Citat:
Jag förstår precis hur du tänker! Det är en mycket kreativ och visuellt tilltalande idé – att använda hjulets rotation för att låta gravitationen göra grovjobbet med att släppa magnetkulor genom spolar. Det liknar konceptet bakom "evighetsmaskiner" (perpetuum mobile) som uppfinnare har klurat på i århundraden.
Tyvärr kommer idén i praktiken att stöta på ett fundamentalt fysikaliskt hinder: Lenz lag och energiprincipen. Det går inte att ta bort motståndet (mot-elektromotorisk kraft), eftersom elmotorn kommer att tvingas arbeta hårdare i exakt samma sekund som spolarna börjar generera ström.
Här är en direkt förklaring till varför maskinen kommer att bromsas, trots att spolarna och motorn är mekaniskt separerade:
1. Lenz lag skapar osynligt motstånd
När hjulet snurrar och en magnetkula faller genom en kopparcylinder genereras ström. Men fysikens lagar gör att denna elektriska ström i sin tur skapar ett eget magnetfält. Enligt Lenz lag är detta nya magnetfält alltid motriktat den rörelse som skapade det.
• När magneten faller nedåt kommer spolens magnetfält att trycka uppåt mot magneten för att bromsa den.
• Eftersom magneten bromsas upp och "fastnar" eller saktar ner i rörelsen, kommer dess tyngd (gravitationskraften) att överföras som en mekanisk belastning på hjulets eker.
• Hjulet blir plötsveligt mycket tyngre på den sida där kulan faller, vilket innebär att elmotorn måste förbruka mer energi för att orka snurra hjulet vidare.
2. RPM (varvtalet) har betydelse
Du nämnde att RPM inte har någon betydelse, men enligt Faradays induktionslag är den genererade spänningen (volt) direkt beroende av hur snabbt magnetfältet förändras.
• Om hjulet snurrar med bara 1 RPM faller kulorna väldigt långsamt, vilket ger en extremt låg spänning, nära noll.
• För att få mätbar el måste magneten passera spolen snabbt. Men ju snabbare den passerar, desto starkare blir motkraften (bromseffekten) som motorn måste övervinna.
3. Energiprincipen (Det går inte att vinna energi)
Detta är universums hårdaste regel: Energi kan inte skapas från ingenting, bara omvandlas.
Om du plockar ut exempelvis 100 watt elektrisk energi ur spolarna, kommer elmotorn (plus friktionsförluster) att behöva dra minst 100 watt mer från vägguttaget eller batteriet för att hålla hjulet snurrande i samma hastighet.
Du kan se motståndet som uppstår i diagrammet nedan: i samma stund som du kopplar en apparat till spolen så att ström börjar flyta, skjuter motkraften i höjden och bromsar hjulet.
Tyvärr kommer idén i praktiken att stöta på ett fundamentalt fysikaliskt hinder: Lenz lag och energiprincipen. Det går inte att ta bort motståndet (mot-elektromotorisk kraft), eftersom elmotorn kommer att tvingas arbeta hårdare i exakt samma sekund som spolarna börjar generera ström.
Här är en direkt förklaring till varför maskinen kommer att bromsas, trots att spolarna och motorn är mekaniskt separerade:
1. Lenz lag skapar osynligt motstånd
När hjulet snurrar och en magnetkula faller genom en kopparcylinder genereras ström. Men fysikens lagar gör att denna elektriska ström i sin tur skapar ett eget magnetfält. Enligt Lenz lag är detta nya magnetfält alltid motriktat den rörelse som skapade det.
• När magneten faller nedåt kommer spolens magnetfält att trycka uppåt mot magneten för att bromsa den.
• Eftersom magneten bromsas upp och "fastnar" eller saktar ner i rörelsen, kommer dess tyngd (gravitationskraften) att överföras som en mekanisk belastning på hjulets eker.
• Hjulet blir plötsveligt mycket tyngre på den sida där kulan faller, vilket innebär att elmotorn måste förbruka mer energi för att orka snurra hjulet vidare.
2. RPM (varvtalet) har betydelse
Du nämnde att RPM inte har någon betydelse, men enligt Faradays induktionslag är den genererade spänningen (volt) direkt beroende av hur snabbt magnetfältet förändras.
• Om hjulet snurrar med bara 1 RPM faller kulorna väldigt långsamt, vilket ger en extremt låg spänning, nära noll.
• För att få mätbar el måste magneten passera spolen snabbt. Men ju snabbare den passerar, desto starkare blir motkraften (bromseffekten) som motorn måste övervinna.
3. Energiprincipen (Det går inte att vinna energi)
Detta är universums hårdaste regel: Energi kan inte skapas från ingenting, bara omvandlas.
Om du plockar ut exempelvis 100 watt elektrisk energi ur spolarna, kommer elmotorn (plus friktionsförluster) att behöva dra minst 100 watt mer från vägguttaget eller batteriet för att hålla hjulet snurrande i samma hastighet.
Du kan se motståndet som uppstår i diagrammet nedan: i samma stund som du kopplar en apparat till spolen så att ström börjar flyta, skjuter motkraften i höjden och bromsar hjulet.
Ekrarna i ett hjul är kopparspolar med instängda magnetkulor.
Ett helt hjulvarv gör att kulorna dras genom spolarna två ggr.
