรงนี้ซึ่งเรียกว่าลอเรนซ์ฟอร์ซทำหน้าที่บนเส้นลวดและทำให้มันเคลื่อนที่ซึ่งทำให้ลวดหมุนไปรอบ ๆ

นี่จะเป็นเรื่องง่ายที่จะค้นพบว่ามนุษย์ต่างดาวได้ทิ้งแม่เหล็กที่แข็งแกร่งไว้ด้วยหรือไม่ ในสนามแม่เหล็กแรงสูงสิ่งใดก็ตามที่มีกระแสไหลจะเคลื่อนที่ ไม่จำเป็นต้องเป็นลวดและไม่จำเป็นต้องมีฉนวนกันความร้อน

จาก https://garethladley.tumblr.com/post/166922851287/homopolar-motor:

หากไม่มีแม่เหล็กการก่อสร้างอาศัยขดลวด:

https://www.wired.com/2016/01/how-to-build-a-super-simple-electric-motor-out-of-stuff-you-already-have/

ด้วยแบตเตอรี่ AA สิ่งนี้ยากที่จะค้นพบ มันจะหมดและไม่สามารถใช้พลังงานได้มาก แต่มีแบตเตอรี่เอเลี่ยนที่ไม่มีที่สิ้นสุด?

• แทนที่จะใช้สายไฟบาง ๆ คุณสามารถลัดวงจรด้วยอะไรก็ได้ กระแสน้ำขนาดใหญ่สามารถไหลขยายแรงเล็กน้อยที่ปรากฏจากขดลวดที่ไม่สมบูรณ์ (เป็นเพียงตัวนำโค้ง)
• แบตเตอรี่เชิญชวนให้ทดลอง สามารถหลอมโลหะได้โดยไม่ต้องใช้ความร้อน มันสามารถฆ่าคนได้ มันสามารถสร้างประกายไฟ

ฉันคิดว่าพวกเขาทำได้!

Answer 3

การสร้างมอเตอร์ไฟฟ้าแบบดั้งเดิมนั้นไม่ใช่เรื่องยากเพียงแค่ต้องใช้ลวดทองแดงวัสดุแม่เหล็กและวัสดุฉนวนบางประเภทเช่นผ้า แม้ว่ามันจะมีราคาแพงจนแทบจะห้ามใจได้ แต่ก็สามารถทำได้เร็วกว่าศตวรรษที่ 19 แม้ว่าจะไม่มีแม่เหล็กความหนาแน่นสูง แต่ก็อาจไม่ได้ผลมากนัก นี่คือวิธีที่คุณจะสร้าง:

1. วาดลวดทองแดง เส้นผ่านศูนย์กลางที่เปลี่ยนแปลงน้อยลงตลอดความยาวยิ่งดี
2. ห่อลวดทองแดงด้วยกาวและผ้าเพื่อหุ้มฉนวนแล้วประกอบเข้ากับขดลวดที่จำเป็นสำหรับมอเตอร์
3. หากคุณต้องการสร้างมอเตอร์กระแสตรงคุณจะต้องสร้างแปรงกราไฟต์ด้วย
4. หมุนแม่เหล็กของคุณในขดลวดและคุณมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าวิ่งผ่านขดลวดและคุณมีมอเตอร์

อุปสรรคสำคัญประการหนึ่งคือการขาดแม่เหล็กถาวร นีโอดิเมียมถูกค้นพบใน ~ 1880 และแม่เหล็กโลกหายากสมัยใหม่ถูกประดิษฐ์ขึ้นในปี 1900 พวกเขาจะต้องใช้แม่เหล็กไฟฟ้าและ lodestones ที่ยุ่งยากอย่างกว้างขวางหากไม่สามารถหา / สังเคราะห์วัสดุแม่เหล็กได้

ความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดคือเทคโนโลยีแบตเตอรี่โดยเฉพาะอย่างยิ่งความหนาแน่นของพลังงาน เมื่อไม่นานมานี้ (ประมาณปี 2010) แบตเตอรี่ดีพอสำหรับการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูงเช่นโดรนและในตอนนี้ (ปี 2020) เท่านั้นที่แบตเตอรี่จะดีพอที่จะแข่งขันกับเครื่องยนต์สันดาปได้อย่างจริงจัง หากคุณมีเทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่มนุษย์ต่างดาวให้มาเป็นไปได้มากที่มอเตอร์ไฟฟ้าจะถูกค้นพบในระยะไกลก่อนหน้านี้

