Re: [問題] 煞車能量轉換動力可行嗎?

作者: HuangJC (吹笛牧童)   2022-08-30 18:28:53
來離題談其他的東西
電機與機械,其實有很多東西是對稱的
但電機的作法都會更有彈性
舉例來說,當引擎在轉動時,最大扭力會發生在某個轉速
因此我們發明了變速箱,但是變速箱是跳躍式的改變齒輪比
同樣有最大扭力問題的對稱電機,馬達
它若設計了電阻,可以用可變電阻
它若用了頻率相關電路,可以用變頻
後來我發現我這說法有漏洞:機械式的齒輪比,也可以平滑變化
也就是無段變速,斜坡齒輪 XD
如果都學通會發現,大家一直都在爭奪某一個數學公式的最佳 implement 解
而其極限是最大功率轉移,這有其極值;一如熵的計算,無法再更多了
如果你宣稱自己能超越這個值,多少是陷入了永動機困境
能量守恒用最簡單的方法告訴你,不管你怎麼把能量用各種方式轉變
我重新從各種路徑去做積分,都是這個數值
也就是說,損耗掉的,都是發熱
最少損耗的設計,也就是最不發熱的設計
在機械動能轉換裡,一個很大的困擾是,一定要有運動距離,才有做功,W = FS
因此,如果剎車要能回收能量,那麼就不能馬上剎停,必需有剎車距離
如果要馬上剎停,反而要耗費能量去剎車,而無法回收能量
(這發生在有能量回收的油電車上)
我們再舉隨身電源的功率轉移為例
我的隨身電源,若裡面充到 20V
而我要充的對象是 10V
20 > 10, 很容易嘛,我降壓到 10 就好,多出的電壓可以用燒掉的,或用分壓
但反過來,當我只剩 9V,那就是殘電了,不能去充 10V 的電器
你說沒電?其實充 5V 的還可以
電就是只能高壓向低壓流動啊
當然現在這困境有解:就變壓,升壓嘛
那我 9V 若使用倍壓電路,就是 18V,又可以去充 10V 的電器
可是內部電流呢?電器吃 1A,就是電池內吃 2A
V1I1 = V2I2 ,能量守恒
同樣的公式在機械也有,也就是省力費時,費力省時的齒輪比轉換公式
這都是能量守恒的具體實現
如果能完全轉換就算了,糟糕的是轉換都有損失,所以我才要計較
若內部剩 3V, 我想升給 10V 用呢?這個損失可能比上次 9V升給 10V用還要更多
齒輪也是啊,給我一根摃桿,我可以舉起地球;但這根摃桿我要花幾百萬年去舉.. 呵呵
目前轉換效率最好的就是電了
但機械不是全無優點,機械應該是用在巨大能量上吧..
所以純電車馬力就輸點
有人提到壓縮空氣,那也是最終會進入爭奪同一個公式的最佳 implement
至於哪個公式,我不當學生很久了,就不回憶了
我只模糊記得,每次我都會推導成同一個公式
而且如果有能力微觀,會發現它們都很像
比如,把電流想像成鍊條
那麼機械的齒輪鍊條在電機裡一樣存在
全都鍊路在一起,又無法脫出能量守恒

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