Kan ett vanligt AA-batteri vinna mot en vuxen i armbrytning?

100% verkningsgrad har man förstås aldrig då elektrisk energi omsätts till mekanisk energi, och det menade jag inte heller, utan jag var mest ute efter att belysa skillnaden i storleksordning mellan effekten som dras ur batteriet och vilken effekt som kan utvecklas under armbrytningen. Det är inte som i evighetsmaskiner där förluster med nödvändighet stjälper hela idén, men visst har de betydelse.

Du kan ju använda ett kugghjul med spärrklinka, så att det blir absolut omöjligt att bryta tillbaka. Sedan gäller det bara att ha en tillräckligt låg utväxling...

Alternativt kan du, med mer komplicerad elektronik, leverera en elchock på ngn kilovolt, så lär motståndaren falla av stolen! Teknisk knockout!

Jag räknade litet på saken, och kom fram till att ett hyggligt AA-batteri har mer än tio gånger den energi som krävs för att bryta ned mig (och jag är hyfsat stark för min ålder, snart 60).

Naturligtvis, beräkningen är simplistisk, i båda riktningarna. Men storleksordning vinner oftast!

Du får gärna dela med dig av lite detaljer.

Låter f ö som en rätt bra intervjufråga för en ingenjör eller fysiker.

Asså, jag håller MED, även med betydande förluster.

Ett AA-batteri uppges ge mellan 9000 och 15000 joule i energi. Om min motståndare väger 100kg räcket alltså den energin att lyfta honom drygt 10 meter rakt upp.

Skulle satsa på en arm driven av en hydraulisk cylinder med en liten elektrisk pump om jag skulle bygga något.

Det är lite si och så med hur AA-batteriers kapacitet deklareras på dem eller på paketen, men det förekommer iaf och då har jag sett upp t o m 3000mAh, vilket då är totalladdningen som batteriet kan driva runt i en krets innan det tar slut. Mot slutet tappar den lite spänning, men om man antar att den är 1.5V konstant, så blir det den totala energin (1000mAh=1Ah=3600As=3600C)
QU = 3*3600*1.5=16200J
vilket ju är ungefär samma som ditt högsta värde.

Öht är det jäkligt konstigt att märkning med J eller mAh inte är obligatoriskt på batterier. Tänk att köpa något annat på de premisserna, utan någon uppgift om hur mycket av varan man får? "Bara går och går" va?

Jag håller med om att det är märkligt att många batterier säljs utan att det är angivet vilken kapacitet de har. För de som ändå har någon form av märkning så förmodar jag dock att mängden laddning i Ah eller C är det som är mest väldefinierat då det i princip borde vara en materialkonstant multiplicerat med mängden material. Mängden energi de kan leverera kommer däremot bero på både temperatur och hur snabbt man laddar ur dem.

Nej, så som du ställer frågan är det inte möjligt.

Batteriet innehåller förvisso tillräckligt med energi för att rent teoretiskt vinna över människan, då batteriet innehåller mer energi än vad som krävs för att övervinna en människa vid armbrytning.

MEN, batteriets förmåga att avge effekt räcker inte till. Det är det där med "kort tid" och att "kraften ska komma från batteriet". Människans arm kräver inte så mycket energi, men den kan avge hög effekt snabbt och under kort tid.

*ARMBRYTNING*
Otränad person: ca 20–40 Nm effektivt vridmoment i armbrytning
Tränad styrkeidrottare: ca 50–100 Nm
https://copilot.microsoft.com/shares/iCgcayWZGtH3FjxR8mXNt

Okej, för att få fram den effekt vi behöver börjar vi med formeln för vridmoment. Vridmomentet "T" får vi genom att multiplicera kraften "F" med radien "r"(=hävarmens längd i m), och vridmomentet bör alltså vara kring 100 Nm.
T=F*r

Effekten P i watt= kraften "F" * sträckan "S"(i meter) / tiden "t"(i sekunder).
P=F*S / t

Vid armbrytning bryter man en tänkt axel ett fjärdedels varv runt(90 grader=1/4 varv)!
Sträckan "S" som man bryter armens topp är då S= r*2*PI*(1/4), och då ser effektformeln ut så här,
P= F * (r*2*PI/4) / t

Och eftersom vridmomentet T=F*r så kan vi ersätta (F*r) i formeln med T och då har vi kvar,,,
P= T * (2*PI) / (4*t) = (T * PI) / (2*t)

Och om vi väljer själva tiden "t" för armbrytningen till typ 3 sekunder samtidigt som vridmomentet "T" behöver vara 100 Nm så hamnar effekten på 52,36 watt!