การทดลองไฟฟ้าในยุคแรก ๆ หลายครั้งต้องดิ้นรนกับความจริงที่ว่าการสร้างสนามแม่เหล็ก / ไฟฟ้าที่สามารถวัดได้ด้วยเทคโนโลยีดั้งเดิมคุณต้องใช้ไฟฟ้าจำนวนมากในตอนแรก ตัวอย่างเช่นหนึ่งในการทดลองทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่เก่าแก่ที่สุดคือการใช้พลังงานผ่านสายเคเบิลจากนั้นดูว่ามันส่งผลต่อเข็มทิศในบริเวณใกล้เคียงอย่างไร ผู้คนคงจะสะดุดในเรื่องนี้เร็วกว่านี้หากพวกเขาได้รับพลังงานไฟฟ้าที่ไม่มีที่สิ้นสุด

Answer 4

เป็นไปได้โดยให้ความรู้ว่าต้องทำอย่างไร การทำฉนวนและการม้วนลวดจะมีราคาแพงมากและต้องใช้กำลังคนมากและการขึ้นรูปเพลาตลับลูกปืน ฯลฯ จะต้องใช้ช่างฝีมือที่เชี่ยวชาญและมีราคาแพงมาก ... สิ่งต่างๆเช่นชิ้นส่วนเครื่องจักรกลที่ได้มาตรฐานไม่มีอยู่ก่อนการปฏิวัติอุตสาหกรรม แต่วัสดุที่แปลกใหม่ที่สุดที่คุณต้องการคือเหล็กอ่อนแม่เหล็ก (เหล็กดัดจะทำงานได้ดี) อย่างอื่นอาจเป็นทองเหลืองบรอนซ์ทองแดง ฯลฯ คุณไม่จำเป็นต้องใช้แม่เหล็กถาวรที่แข็งแกร่ง (คุณแค่ต้องการมากกว่านั้น ราคาแพงและยากที่จะสร้างขดลวด)

อย่างไรก็ตามเครื่องกำเนิดไฟฟ้านั้นง่ายต่อการสร้างและในความเป็นจริงอุปกรณ์เดียวกันสามารถทำงานได้ทั้งสองอย่าง เบนจามินแฟรงคลินมีความสามารถในการสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าในปริมาณที่มีประโยชน์และมอเตอร์ที่จะใช้มัน ... เขาไม่รู้ว่าจะทำอย่างไร การออกแบบมอเตอร์ไฟฟ้าหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพและเป็นประโยชน์นั้นค่อนข้างไม่สำคัญและจำเป็นต้องมีความก้าวหน้าในทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์

แบตเตอรี่วิเศษเหล่านี้จะช่วยในการพัฒนาเครื่องจักรแม่เหล็กไฟฟ้าได้อย่างแน่นอน แต่การพัฒนามอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้งานได้จริงยังคงต้องใช้เวลามากและหากไม่มีการปฏิวัติอุตสาหกรรมเครื่องดังกล่าวจะมีราคาแพงอย่างไม่น่าเชื่อ นอกจากนี้ยังจะซ่อมแซมได้ยากเนื่องจากไม่มีชิ้นส่วนที่ได้มาตรฐาน ... คุณจะต้องมีช่างฝีมือที่สามารถประดิษฐ์ชิ้นส่วนใหม่ตั้งแต่เริ่มต้น

Answer 5

ความท้าทายของเฟรม

คำถามประเภทนี้พบได้บ่อย มันไม่สมเหตุสมผลในความคิดของฉัน สังคมใด ๆ ตั้งแต่กรีกโบราณเป็นต้นมา (ถ้าไม่ก่อนหน้านี้) สามารถประดิษฐ์อะไรก็ได้ที่เรามีอยู่ในปัจจุบัน สิ่งที่ต้องมีคืออารยธรรมที่มั่นคงเพียงพอซึ่งในตัวมันเองได้รับการส่งเสริมจากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี

ในตอนนั้นมนุษย์ฉลาดและสามารถเข้าใจแนวคิดทุกประเภท หากพวกเขามีแหล่งพลังวิเศษนี้พวกเขาสามารถใช้มันเพื่อสร้างเครื่องจักรง่ายๆที่สามารถใช้ในการสร้างเครื่องจักรที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งสามารถใช้เพื่อสร้างเครื่องจักรที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นได้ ...

