Aumento de la eficiencia de un cargador de batería de energía cinética

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Quiero usar la ley de Faradays para convertir la energía cinética de acciones como un trote / batido para producir electricidad y finalmente cargar una batería.

Materiales

  • Imán de neodio 3/4 de diámetro (2)
  • carcasa de solenoide (x2)
  • Alambre de cobre esmaltado (x2)
  • batería de 1800mAh
  • Primavera (x2)

Plan

2 solenoides con el imán dentro conectado a un resorte que se moverá hacia arriba y hacia abajo o utilizará tapones de uretano. Luego use un rectificador para convertir CA en CC y cargar la batería.

Así que básicamente estoy adoptando el concepto de linterna Faraday usando dos solenoides. ¿Cómo calculo la producción actual y cómo hago para aumentar la eficiencia?

    
pregunta Shane

2 respuestas

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Claro, un imán que rebota a través de una bobina generará energía. Puedes ver muchas linternas LED que funcionan así.

Un 1800mAh - Supongo que no quiso decir mega-amp-hour;) - la batería es bastante grande, y se necesitaría muchas horas de agitación para cargar una. Cálculo súper aproximado: un imán de 20 g que se mueve a 2 m / s tiene 40 mJ de energía cinética, y digamos que logró recuperar el 50% de eso, para 20 mJ de electricidad por golpe. 1800 mAh a 3.6 V para una batería de ión de litio es de 23.3 kJ, por lo que necesita 1.2 MILLONES de golpes para cargar la batería. Digamos que es bidireccional y puedes agitarlo a 5Hz, que produce pulsos de 20mJ a 10Hz ... así que 32.4 horas de agitación vigorosa constante para cargar la batería.

El voltaje que obtenga será una función de la intensidad del campo magnético (qué tan bueno es su imán), la velocidad del imán a través de la bobina y el número de devanados en la bobina. Consulte las ecuaciones de Maxwell ...

La corriente será aproximadamente el voltaje producido por la bobina, menos el voltaje de la batería que está intentando cargar, dividida por la impedancia total de todo (bobina, batería, etc.) en ese bucle. También podría estar limitado por la inductancia de su bobina.

La corriente así producida causará una fuerza de arrastre en el imán. Si la corriente es demasiado pequeña, el imán pasará directamente por la bobina y no producirá energía, pero si la corriente es demasiado grande, el imán se atascará en la bobina. Deberá diseñar la bobina y el circuito de carga en relación con la masa del imán en movimiento para que extraiga una cantidad razonable de energía cinética por movimiento.

    
respondido por el William Brodie-Tyrrell
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En comparación con la excelente respuesta de William Brodie-Tyrrell:

1800 mAh a 3.6 V = 6.48 Wh (vatios-hora).

Una persona razonablemente en forma puede mantenerse al día > 100 W en una bicicleta durante algunas horas, así que imagino que uno podría arrancar manualmente un generador de 5 W sin demasiados problemas. Tiempo necesario para cargar manualmente la batería = 6.5 / 5 = 1.3 horas.

    
respondido por el Transistor

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