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假如去到古代,如何利用簡單的條件去發電?
刷手機可能是我們活在這個世上非常重要的理由,假如突然穿越到古代,比如說宋朝吧,怎麼樣來保證我們的手機有電呢,畢竟就算帶上充電寶,也只能堅持幾天,因此一定要考慮一個完美的辦法,讓手機保持滿電狀態!
哪種發電方式是我們首選的?
要是你的充電寶上帶了太陽能電池,那估計就不用折騰了,沒事幹的時候曬曬充電寶就可以充滿電了,但並不是每個人都有那麼好運氣,所以還是必須得折騰出發電的方法來!那麼在宋朝這個1000多年前的時代,有哪些條件可以滿足我們製造一個發電機呢?
製造一個最原始且能發出電來的發電機導線在磁場中運動就能發出電,這個原理我們在中學時就知道了,但單根導線電壓和電流都太低,因此必須要有要很多導線繞城的線圈,那麼製造一個機械式發電機需要哪些配件呢?
轉動的動力源產生磁場的磁鐵一個或者多個線圈繞組轉動的動力源可能是最容易找的,水力驅動下吱呀呀轉動水車就是一個動力來源,或者弄個風力轉動的風車,相信一般人也能折騰出來,不過就需要點木工加工知識,但誰叫我們是現代人呢,沒做過總見過吧,製造一個能轉動的風車可能還不是特別難!
最麻煩的線圈繞組,畢竟那會根本就沒有電線的概念,不過這似乎不難,那會金絲生產工藝早已成熟,這種拉絲的方式用在銅絲上,也同樣適用,關鍵是鍊銅的工藝如何,因為紫銅絲韌性才夠好,然後再包上面紗塗上清漆就成了紗包線!
紗包線
有這些玩意兒之後,就可以製造出一個發電機了,對於轉軸這些可以用柏木或者紫檀來製作,軸承可以用滑動“含油”軸承來代替!但有一個問題是,還得實驗不少回,因為充電器能接受的電是220V或者110V兩種規格的交流電,頻率要求到不是那麼高,所以沒有電壓表,知道計算的話,還得增減下線圈匝數,以便它輸出足夠的電壓。
對了,線圈放中間,磁鐵在兩邊,這樣發出來的電正是交流電,假如要直流電的話,還得搞個整流環,實在有些麻煩!
有簡單的一些的電池嗎?這樣製造一個發電機實在太過複雜,幾乎就相當於動用了當時的木工與冶煉還有紡織等工業,必須得穿越到大戶人家才可以,要不然那有財力支援你搞這個玩意兒啊!那麼其他簡單一點的方法實現發電嗎?
伏打電池
或者叫做伏打電堆,這個電池最簡單了,是1800年義大利物理學家亞歷山大·伏打伯爵發明的,這個電池有很多單元疊加而成,每個單元用鋅板和銅板各一,中間則是鹽水浸溼的吸水棉布,如果宋朝找不到鋅板的話也可以用鐵片代替。
鋅(可以換成鐵片)銅伏打電堆的構造
每疊加一個單元大約能得到0.76V開路電壓,6個單元就能接近USB輸出5V,當然開路電壓和負載電壓是兩回事,如果要求輸出5V幾十個毫安的電池,應該要數倍數量疊加,然後在上百個串聯,才能得到要求的電壓!
伏打電堆原型
但有一個問題,開路電壓過高容易擊穿用電裝置不過有一個方法是帶著負載一個個串列疊加,這樣就不會擊穿用電裝置了,不過得改造下充電線,將USB線中的兩根電源線挑出來分別接上正負極即可!注意了,伏打電池的銅片是正極,鐵片或者鋅板是負極。
原理圖
當然事情沒那麼簡單,這個原電池消耗會非常快,需要不斷的補充鹽水,或者不斷的更換,估計為了一個手機的充電,可能會消耗掉數百千克的鹽,搞不好還充不滿!或者將鹽水換成稀硫酸也是可以的,但在宋朝,要找到稀硫酸還真不是那麼容易!
但是有一個問題:沒有訊號,給手機充電是幹嘛呢?如果你是一個科學電子書的愛好者,那麼你可以把這些書上的知識帶到古代,一千多年前即可接受現代科學的薰陶,要是那樣的話,從1000年前就打下了現代科學或者現代醫學的基礎,你將創造一個偉大的文明!
當然沒有也沒事,一個天文類APP可以讓宋朝的沈括直接做出修訂曆法的大事,而且天體執行各種理論將會提早500年左右在宋朝萌芽!或者你還可以造一臺望遠鏡出來,無論是戰爭還是天文都是不可多得好幫手。
甚至啥都沒有,那麼一個計算器就能讓當時的數學家秦九韶受益匪淺,而精準的時鐘也可以設定太多的科學實驗,一個相機可以發現太陽的在天空中的執行曲線,還有那麼多流行音樂,不知道會給當時增加多少樂譜,假如還有熱舞影片或者足球影片的話,蹴鞠運動也許延續到現在.....其實沒有假如,各位還是想多了!
回覆列表
不知道古代發出電來幹什麼用?如果不談用途,僅僅是向古人顯擺一下,就簡單了。法拉第就做過,其實,最早是科拉頓做的。金屬絲應該可以得到吧,纏繞在圓筒上,注意彼此之間用絕緣材料隔開,製成線圈。磁鐵古人早就會玩,好了將磁鐵插入線圈中在拔出來,不停地往復運動起來。法拉第就是這樣發現電磁感應現象的。你回古代的時候,如隨便帶個LED燈珠就完美了,將線圈的兩端接上燈珠,當燈珠一閃一閃的發出亮光時,古人會對你佩服的五體投地。
當然,還有更簡單的方法。古人應該會跳繩吧,用金屬絲代替麻繩,找兩個人一人拿著金屬絲的一端,東西方向站立。開始甩動金屬絲,金屬絲上下切割地磁場的磁感線,也可以發出電來。如果覺得發出的電太微弱,不要緊,多找幾組,將他們手裡的金屬絲透過適當的串並聯,並協調好大家的動作,會很明顯的。