Πώς να αποκτήσετε δωρεάν ενέργεια από ένα εκκρεμές

Σε αυτήν την ανάρτηση θα προσπαθήσουμε να κατανοήσουμε σχετικά με το πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας μηχανισμός εκκρεμούς για την επίτευξη υπερβολικής ισχύος και για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με τη μορφή ελεύθερης ενέργειας.

Αρχή εργασίας εκκρεμούς

Όλοι γνωρίζουμε και έχουμε δει πρακτικά πώς λειτουργεί ένα εκκρεμές ή ταλαντεύεται. Τεχνικά μπορεί να οριστεί ως ένας μηχανισμός που αποτελείται από έναν άξονα με βάρος που κρέμεται στο κάτω άκρο του και το άνω άκρο του άξονα κρέμεται πάνω από ένα σταθερό άξονα, έτσι ώστε όταν το βάρος δίνεται με χειροκίνητη ώθηση, ο άξονας είναι εξαναγκάζεται με μια πλευρική κίνηση ταλάντευσης όπου το κεντρικό σημείο βιώνει μια ελάχιστη ή μηδενική μετατόπιση σε σύγκριση με το άκρο βάρους που υφίσταται μια μέγιστη σχετική μετατόπιση ενώ η ταλάντωση βρίσκεται σε εξέλιξη.

Ένα εκκρεμές μπορεί να θεωρηθεί ως ένας από τους πιο αποτελεσματικούς μηχανισμούς, ακριβώς όπως ο μηχανισμός μοχλού που έχει τις δυνατότητες να παράγει μια έξοδο «εργασίας» που μπορεί να είναι πολύ υψηλότερη από την «εργασία» που γίνεται στην είσοδο.

Αυτό μπορεί να αποδειχθεί από το γεγονός ότι ένα εκκρεμές είναι σε θέση να διατηρήσει μια ισχυρή κίνηση αιώρησης για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα, ακόμη και με ασήμαντη ποσότητα δύναμης που ασκείται από μια χειροκίνητη ώθηση σε αυτό. Η υψηλή αναλογία εργασίας εισόδου και εξόδου που γίνεται από ένα εκκρεμές επιτυγχάνεται λόγω δύο εξωτερικών δυνάμεων που δρουν στο σύστημα, δηλαδή της βαρυτικής δύναμης και της φυγοκεντρικής δύναμης.

Ο λόγος εργασίας εξόδου εισόδου

Ο λόγος εισόδου προς παραγωγή εργασίας μπορεί να εξαχθεί από τη μελέτη αυτού του απλού παραδείγματος:

Ας υποθέσουμε ότι ένα εκκρεμές βρίσκεται σε ηρεμία στο κέντρο της βαρύτητάς του. Ας υποθέσουμε ότι μια εξωτερική ώθηση εφαρμόζεται στη μάζα του εκκρεμούς έτσι ώστε να μετατοπίζεται με κάποια γωνιακή προς τα πάνω κίνηση σε απόσταση περίπου 4 ίντσες, ωστόσο λόγω της επίδρασης της βαρύτητας η μάζα προσπαθεί να αποκαταστήσει τη θέση της και στη διαδικασία το εκκρεμές υποβάλλεται μια αντίθετη κίνηση μέχρι να φτάσει πίσω στο σημείο βαρύτητας του κέντρου, αλλά λόγω της πολύ μειωμένης τριβής στο κεντρικό άκρο, η μάζα δεν μπορεί να συγκρατήσει τη θέση του κέντρου βάρους και αναγκάζεται να συνεχίσει με την κίνηση να διασχίζει το κέντρο βάρους σημείο μέχρι να φτάσει στο άλλο ακραίο άκρο, και η διαδικασία λαμβάνει τη μορφή ταλάντωσης από και προς το πέρασμα.

Αξιολόγηση της Κρυμμένης Υπερβολίας στο Εκκρεμές

Ας υποθέσουμε ότι η αρχική χειροκίνητη δύναμη που μετατοπίζει το εκκρεμές είναι περίπου 4 ίντσες και, στη συνέχεια, καθώς το εκκρεμές ταλαντεύεται, μπορούμε να υποθέσουμε ότι οι προκύπτουσες κινήσεις είναι οι έξοδοι από το εκκρεμές με αργά αποσυντεθειμένο τρόπο από:

0 έως 4 (αρχική ώθηση)
μετά 4 έως 0 και μετά από 0 έως 3 στο άλλο άκρο,
μετά 3 έως 0,
μετά 0 έως 2,
μετά 2 έως 0,
μετά 0 έως 1,
και τέλος 1 έως 0 (το εκκρεμές σταματά).

Προσθέτοντας τις εξόδους, το αποτέλεσμα είναι 4 + 3 + 3 + 2 + 2 + 1 + 1 = 16 σε απόκριση ώθησης 4, αυτό σημαίνει έξοδο που είναι περίπου 4 φορές μεγαλύτερη από την είσοδο.

