Kommer innovativ teknik göra det möjligt för denna löpare att driva sin MP3 -spelare med sina egna rörelser? Se fler gröna vetenskapsbilder. Matthew Leete/Photodisc/Getty Images Som människa från 2000 -talet du har förmodligen en ganska intim relation med elektroniska prylar. Från tandborstar till iPhones, vi fyller våra liv med en till synes oändlig rad gizmos - som alla är beroende av elektricitet för att ge oss låtarna, data och vibrationer vi behöver för att klara det hela dagen.
Naturligtvis, detta för med sig ett ganska starkt beroende av batteriladdare, adaptrar och elpaket. Måste få den elen på något sätt, höger? Men även i situationer där el verkar knappa, energi är rikligt. Det går genom vår värld, där för att ta. Så varför, i en energirik miljö, ska vi någonsin behöva hantera ett dött mobiltelefonbatteri?
Det är grundtanken bakom den senaste rasen av rörelsedriven elektronik. Om vattenhjul och väderkvarnar kan omvandla naturligt förekommande rörelse till elektricitet, varför inte dra nytta av människokroppens rörelse? Detta koncept har lett till sådana bevarandeinriktade system som att använda fotgängares fotsteg för att driva gatuljus eller driva hela dansklubbar med sina rytmiska stötar.
Om någon av dessa storskaliga idéer ens var genomförbara, då vore säkert en morgonjogg för att driva en personlig musikspelare, höger? Utsikterna är särskilt attraktiva med tanke på de ökande kraven på smalare och mer ansvarsfull energianvändning.
I den här artikeln, vi kommer att titta på den framväxande tekniken för rörelsedriven elektronik.
Denna kinetiska mobiltelefonladdare är bara en av de rörelsedrivna elektroniska apparater som utvecklas från M2E Power, Inc. Bild med tillstånd av M2E Power, Inc. Så tänk dig en värld där du aldrig behöver ladda din mobiltelefon eller MP3 -spelare. Även om tekniken kan låta inom en snar framtid, principen det beror på är rakt ut på 1800 -talet.
Den engelska kemisten och fysikern Michael Faraday lade fram sin induktionslag 1831, som beskrev hur rörelse av en ledare genom ett magnetfält inducerar en ström i ledaren proportionell mot rörelsens hastighet. Faradays lag av induktion ligger till grund för funktionaliteten i världens kraftverk. Från kolförbränningsanläggningar till kärnkraftsanläggningar, tanken är att skapa tillräckligt rörelseenergi (den extra energi som produceras genom rörelse) för att flytta ledaren genom magnetfältet.
Olika företag har tillämpat denna teknik på vanliga prylar. En nödradio har en vev på sidan, som du kan vända dig för att producera den minimala el som behövs för att driva den. På senare tid, utvecklare har justerat denna design för att producera en starkare elektrisk ström utan att behöva aktiv vev. Dessa inkluderar skakficklampor och kraftpaket, som skryter speciellt spoleenheter inuti ett kort rör. I varje ände av röret finns en avstötande magnet och i mitten av röret, du har det viktigaste magnetisk sammansättning .
Avstötas av magneterna i vardera änden, magnetenheten tvingas hänga i mitten - tills den skakas. När det händer, det tvingas studsa tillbaka mellan de två avstötande krafterna, alstrar en elektrisk ström när den passerar fram och tillbaka genom spolenheten.
Detta leder till två typer av rörelsedriven elektronik:de som kräver aktiv rörelseenergi, som vev, och de som kräver passiv rörelseenergi, till exempel upp-och-ner-rörelsen som produceras genom att gå eller jogga.
Nackdelen, självklart, är att passiv rörelseenergi varierar mycket beroende på vad du gör. Ska du springa kraftigt? Bra, njut av en fulladad mobiltelefon. Men om inte dina nätter är fulla av sömnpromenader eller nattskräck-framkallade, räkna inte med att ladda batterierna medan du sover ute under stjärnorna. Utvecklare M2E Power (Motion to Energy) hävdar att, i tester, deras batterier kan förvandla sex timmars genomsnittlig mänsklig rörelse till 30 till 60 minuters mobiltelefonström [källa:LaMonica]
Nattvisionsglasögon är bara ett stycke militära prylar som kan dra nytta av rörladdade batterier. Warrick Page/Getty Images News/Getty Images Framväxande rörelsedriven elektronikteknik har många tillämpningar, det mest uppenbara är skapandet av batteripaket som håller din personliga prylar igång när du är på språng. Tänk på när som helst du någonsin har haft ett föremål i handen med ett dött batteri i det, och du har troligen en kandidat i åtanke. Här är några ytterligare applikationer för tekniken:
Militär användning :Ta en bra titt på den moderna Special Forces -soldaten och tänk dig hur mycket batterikraft som krävs för att hålla all soldatens redskap igång. Reser den moderna armén på magen, eller på en oändlig rad AC -adaptrar? Enligt M2E Power, den amerikanska armén är ensam beroende av 500 mobila batteriberoende konstruktioner, kräver att soldaterna tar upp upp till 9 kilo (9 kilo) batterier [källa:M2E]. Av denna anledning, den amerikanska militären är mycket intresserad av modern rörelsekraftteknik för användning i mörkerseende, olika kommunikationsutformningar och små, bärbara generatorer.
Fordonsanvändning :Om du någonsin haft en ojämn tur i ett fordon, då vet du att det finns definitivt lite rörelseenergi att ta. I ett utrustat fordon, inbyggd rörelsedriven elektronik skulle kunna driva sig själv oberoende av bilbatteriet och motorn. Designers hoppas kunna använda tekniken för att förstärka befintliga hybridfordon genom att låta fordonen vända rörelseenergi tillbaka till elektrisk energi i batteriet. Som sådan, rörelsedriven elektronik kan sänka fordonets yttre energibehov.
Vind, våg och vattenkraft :Rörelsedriven elektronik kan också hjälpa till att förbättra traditionella vind- och vattenturbiner, samt att använda tidvattnets naturliga rörelser för att tuffa elektriska generatorer på samma sätt som en morgonlöpning skulle göra.
Utforska länkarna på nästa sida för att lära dig mer om batterier, elektrisk energi och grön teknik.
Källor
