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如果开发一个把动能转为电能的微型发电机装在手机里,有可能性和前景吗,你怎么看?

作者:机械网
文章来源:本站

  在手机中安装发电机的可能性为0,主要问题是技术问题以及需求问题。

  我们知道发电时产生的电压大小与三个方面有关系,一个是线圈的数量,一个是线圈的半径,还有一个是旋转的速度。对于手机来讲,前两个指标显然是不可能有很大的提升的,所以如果制作出微型的发电机,也需要非常快速的旋转速度,否则产生的电压非常小以至于无法进行充电。

  其次,发电机发出的电力都是交流电,高中物理根据法拉第电磁感应原理,当线圈旋转一圈产生的电压先正后负,如果需要直流电,那就需要安装一个转换器,这就又需要了额外的空间,显然也会和手机越做越薄越坐越轻的理念背道而驰。

  第三,用人力转动产生的角速度是不确定的,这就导致电压可能忽高忽低,在没有一个整流装置存在的情况下,忽高忽低的电压反而对手机电池是一种损坏。

  所以说,如果做出一个直流微型发电机并且产生恒定的电压进行充电,所需要的设备体积可能会超过手机本身,这显然在技术上很难达到。

  最后我们再来从需求角度来看待这个问题,如今的移动电源技术已经是非常成熟了,再加上快充技术,基本上最新款的手机在半个小时到一个小时之间就可以将手机电池充到90%以上,所以一款微型发电机从需求上来说既不方便也不迅速,注定不会成为人们的选择。

  你说的这个东西之前有人发明过了,甚至于已经有商用产品出来了,比如说这家叫做AMPY的公司,就生产这种利用人体动能转化为电能的充电宝。下面这张图里面就是这个小东西的工作场景,大概就是你正常走路、汽车还有跑步的时候,就可以自动把你身体的动能转化为电能。

  这个装置的原理实际上很简单【其结构如上图所示】,就是利用导电线圈和磁铁来实现的,那个白色的东西就是导电线圈,里面应该是有一个磁铁,人运动的时候,磁铁就会在线圈里上下运动,于是就产生了感应电流【原理可以参见下面的动图】,这股能量搜集、储存起来,就可以用来给手机充电了。

  所以利用人体动能转化为电能、给自己手机充电的设备确实是有的,但是我们也可以从上面的例子中看到一些问题。

  第一个问题是这个设备实在是太大了——为了要能够使产生的磁感应足够大,感应线圈就不能小,这就意味着这样的设备现在还没有办法装到手机里面去,而一旦装置体积打了之后,那还真的不如买一个移动充电宝,毕竟现在超薄移动充电宝可以很小很轻,然后还可以让手机多用上一整天,甚至于更多;

  第二个问题是,这个设备对于动能的转化效率实在是太低了。下面这张图是这种装置能够产生的电能,可以看到,你要走上一万步,才能够产生够你手机用三个小时的电量,但是仔细想想,有几个人能够一天走这么多步的?

  另外一个问题就是噪音问题了,为了让这个装置工作起来,就必须要在其中装一个可以活动的磁铁,那么人一旦活动起来,就会有一个东西动来动去的,这样产生的噪音和不适感,估计也会让人很不舒服。

  所以说,从原理来说,磁感应发电是可行的,但是实际操作起来,还真的不如带一个充电宝。

  当然了,除了磁感应之外,还有其他的发电方式,比如说用压电陶瓷,还有的人研究说用生物电或者血液动能的,比如说有人提出在血管里面装一种纳米发电机,就可以利用你血液的流动,源源不断地发电了。

  不过现在来看,还是一个小巧的充电宝,比什么都管用。

   诚邀

   有可能性!人类的潜力是无穷的。总所周知,人体运动可以产生大量能量,科研人员把人类的许多运动,比如行走、跳舞、穿衣等方式都与转化能量联系在了一起,怎样把这些能量变成能源成了一些科学家感兴趣的话题。

   动就有能,为把人体的动能转化成电能,科学人员做了诸多尝试,最初的自动手表、手摇微型发电机等。自动手表、手摇发电机用到的都是最基本的能量转化原理。但是通过这些原理,更多的用于转化人体能量的装置将被研发出来。

