Sarkaçtan Bedava Enerji Nasıl Elde Edilir

Bu yazıda, bir sarkaç mekanizmasının aşırı birliğe ulaşmak ve serbest enerji şeklinde elektrik üretmek için nasıl kullanılabileceğini anlamaya çalışacağız.

Sarkaç Çalışma Prensibi

Hepimiz bir sarkacın nasıl çalıştığını veya salındığını biliyoruz ve pratik olarak gördük. Teknik olarak, bir şaftın alt ucunda asılı bir ağırlık ile şaftın üst ucunun sabit bir pivot üzerine asılan bir mekanizma olarak tanımlanabilir, böylece ağırlığa manuel bir itme verildiğinde şaft salınım devam ederken maksimum görece yer değiştirmeye maruz kalan ağırlık ucuna kıyasla eksen noktasının minimum veya sıfır yer değiştirmeye maruz kaldığı bir yanal sallanma hareketi ile zorlanır.

Bir sarkaç, girdide yapılan 'işten' çok daha yüksek olabilecek bir 'iş' çıktısı üretme potansiyeline sahip olan kaldıraç mekanizması gibi en verimli mekanizmalardan biri olarak düşünülebilir.

Bu, bir sarkacın, üzerine elle yapılan bir itme ile önemsiz miktarda kuvvet uygulandığında bile çok uzun bir süre boyunca güçlü bir sallanma hareketini sürdürebilmesiyle tanınabilir. Bir sarkaç tarafından yapılan yüksek oranlı giriş ve çıkış işi, sisteme etki eden iki dış kuvvet, yani yerçekimi kuvveti ve merkezkaç kuvveti nedeniyle elde edilir.

Girdi Çıktı Çalışma Oranı

Girdi-çıktı iş oranı, bu basit örneği inceleyerek çıkarılabilir:

Bir sarkacın ağırlık merkezinde durduğunu varsayalım. Sarkaç kütlesine, yaklaşık 4 inçlik bir mesafeye kadar bir miktar açısal yukarı doğru hareketle yer değiştirecek şekilde bir dış itme uygulandığını varsayalım, ancak yerçekimi etkisinden dolayı kütle konumunu eski haline getirmeye çalışır ve sarkaç geçirdiği süreçte ağırlık merkezine geri dönene kadar zıt bir hareket, ancak eksen ucundaki yüksek oranda azaltılmış sürtünme nedeniyle, kütle ağırlık merkezi konumunu tutamaz ve ağırlık merkezini geçen harekete devam etmeye zorlanır. diğer uç uca ulaşana kadar işaret edin ve süreç bir ileri ve geri salınım şeklini alır.

Sarkaçtaki Gizli Aşırı Birliğin Değerlendirilmesi

Sarkacın yer değiştiren ilk manuel kuvvetinin yaklaşık 4 inç olduğunu varsayalım ve sonra sarkaç salınırken, ortaya çıkan hareketlerin sarkaçtan yavaşça azalan bir şekilde çıktılar olduğunu varsayabiliriz:

0 ila 4 (ilk itme)
sonra 4'ten 0'a ve sonra 0'dan 3'e diğer uçta
sonra 3'ten 0'a,
sonra 0-2,
sonra 2'den 0'a,
sonra 0'dan 1'e,
ve son olarak 1'den 0'a (sarkaç durur).

Çıktıları topladığımızda, 4 itişine yanıt olarak sonucu 4 + 3 + 3 + 2 + 2 + 1 + 1 = 16 buluyoruz, bu, girdiden yaklaşık 4 kat daha fazla bir çıktı anlamına geliyor.

Sarkaç Dezavantajı

Bununla birlikte, sarkacın bir dezavantajı, diğer mekanizmalar gibi, termodinamiğin birinci yasası tarafından çok kısıtlanması ve bu nedenle salınım hareketinin, sonunda durana kadar yavaş yavaş yavaşlamasıdır.

Her neyse, burada sarkacın aşırı verimliliğinin bazı yararlı işler yapmak için nasıl yapılabileceğini ve ayrıca salınımların dışarıdan önemsiz miktarda bir kuvvet tarafından kalıcı olarak nasıl sürdürülebileceğini araştırmak ilginç olacaktır.

Sarkaçtan Üstünliğe Ulaşmak

Yukarıdaki resme referansla, kurulum bir motor miline bağlı bir sarkaç milini göstermektedir. Sarkaç çubuğunun alt ucu ile tutturulmuş ağır küresel bir kütlesi vardır, kütlenin alt kenarına sıkışmış kalıcı bir mıknatıs vardır.

Sarkaç kütlesinin ağırlık merkezini geçen merkez eksenine bir saz anahtarı da yerleştirilmiş olarak görülebilir, öyle ki sarkaç hareket halindeyken sarkaç kütlesi üzerindeki mıknatıs, kamış anahtarını sadece 'öpüyor'. Bu her gerçekleştiğinde, saz anahtarı dahili kontağını anlık olarak kapatır ve sarkaç onu geçer geçmez serbest bırakır.

Aşağıdaki tartışmadan öğrenilebileceği gibi, motor kabloları bir röle mekanizmasına bağlanırken, manyetik anahtar bir flip flop devresi ile yapılandırılmıştır:

Nasıl çalışır

Buradaki amaç, motora saat yönünde ve saat yönünün tersine anlık dönüş itmeleri sağlamaktır, böylece iş mili ile bağlantılı sarkaç salınım hareketi kalıcı olarak sürdürülür.

Buradaki motor, bir motor gibi davranır ve aynı zamanda sarkaç tekmelemesini sürdürmek için bataryadan sürekli darbeyi alan ve aynı zamanda batarya için şarj elektriğini üretir, ancak darbe hızından çok daha yüksek bir oranda üretir. .

Önerilen sarkaçsız enerji üretecinin devre işleyişi, aşağıdaki noktaların yardımıyla anlaşılabilir:

IC 4017, pim # 14'te kamış anahtarından gelen darbelere yanıt olarak çıkışlarını dönüşümlü olarak AÇIK ve KAPALI konuma getiren basit bir flip flop devresi oluşturur.

IC'nin çıkışındaki alternatif AÇIK / KAPALI anahtarlama, röle sürücüsünü uygun şekilde tetikler ve sarkaç kütlesinin her geçişinde kamış rölesi boyunca DPDT rölesini değiştirir.

Sarkaç kütlesi kamışı geçtiği anda, kamış kontakları kapanır ve IC'nin 14 numaralı piminde bir tetikleme darbesine neden olur ve bu da röleyi değiştirir, röle bağlı voltaj polaritesini motora çevirir, böylece darbe saat yönünde veya saat yönünün tersine tamamlar. sarkacın hareketi, salınım döngüsünün her birinde sarkacın sallanma hareketini biraz güçlendirir.

Röle kontaklı iki seri kapasitörün varlığı, darbenin sadece anlık olmasını ve sarkacın sallanmasını sağlamak için yalnızca hizip enerjisinin kullanılmasını sağlar.

Bu arada, sarkacın hareketi, enerjisinin başka bir harici aygıtı çalıştırmak için yeterli hale geldiği bir dereceye kadar pili şarjlı tutmak için yeterli elektrik üretir.