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天下文化首頁 主題 不用充電器就能充手機?運用老祖宗的智慧帶你玩科學
科學自然

發表日期

2020.01.17
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這麼做,就對了!
看似荒謬的點子中,其實充滿了縝密的科學理論與嚴謹的實驗精神。門羅請來網球明星小威廉絲,實驗網球可否擊...
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不用充電器就能充手機?運用老祖宗的智慧帶你玩科學



圖片來源:unsplash

最簡單的手機充電方法,就是把手機的充電線插入插座。不幸的是,當你需要插座時,不見得很容易找到。有時候,當你找到插座,上面已經插了某樣東西,譬如別人的手機或無人看管的設備。

如果你隨身帶著多孔插座延長線,有時你可以暫時拔掉別的電源線,插上你的多孔插座延長線,然後使用其中的一個插座。不過,你在操作時可能要格外謹慎。

如果真的找不到插座,你的任務就會變得有點困難。從好心的牆壁上獲取能量不成,只好想別的辦法,從周遭環境中取得能量。

人類從各種自然過程中擷取能量。我們燃燒東西得到熱量,我們從太陽光中蒐集能量,我們利用地熱,還利用風和水的運動來轉動渦輪機的葉片。

理論上,所有的這些技術也適用於室內,但是難度比較高一點。沒錯,你在機場找得到光、熱、流動的水和易燃物,但數量通常比戶外少很多。部分是因為,在人工環境中,所有的東西都是有人放在那裡的。

物理學上,「能量」和「功」是同義詞。如果有些人造設備正在對環境散發這麼多能量,而那些能量值得你花時間去利用,不管是誰在維持設備運轉,那個人正在免費做大量的功。

不同於大部分的人類,行星和恆星免費做功毫無怨言。太陽用光照亮整個太陽系,甚至連空空的地方也照,而且未來數十億年還會不間斷的一直照。你什麼事都不用做,只要安裝太陽能電池板,即可捕獲其中的一小部分能量。

在室內,比較少有這樣的能量可利用,因此沒那麼容易,但還是有可能啦。以下是在機場或購物商場捕獲能量的一些方法:

機場裡或許沒有真正的河,但通常都有自來水。水從水龍頭和飲水機流出來,沒有理由這些水無法跟水電大壩一樣發電。

你不需要建造一整座微型水電大壩。由於建築物的供水系統將水儲存於儲水塔,並將水導引至水管,因此你可以跳過所有那些步驟,直接將渦輪機裝在水龍頭或飲水機的出水口就行了。

真的有製造這些渦輪機的公司,有的是用來運轉裝在水管上的小型設備,有的是單純用來代替洩壓閥,以便從水中截取一些可用的能量。在19世紀末、20世紀初,許多建築物都有自來水,但沒有電,因此這類的發電機(稱為「水馬達」或「水電發電機」)有一陣子頗受歡迎。

來自水管的可用電量或許大得驚人。流動的水帶有大量的能量,而且渦輪機的效率可能很高。小型渦輪機可將80% 的水能轉換為電能,大型渦輪機可達到更高的效率。

水壓207千帕、每分鐘流量15公升的自來水,可產生40瓦以上的電力,足夠供電給幾顆LED燈泡、幫數十支手機充電,甚至操作筆記型電腦,還開了好幾個瀏覽器視窗呢。

原來,你正在使用的電力,是由自來水公司管轄的抽水機提供的,一開始產生水壓的,正是這些抽水機。到最後,機場的人(或當地的自來水公司)會發現。

就算他們沒發現,每分鐘15 公升的水也會上漲得很快。無論你要不要付水費,都必須找地方放這些水。沒錯,就是那些斜斜向下、連接至噴射客機的連通道⋯⋯

空氣

很遺憾,想在室內捕獲能量,風並不是理想選擇。機場裡有大量空氣在不斷的循環,但是比起從水龍頭流出來的水,從通風口吹出來的「風」所帶有的能量通常少之又少,而且更難有效獲取。

若將大小有如可攜式手持風扇的風車放在空調系統的出風口,大概能產生約50毫瓦(1毫瓦=10-3瓦)的電力,這連給一支手機充電都不夠。即使整個出風口都用風扇覆蓋,還是遠遠比不上從水龍頭得到的電力。

在戶外也是一樣的道理。從流動的水獲得電力,比從流動的空氣容易。我們之所以利用空氣,完全是因為空氣比較多。當你在閱讀本書時,你很有機會感覺到一陣微風吹來,但是你正好站在河裡的機率卻微乎其微。世界上的風多於河;河水帶有的總能量約為1兆瓦(1兆瓦= 10 12 瓦)之譜,風帶有的總能量則是將近1霹瓦(1 霹瓦= 10 15 瓦)。

【書籍資訊】
《這麼做,就對了!》

這麼做,就對了!

出版日期:2020.01.20

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