我有一部iPhone,有时不方便从墙上充电。也许我坐长途汽车。如果我愿意进行体育活动/锻炼来产生能量,那么我需要花费多少精力才能充当电话充电器,并在5 V电压下提供稳定的1-2安培电流?
假设的设备必须小巧轻便,以至于我可以随身携带……如果我必须在家中使用它,那毫无意义。
例如,有一个简单的手动锻炼设备,您可以反复挤压以增强手部肌肉。那会产生多少功率?
我有一部iPhone,有时不方便从墙上充电。也许我坐长途汽车。如果我愿意进行体育活动/锻炼来产生能量,那么我需要花费多少精力才能充当电话充电器,并在5 V电压下提供稳定的1-2安培电流?
假设的设备必须小巧轻便,以至于我可以随身携带……如果我必须在家中使用它,那毫无意义。
例如,有一个简单的手动锻炼设备,您可以反复挤压以增强手部肌肉。那会产生多少功率?
Answers:
可以由一个有上进心和积极性的人整日管理20瓦特的手动发电机发电量(转换损失后足以输送10瓦特的电能)。这将消耗您所有的手臂肌肉。但是,您将需要合理的长度曲柄,舒适的手柄,良好的发电机固定装置,而这并不是您可以随随便便地随身携带并在公共汽车上使用的东西。
可以捏握挤压设备以产生一些动力,但是,仅能使用前臂中的小握肌,您才能在疲惫之前几分钟内获得超过几瓦的功率。
如果您不介意站立,则可以使用发电机来安装迷你步进器。这会用你的腿,所以我们回到了持续的数十瓦特,甚至100瓦以上的区域。它可以稳定地放在地板上,也可以装在一个小背包里,因此可能是最合适的设备。假设一个70公斤重的人每秒走200毫米高的步幅可输出140瓦。
Neil_UK提到了握力训练器,这让我很好奇您的手能提供多少力量。为了进行估算,我查找了此类设备,显然它们通常在6cm的距离内提供约500N的电阻。这使我们每次挤压获得约30J的机械能。不确定每秒可以进行多少次挤压,所以让我们一起努力吧。NiMH AA电池可存储约12kJ的电量,因此您需要压缩400次才能为单个NiMH AA电池充电。祝你好运!而且这种计算甚至都没有考虑到损失。
正如Neil_UK也提到的那样,手臂和腿部的肌肉要强得多。即使是未经培训的人,也可以长时间(> 1小时)骑自行车输出100W功率。
10瓦特的功率为550英尺磅,而一马力的功率为746瓦特,这给了我们有用的数字。
您需要举起550英尺磅* 10/746 = 550 * 1/75 ~~ 8磅,每秒举起一英尺。
您能否每秒将一加仑的水提起一只脚一个小时?
从技术上讲,在2m与100千克走在1-M步骤中的质量的人/秒(约每小时4.5英里)具有以产生约500瓦的功率/用途,如本文所示。因此,如果您的鞋子中嵌入了某些设备,那么应该可以收获额外的10 W功率,尤其是因为您只需要充电1个小时(智能手机电池的电量约为10 W-hr,并且我们忽略了转换损耗)。因此,为步行努力增加2%的负荷就可以完成这项工作。这双鞋的舒适程度是另一个问题。
曾尝试使用鞋子内的能量收集器,但结果并不令人印象深刻,为3-4 mW。
甚至还有指导人员如何用可充电手电筒的零件制造“制鞋机”,因此这种方法可能产生的功率超过几毫瓦。
反思与纠正:这个答案引起了人们的注意,不仅“提手”可以通过举起东西来进行动力收集,而且步法也有一些功能。但是,上述期望过于乐观。
(1)4.5 mph是5K马拉松的良好步行方式,不是普通人在1小时内完成。所以,是的,这确实是一次“轻快的漫步”,或者就像在环法自行车赛上骑自行车一样;
(2)从观察上看,步行只需要将一个人的质心举起2-3cm,而不是像引用的模型所建议的那样,将一个1米的刚性辐条无边框地翻滚。因此,每秒走两步的机械功率似乎为2 x 100 x 0.03 xg〜= 60瓦。(这没有解决一个人应该吃多少才能达到这个目的)。
(3)因此,假设效率为100%,则发电鞋必须具有0.5 cm的偏移柱塞,才能从100 kg快速行走的车身产生10 W功率。
(4)更糟糕的是,即使由最好的军事工程师制造,曲柄发电机的效率也不会超过50%,因此该鞋子必须具有1厘米的偏移鞋子才能产生10W。
(5)因此,如果将10 W曲柄发电机嵌入鞋中,则将消耗大约15-20%的快速步行努力,这可能会不舒服。
(6)另请参阅EE Stack Exchange上有关发电的相关答案。
结论:使用肌肉力量在一小时内为智能手机充电的任务需要一个非常专心并且身体健康的人。