Μειονέκτημα εκκρεμούς

Ωστόσο, ένα μειονέκτημα του εκκρεμούς είναι ότι, όπως και κάθε άλλος μηχανισμός, είναι πολύ περιορισμένος από τον πρώτο νόμο της θερμοδυναμικής, και ως εκ τούτου η ταλαντευόμενη δράση του επιβραδύνεται σταδιακά μέχρι που σταματά τελικά.

Εν πάση περιπτώσει, εδώ θα ήταν ενδιαφέρον να διερευνήσουμε πώς μπορεί να γίνει η ακραία απόδοση του εκκρεμούς για να κάνει κάποια χρήσιμη δουλειά και επίσης πώς οι ταλαντώσεις μπορούν να διατηρηθούν μόνιμα από μια εξωτερική ασήμαντη ποσότητα δύναμης

Επίτευξη υπερβολικής από το εκκρεμές

Αναφερόμενοι στην παραπάνω εικόνα, η διάταξη δείχνει έναν άξονα εκκρεμούς συνδεδεμένο με έναν άξονα κινητήρα. Η ράβδος εκκρεμούς έχει μια βαριά σφαιρική μάζα συνδεδεμένη με το κάτω άκρο της, η μάζα έχει έναν μόνιμο μαγνήτη κολλημένο στο κάτω άκρο του.

Ένας διακόπτης καλαμιού μπορεί επίσης να φανεί τοποθετημένος μέσα στον κεντρικό άξονα της μάζας εκκρεμούς που διασχίζει το κέντρο βάρους του, έτσι ώστε ενώ το εκκρεμές κινείται, ο μαγνήτης στη μάζα του εκκρεμούς «φιλά» μόλις περάσει τον διακόπτη καλαμιού. Κάθε φορά που συμβαίνει αυτό, ο διακόπτης καλαμιού κλείνει στιγμιαία την εσωτερική του επαφή και απελευθερώνεται μόλις το εκκρεμές το διασχίσει.

Τα καλώδια του κινητήρα συνδέονται με έναν μηχανισμό ρελέ, ενώ ο διακόπτης καλαμιού είναι διαμορφωμένος με ένα κύκλωμα flip flop, όπως μπορεί να μάθει από την ακόλουθη συζήτηση:

Πως δουλεύει

Ο στόχος εδώ είναι να παρέχουμε στον κινητήρα δεξιόστροφα και αριστερόστροφα στιγμιαία περιστροφικά ωθήματα έτσι ώστε η κίνηση ταλάντευσης του εκκρεμούς που συνδέεται με τον άξονα του να διατηρείται μόνιμα.

Ο κινητήρας εδώ λειτουργεί σαν κινητήρας και ως γεννήτρια που λαμβάνει τον παλμό στήριξης από την μπαταρία για να κρατήσει το εκκρεμές να κλωτσάει και παράγει ταυτόχρονα ηλεκτρική ενέργεια φόρτισης για την μπαταρία, αλλά με πολύ υψηλότερο ρυθμό από τον ρυθμό παλμού .

Η λειτουργία του κυκλώματος της προτεινόμενης γεννήτριας ενέργειας χωρίς εκκρεμές μπορεί να γίνει κατανοητή με τη βοήθεια των ακόλουθων σημείων:

Το IC 4017 σχηματίζει ένα απλό κύκλωμα flip flop που εναλλάσσει τις εξόδους του εναλλακτικά ON και OFF σε απόκριση των παλμών από τον διακόπτη καλαμιού στον πείρο του # 14.

Ο εναλλακτικός διακόπτης ON / OFF στην έξοδο του IC ενεργοποιεί αντίστοιχα τον οδηγό ρελέ και εναλλάσσει το ρελέ DPDT σε κάθε διέλευση της μάζας εκκρεμούς κατά μήκος του ρελέ καλάμου.

Τη στιγμή που η μάζα του εκκρεμούς διασχίζει τον κάλαμο, οι επαφές του καλάμου κλείνουν προκαλώντας έναν παλμό σκανδάλης στον πείρο # 14 του IC που με τη σειρά του εναλλάσσει το ρελέ, το ρελέ αναστρέφει τη συνδεδεμένη πολικότητα τάσης στον κινητήρα έτσι ώστε ο παλμός να συμπληρώνεται δεξιόστροφα ή αριστερόστροφα κίνηση του εκκρεμούς, ενισχύοντας τη δράση ταλάντευσης του εκκρεμούς κατά λίγο σε κάθε κύκλο αιώρησης.

Η παρουσία των δύο σειρών πυκνωτών με τις επαφές ρελέ διασφαλίζει ότι ο παλμός είναι μόνο στιγμιαίος και ότι χρησιμοποιείται μόνο μια τεκμηριωμένη ενέργεια για τη διατήρηση του εκκρεμούς.

Εν τω μεταξύ, η κίνηση του εκκρεμούς παράγει αρκετό ηλεκτρικό ρεύμα για να διατηρεί τη μπαταρία φορτισμένη σε βαθμό που η ενέργειά της να επαρκεί για να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία κάποιου άλλου εξωτερικού gadget.