Kaip gauti nemokamą energiją iš švytuoklės

Šiame pranešime mes bandysime suprasti, kaip švytuoklinis mechanizmas gali būti naudojamas norint pasiekti perteklių ir gaminti elektrą laisvos energijos pavidalu.

Švytuoklės darbo principas

Visi žinome ir praktiškai matėme, kaip veikia ar svyruoja švytuoklė. Techniškai tai gali būti apibrėžiama kaip mechanizmas, sudarytas iš veleno, kurio apatinėje dalyje kabo svoris, o viršutinis veleno galas pakabinamas virš fiksuoto šarnyro taip, kad, kai svoris spaudžiamas rankiniu būdu, velenas priverčiamas šoniniu svyruojančiu judesiu, kai pagrindiniame taške poslinkis yra mažiausias arba nulis, palyginti su svorio galu, kuris patiria didžiausią santykinį poslinkį, kol vyksta svyravimas.

Švytuoklė gali būti laikoma vienu iš efektyviausių mechanizmų, kaip ir svertinis mechanizmas, kuris gali sukurti „darbo“ rezultatą, kuris gali būti daug didesnis nei „darbas“, atliktas prie įėjimo.

Tai gali liudyti faktas, kad švytuoklė gali išlaikyti stiprų svyravimą labai ilgą laiką net ir su nereikšminga jėga, veikiama rankiniu būdu. Didelis švytuoklės atliktų įvesties ir išvesties darbų santykis pasiekiamas dėl dviejų sistemai veikiančių išorinių jėgų, būtent gravitacinės jėgos ir išcentrinės jėgos.

Įvesties išvesties darbo santykis

Įvesties ir išvesties darbo santykį galima išskaičiuoti tiriant šį paprastą pavyzdį:

Tarkime, kad švytuoklė yra ramybės būsenoje savo svorio centre. Tarkime, kad švytuoklės masei taikomas išorinis stumdymas taip, kad ji pasislenka tam tikru kampiniu judesiu į viršų iki, tarkime, 4 colių atstumo, tačiau dėl sunkio jėgos masė bando atstatyti savo padėtį ir proceso metu švytuoklė patiria priešingą judesį, kol jis pasieks savo svorio centro tašką, tačiau dėl labai sumažėjusios trinties pagrindiniame gale masė negali išlaikyti svorio centro padėties ir yra priversta tęsti judėjimą kertant svorio centrą tašką, kol pasiekia kitą kraštutinį galą, o procesas vyksta virpesių į priekį ir atgal forma.

Įvertinant paslėptą perteklių švytuoklėje

Tarkime, kad pradinė rankinė jėga, išstumianti švytuoklę, yra maždaug 4 coliai, o tada, kai švytuoklė svyruoja, galime manyti, kad dėl to atsirandantys judesiai yra švytuoklės išėjimai lėtai nykstant:

0–4 (pradinis paspaudimas)
tada nuo 4 iki 0 ir tada nuo 0 iki 3 kitame gale,
tada nuo 3 iki 0,
tada nuo 0 iki 2,
tada nuo 2 iki 0,
tada nuo 0 iki 1,
ir galiausiai nuo 1 iki 0 (švytuoklė sustoja).

Pridėjus išvestis, rezultatas bus 4 + 3 + 3 + 2 + 2 + 1 + 1 = 16, atsakant į 4 paspaudimą, tai reiškia išėjimą, kuris yra maždaug 4 kartus didesnis nei įvestis.

Švytuoklės trūkumas

Tačiau vienas švytuoklės trūkumas yra tas, kad, kaip ir bet kurį kitą mechanizmą, jį pernelyg riboja pirmasis termodinamikos dėsnis, todėl jo svyravimas palaipsniui lėtėja, kol galiausiai jis sustoja.

Bet kokiu atveju, čia būtų įdomu ištirti, kaip ypatingą švytuoklės efektyvumą galima padaryti naudingam darbui ir kaip virpesius galima nuolat palaikyti išorine nereikšminga jėga.

Pasiekti pervargimą iš švytuoklės

Remiantis aukščiau esančiu vaizdu, įrenginyje rodomas švytuoklės velenas, sujungtas su variklio ašimi. Švytuoklės strypas turi sunkią sferinę masę, pritvirtintą apatiniu galu, masės apatiniame krašte yra įstrigęs nuolatinis magnetas.

Nendrinis jungiklis taip pat gali būti matomas įdėtas į jos svorio centrą kertančios švytuoklės masės centrinę ašį taip, kad švytuoklei judant, švytuoklės masės magnetas tiesiog „pabučiuoja“ pro nendrių jungiklį. Kiekvieną kartą, kai taip atsitinka, nendrių jungiklis trumpam uždaro vidinį kontaktą ir paleidžiamas, kai tik švytuoklė jį kerta.

Variklio laidai yra sujungti su relės mechanizmu, o nendrių jungiklis sukonfigūruotas su apverstine grandine, kaip galima sužinoti iš šios diskusijos:

Kaip tai veikia

Tikslas yra suteikti varikliui momentinį sukimąsi pagal laikrodžio rodyklę ir prieš laikrodžio rodyklę, kad švytuoklės sukimasis, susijęs su jo sukliu, būtų nuolat palaikomas.

Variklis čia veikia kaip variklis ir generatorius, kuris gauna palaikomąjį impulsą iš akumuliatoriaus, kad švytuoklė neveiktų, ir tuo pačiu metu generuoja akumuliatoriaus įkrovimo elektrą, tačiau daug didesniu nei pulso dažniu. .

Siūlomo be švytuoklės energijos generatoriaus veikimą grandinėje galima suprasti naudojant šiuos taškus:

IC 4017 sudaro paprastą „flip flop“ grandinę, kuri pakaitomis įjungia ir išjungia savo išvestis, reaguodama į nendrės jungiklio impulsus jo kaištyje Nr. 14.

Pakaitinis įjungimas / išjungimas IC išėjime atitinkamai įjungia relės tvarkyklę ir perjungia DPDT relę kiekvienoje švytuoklės masės sankirtoje per nendrių relę.

Tuo momentu, kai švytuoklės masė kerta nendrę, nendrių kontaktai užsidaro sukeldami impulsą IC kaištyje Nr. 14, kuris savo ruožtu perjungia relę, relė apjungia variklio prijungtą įtampos poliškumą taip, kad impulsas papildytų pagal laikrodžio rodyklę arba prieš laikrodžio rodyklę. švytuoklės judėjimas, sustiprindamas švytuoklės svyravimus po truputį kiekviename svyravimo cikle.

Dviejų serijų kondensatorių su relės kontaktais buvimas užtikrina, kad impulsas yra tik momentinis, o švytuoklei svyruoti naudojama tik dalinė energija.

Tuo tarpu švytuoklės judėjimas sukuria pakankamai elektros energijos, kad akumuliatorius būtų įkrautas tokiu laipsniu, kad jo energijos pakaktų naudoti kitai išorinei įtaisui maitinti.