*SUPERKONDENSATOR*
Man kan i lagom takt för AA-batteriet ladda upp en superkondensator till 1,5 volt, och sedan använder man den uppladdade strömmen till armbrytningssystemets elmotorer!

Säg att vi har en superkondensator med ett såkallat C-värde på 3000 F(Farad), vilket betyder 3000 Coulomb per volt den är laddad med.
https://www.fruugo.se/27v-3000f-super-kondensator-lag-esr-ultrakondensator-stromforsorjning-bil-start-likriktare-super-kon densator-136mmx60mm/p-369155122-799788007


Vi säger sedan att vi laddar den "lagom fort" med detta AA-batteri till 1,5 volt före varje armbrytning!
Sedan kopplar vi superkondensatorn till armbrytningssystemet tills spänningen sjunkit till säg halva värdet(typ 0,75 volt).
Om det räcker med 3 sekunder för armbrytningsmaskinen att bryta ner sina motståndare så ska alltså superkondensatorn laddas ur till halva spänningen på dessa 3 sekunder och den medeleffekten som vi får ut då måste räcka för uppgiften.

Superkondensatorn uppges ha en ESR=0,28 milliohm så vi säger en inre resistans "Ri" på 0,5 milliohm för likströmspulser.

Coulomb att yttra= 1,5V*3000F - 0,75V*3000F =2250 Coulomb
Coulomb/sek = A = 2250C/3sek =750 Ampere i 3 sekunder

Vid start= (1,5V-750A*0,5mOhm)*750A= 843,75 W
Efter 3 S= (0,75V-750A*0,5mOhm)*750A= 281.25 W
medeleffekt= 562,5 watt under 3 sekunder!


Om vi laddar upp superkondensatorn från 0,75V till 1,5 volt med en ström ifrån ett AA-batteri på 500 mA så tar det 1,25 timmar innan det är klart, och nästa armbrytningstävling kan börja!

Demonstration av några parallellkopplade superkondensatorer, så att vi vet vad det handlar om...
https://youtu.be/Jf5mPFl1DFY?si=wG270jtBlVBHYJVf&t=543






PS: I praktiken behöver man nog helst ha någon typ av spänningshöjande elektronik kopplat till/runt superkondensatorn eftersom strömmarna ut annars blir så höga iförhållande till den låga spänningen...

Senkommet svar: jag mätte helt enkelt vilket som är den största tyngd jag han lyfta en liten smula från vågrätt läge med armbågen på bordet! Energi är, som vi alla ju vet, F*s, så jag multiplicerar med båglängden av en kvarts cirkel med min underarms effektiva längd som radie, för att få den (kraftigt överskattade!) maximala energi jag skulle kunna producera.

Data för typiska AA-batterier fick jag från källor på nätet, som jag inte längre kan citera, men som tyder på att de vinner stort!

(Fast, kanske jag skulle ha skuggan av en chans i tillräckligt kall miljö, där batterierna kanske kroknar före mig, endoterm varelse som jag är!)

Ja, det är inga problem att konstruera en dylik maskin. Allt som behövs är en mekanisk arm, som drivs via en självlåsande växellåda med mycket stor nedväxling. D.v.s. baserad på vågväxlar, cycliodväxlar eller snäckväxlar. En vågväxel (de används ofta i industrirobotar p.g.a. deras kompakthet, extrema nedväxling och glappfrihet) och har en nedväxling på ~30:1 till 320:1 per växelsteg. Flera steg kan stackas på varandra, med en nedväxling på 27'000:1 till 10'485'760'000:1 med tre växelsteg.