【簡介:】提問者的想法很有大膽,下面通過計算談?wù)撓逻@個方案的可能性。
理論上的可行性“交流電之父”——英國物理學(xué)家法拉第于1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感性現(xiàn)象,用現(xiàn)在的流行語表達(dá)就是打開
提問者的想法很有大膽,下面通過計算談?wù)撓逻@個方案的可能性。
理論上的可行性“交流電之父”——英國物理學(xué)家法拉第于1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感性現(xiàn)象,用現(xiàn)在的流行語表達(dá)就是打開了新世界的大門。為人工生產(chǎn)清潔而又便捷的電能提供了 理論基礎(chǔ),電磁感應(yīng)現(xiàn)象表明:如果閉合電路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動,在電路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。
法拉第提出的電磁感應(yīng)定律表明產(chǎn)生電能的方法很簡單:只需要一個磁場、一個閉合的電路,閉合回路作切割磁力線的運(yùn)動就可以產(chǎn)生電能。
中期結(jié)論:坐飛機(jī)帶線圈切割地球磁場產(chǎn)生電能具有理論上的可行性。
定量計算根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,運(yùn)動導(dǎo)體在磁場中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為ε ,磁感應(yīng)強(qiáng)度為大小B,導(dǎo)體在磁場中的長度為L,導(dǎo)體切割磁感線的速度為V,θ是導(dǎo)體運(yùn)動方向和磁場強(qiáng)度方向的夾角。
產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小ε=BLVsinθ。
sin90°=1,故當(dāng)導(dǎo)體運(yùn)動方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大。
如上圖所示,地磁方向雖然與地理方向有夾角,但總體上是南北方向的,因此當(dāng)飛機(jī)南北方向飛行時切割磁力線比較困難,假設(shè)飛機(jī)時東西方向飛行,這時導(dǎo)體只要是豎直方向就可以切割磁力線,產(chǎn)生電動勢了。
那么多長的導(dǎo)線就可以滿足手機(jī)充電的要求了?地球的磁場平均強(qiáng)度B非常弱,僅有大約是5*10^-4 T(特斯拉),普通磁鐵周圍的磁場強(qiáng)度就有10T,客機(jī)飛行的速度V大約是800公里/小時即222m/s,正常手機(jī)充電需要的電壓大約是5V,假設(shè)是垂直切割磁感線,sinθ為1。
根據(jù)ε=BLVsinθ,可以算出來L等于45.04米。
中期結(jié)論:乘客需要攜帶一根至少90多米的導(dǎo)線才能構(gòu)成閉合環(huán)路,滿足其中45米在切割磁感線。
但實際上此方法乘客是無法實現(xiàn)的。
其一,航空公司不可能讓乘客攜帶長達(dá)90米的導(dǎo)線。
其二,飛機(jī)機(jī)身主要材料是鋁,鋁殼屏蔽了地球磁場,所以飛機(jī)內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度根本不滿足要求,在飛機(jī)下方懸掛一根45米長的導(dǎo)線才能實現(xiàn),但此方法顯然不如攜帶一個蓄電池更為便捷。
圖示:太空懸繩發(fā)電技術(shù)
最終結(jié)論:乘客自身攜帶導(dǎo)線切割地球磁場發(fā)電的方法不具有可行性。不過提問者善于思考的能力值的肯定,目前已經(jīng)有了衛(wèi)星懸繩發(fā)電的想法。
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