สิ่งที่คุณทำคือเลื่อนนาฬิกาไปข้างหน้าเมื่อสำรวจคำถามประเภทนี้ คนในยุคกลางจะมีความก้าวหน้ามากกว่าที่เป็นจริง แต่อะไรนะ? หากคนในยุคกลางอาศัยอยู่ในตึกแถวและมีไอโฟนพวกเขาคงไม่ได้อยู่ในยุคกลางอย่างที่เราเข้าใจ คุณอาจสร้างเรื่องราวในโลกสมัยใหม่ได้เช่นกัน

ฉันหวังว่าสิ่งนี้จะไม่ออกมาเป็นการพูดจาโผงผางมากเกินไป ความตั้งใจของฉันคือหลีกเลี่ยงการทำสิ่งที่ฉันคิดว่าเป็นเรื่องธรรมดา แต่ไม่ก่อให้เกิดประโยชน์มากเกินไป

ผู้คนในยุคกลางสามารถสร้างขีปนาวุธได้หรือไม่?

เป็นไปได้ไหมที่จะสร้างรั้วไฟฟ้าในยุคกลาง?

คนในยุคกลางจะต่อสู้อย่างไรหากสามารถปล่อยกระแสไฟฟ้าที่ทรงพลังได้?

เป็นต้น

Answer 6

สิ่งที่พวกเขาขาดคือความรู้และแรงผลักดันจุดประสงค์และในประวัติศาสตร์จริงของเราแหล่งพลังงานไฟฟ้าที่หอมหวานไม่มีที่สิ้นสุดของขวัญจากพระเจ้า

ในแง่ของงานฝีมือวัสดุและสิ่งจำเป็นอื่น ๆ พวกเขาค่อนข้างพร้อมสำหรับงานนี้ (IDK คิดว่านาฬิกาฉันพนันได้เลยว่า 99 เปอร์เซ็นต์ไม่รู้ว่าพวกเขาสร้างขึ้นมาได้อย่างไรหากไม่ได้ดูวิดีโอ Click Spring) พวกเขาแค่ จะไม่รู้ว่าจะรวมทั้งหมดเข้าด้วยกันได้อย่างไร จริงๆแล้วเทคโนโลยีและวิธีการในยุคสำริดตอนต้นและวัสดุก็เพียงพอที่จะสร้างมอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้งานได้จริง

แต่อย่าลืมตัวอย่างที่มีชื่อเสียงเหล่านั้นว่า - จรวดเป็นที่รู้จักในประเทศจีนโบราณและนักสมรู้ร่วมคิด / นักประวัติศาสตร์ / MythBusters บางคนยังลองใช้บางส่วนเป็นอาวุธซึ่งชาวเกาหลีอาจใช้หรือไม่ก็ได้ (?) ในเวลานั้นต่ำ - ยุติความสำเร็จบางส่วน

เครื่องจักรไอน้ำเป็นของเล่นเป็นที่รู้จักกันมาตั้งแต่สมัยอาณาจักรโรมัน / กรีซ แต่ต้องใช้เวลาครึ่งพันปีหรือมากกว่านั้นและอารยธรรมที่แตกต่างกันจึงจะทำให้มันใช้งานได้

มีคำกล่าวที่ว่าสิ่งจำเป็นคือแม่ของสิ่งประดิษฐ์และมันไม่ได้หมายความว่าคุณจะประดิษฐ์ขึ้นเมื่อถึงเวลาที่ยากลำบาก แต่เป็นการรวบรวมสิ่งที่คุณรู้อยู่แล้วในวิธีการแก้ปัญหาที่ถูกนำมาใช้โดยคุณสามารถประดิษฐ์สิ่งอื่น ๆ ได้ไม่กี่อย่าง แต่ มีหลายตัวอย่างของการเกิดความคิดหรือต้นแบบในช่วงแรก ๆ ที่ไม่ได้เริ่มต้นขึ้นจนกว่าจะถึงเวลาต่อมาหรือเสียชีวิตก่อนวัยอันควรหรือมีปัญหาลุกลาม