   相信随着科学技术的发展,人体这个巨大的能源宝库,将会被充分的利用。

  可以说和手机设计方总相违背,手机发展方向是轻便化发展,如果非得把发电机放在手机里,有点背道而驰。所以楼主这设想是好的,但没有什么可行性和必要性。未来电池储能如果有所突破,再加上电子元器件发展,功耗越来越低,如手机之类的电子设备待机时间将越来越久。

  简单的说,这个问题并不算太大的“脑洞”,很多人都会考虑过手机的电源问题。不过给手机安装一个微型的内置发电机,这个想法暴露了提问者缺乏基础的物理知识。

  在人类社会的商品里面,比较广泛采用“人力蓄能”的产品主要是手表。严格的说,手表还不是人力发电的产品,因为机械手表的蓄能结构是微型的“发条盘”。机械表的机芯最外部都会有一个扇形或者半圆形的“重力摆锤”,当我们佩戴手表的时候,手表随着手势的变化,重力摆锤便会随着姿态的不同而摆动,从而为发条盘提供能量。

  然而这种提供能量的方式用脚思考都能得出结论:

  1、功率非常低(石英挂钟的功率大概是0.003~0.005W,推算手表的功率大概只有0.00000nW的水平。也就是说,手表的功率仅为手机的十几万分之一。这也解释了,为什么现在的智能手表就没法使用自动发电的设计了,因为智能手表的功率虽然小,也是传统机械表的N倍了。)

  2、效率非常低(只有重锤的部分势能转化成动能)

  如果要给手机设计一个人力的充电器,会是什么样子呢?

  要知道普通手机的充电规格是5V 2A,功率接近10W,而快充则会达到18W~25W。

  下面这个是5.5V、1A规格的手摇充电器,功率只有5W左右。你用这个充电器给手机充电,你得摇上6~7个小时。(你能坚持3个小时我算你赢……)

  而用户评价是这样的画风……

  而下面的这款就更牛逼了,30W的手摇发电机!

  具体的效用不知道如何,但估计是减肥神器……

  又或者是单身宅男的戒撸神器……

  当然可以安装了,机械手表不就是动能转化成发条的势能么,我们只需在发条后接一个发电机就可以用发条的势能进行发电。只不过相对于手机的电池容量来说,这一点机械发电杯水车薪,可能一天发的电还不够手机用几分钟的,并且手表长时间带在手上,获得的动能还比拿在手里的手机更多,所以这个方法就更没有实际意义了。

  没必要,能运动发电给手机用需要的机构很大,以前很流行的手摇手电筒不就销声匿迹了吗?现在的手电,LED不容易坏,锂电容量大,基本用到不想用了回去一插电就好。要是你说户外运动更没必要,太阳能充电宝,三防待机十几天的手机,更没必要用这个需要运动才能充电的手机。而且现在手机已经有懒到插线都不想的,即使充电效率不高,依然无线充电能火起来。有安卓机的时候已经有无线充电的改装套件,问题为什么会现在才火起来,就是因为人懒的心越来越厉害,不过同样懒才能推动技术的发展时代的进步。

  就是个简单的切割磁力线发电,这装置很容易做,也有人做过。只是人的功率不大,持续大功率输出,大概就100-200w。平时活动也就50w,这种低等级能源全发电,效率只有10%,也就是5瓦。可是,如果50w全用于发电,人就不能做其他事情了,只够一个手机充电,用手摇发电机累上几个小时把手机充满。

  说句不怕打击你的话:一点前景都没有。主要是手摇发电机的发电效率太低了,谁一天到晚的去摇发电机啊?不做别的事了吗?还是在电池上做文章吧,如果有可能的话,我觉得核电池倒是一个选择。

  未来的手机,因为可以持续充电而拥有无限电量,屏幕可折叠,打开可以有15-40寸大小,再往后,手机屏幕越来越小,直到没有,换来的是投影的功能,再往后手机没有,换来的是可穿戴设备,实现投影视频通话功能。

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