В дикой природе грызунам приходилось вести достаточно активный образ жизни. В поисках пищи или при побеге от хищников хомяки преодолевали по несколько километров за ночь. Даже сейчас, в комфортных домашних условиях, они могут пробегать порядка 10 км в сутки, а отсутствие физических нагрузок может вызвать у них депрессию и ожирение. Можно ли из таких забегов извлекать бесплатную электроэнергию? Отвечает молодой ученый, преподаватель НИУ «МЭИ» Константин Шиш.
По мнению Константина Шиша, одного грызуна для зарядки телефона все-таки недостаточно. Чтобы зарядить телефон, нужно получить мощность не менее 10 Вт. У современных зарядных устройств она обычно выше, поэтому это значение можно принять за минимальное.
«Пусть мы имеем неплохое сцепление хомяка с колесом, диаметр которого положим равным 20 см, а массу — 100 г. Самого хомяка возьмем весьма упитанного (бодибилдера, если угодно), массой 300 г. В таком случае даже при отсутствии потерь в системе хомяк разовьет мощность не более 1 Вт», — объясняет Константин Шиш.
Даже без учета потерь на трение в реальной системе (в подшипниках и редукторе, который преобразует небольшие обороты колеса, чтобы увеличить напряжение на выводах генератора) необходимой мощности достичь не удастся. Потери также возникают в самом генераторе, который преобразует механическую энергию хомяка в электрическую, и в зарядном устройстве. Поэтому коэффициент полезного действия такой электростанции, которую нужно еще и кормить, становится совсем маленьким.
Но Константин Шиш предлагает не останавливаться на одном грызуне, а собрать большую команду хомяков-спортсменов и устраивать им регулярные тренировки с обильным питанием.
«Если запускать в два десятка колес по расписанию два-три десятка хомяков, то вполне возможно, что у нас получится зарядить телефон от этой бригады. Время зарядки телефона будет определяться емкостью его батареи, качеством самодельного зарядного устройства и мощностью самих хомяков. При мощности зарядки около 10 Вт и типовых аккумуляторах современных телефонов до полного заряда понадобится около двух часов», — рассказал он.
Владельцам большой семьи грызунов, которые решат собрать «электростанцию», понадобятся редуктор, генератор, соединительные провода, резисторы, опорные конструкции и выходной порт, к которому подключается кабель от телефона. Также нужны аккумуляторы: в них будет накапливаться энергия, когда хомяки захотят пробежать очередной марафон, а телефон заряжать не нужно. В таком случае во время перепадов скорости можно будет использовать ранее запасенную энергию и избежать скачков напряжения.
Не все могут позволить себе основать целую хомячью ферму. Поэтому в качестве альтернативного решения молодой ученый предлагает позвать на помощь более крупных животных, например, кошек. По словам эксперта, масса тела у них побольше, как и диаметр возможного бегового колеса, что значительно упростит зарядку телефона и повысит эффективность устройства. Тестировать эту идею в МЭИ не пробовали, но кошек там много: они обитают в учебных корпусах, на ТЭЦ МЭИ и даже в бассейне.
Автор: Маргарита Бирюкова, МГТУ им. Н. Э. Баумана
«НОС», молодежное издание при Минобрнауки России