ตลับลูกปืนสายไฟแม่เหล็กการหล่อฉนวนกันความร้อน - ไม่มีปัญหาในยุคกลาง Heck พวกเขายังมีแนวทางการผลิตสายพานลำเลียงมานานก่อนที่ฟอร์ดจะสร้างมันขึ้นมาอีกครั้งอย่างน้อยก็ในช่วงเวลาอาณาจักรโรมอย่างน้อยการหล่อจำนวนมาก (การผลิตจำนวนมากในแง่หนึ่ง) เป็นที่รู้จักกันก่อนหน้าพวกเขาด้วยซ้ำ

สิ่งที่พวกเขาขาดคือระบบความรู้ที่เป็นระบบและการแก้ปัญหาและการเพิ่มพูนความรู้อย่างเป็นระบบซึ่งทุกวันนี้เราเรียกว่าวิทยาศาสตร์หรือวิธีการทางวิทยาศาสตร์

พวกเขาทำได้ - ใช่แน่นอน; พวกเขาจะ - ไม่น่าจะเป็นไปได้ถ้าไม่ใช่ handwavium แบตเตอรี่เพียงอย่างเดียวก็ไม่เพียงพอ

แต่การปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมอาจเกิดขึ้นก่อนหน้านี้ไม่กี่ร้อยปี

การมีแหล่งพลังงานไฟฟ้าที่ทรงพลังคุณไม่จำเป็นต้องใช้มันในมอเตอร์ไฟฟ้าทั่วไปของคุณเพื่อสร้างมอเตอร์ - สตาร์ทโดยตรงด้วยเครื่องยนต์ไอออนฮ่า ๆ

โครงการสุดสัปดาห์: Ionic Space Thruster

Ion Propulsion - เครื่องบินที่ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนที่

หรือการตั้งค่าการเผาไหม้ของกังหันน้ำ - น้ำอิเล็กโทรไลต์และผสมกับกระแสน้ำในท่อและเกิดประกายไฟภายในและมีท่อคายน้ำที่เชื่อถือได้ตีการตั้งค่าประเภทล้อน้ำ เนื่องจากมันค่อนข้างง่ายที่จะสังเกตเอฟเฟกต์เหล่านั้นและความคิดที่มีกลไกอาจมาพร้อมกับการตั้งค่า

ไฟฟ้ามีประสิทธิภาพและยืดหยุ่นมาก - วิธีที่เราใช้ไม่ใช่วิธีเดียวเราพยายามใช้อย่างมีประสิทธิภาพเนื่องจากไม่ฟรี แต่ถ้ามีจำนวนมากและไม่รู้วิธีที่ดีกว่า - มีหลายวิธี วิธีการใช้งาน

ปล

เกี่ยวกับการเปลี่ยนม้าคุณรู้หรือไม่ว่าการทดแทนขาดอะไร? Autopilot แต่เรายังไม่สามารถแก้ปัญหานั้นได้ฮ่า ๆ ใช่แน่ใจว่าเราได้รับสิทธิประโยชน์มากมายจากการเปลี่ยนตำแหน่งนั้นมากเกินกว่าจะนับได้ แต่ระบบขับเคลื่อนอัตโนมัติหายไปเป็นเวลานานจนกระทั่งไม่กี่ปีที่ผ่านมา

ดังนั้นแม้ว่าคุณจะมีมอเตอร์คุณก็ต้องให้ประโยชน์มากขึ้นบนจานเพื่อโน้มน้าวผู้อื่นว่ามันเป็นการทดแทนที่ดี ถนนไม่ดีดังนั้นคุณอาจลืมเรื่องความเร็วฮ่า ๆ ไม่มีไฟบนถนนลืมเรื่องการขับรถ 24.7 ฯลฯ ทางรถไฟเป็นสิ่งที่ดีเพราะมันแก้ปัญหาบางอย่างได้ แต่จะดีเฉพาะที่ที่เป็น