Wenn Sie in die Song-Dynastie zurückreisen, wie können Sie dort Strom erzeugen?

Das Surfen auf unseren Telefonen ist möglicherweise ein sehr wichtiger Grund für uns, in dieser Welt zu leben. Wenn wir plötzlich in alte Zeiten zurückreisen, beispielsweise in die Song-Dynastie, wie können wir dann sicherstellen, dass unsere Telefone mit Strom versorgt werden? Denn selbst wenn wir eine Powerbank mitnehmen, hält sie nur ein paar Tage. Deshalb müssen wir uns eine perfekte Möglichkeit überlegen, unsere Telefone stets voll aufgeladen zu halten!

Welche Methode der Stromerzeugung ist unsere bevorzugte Wahl?

Wenn Ihre Powerbank mit einer Solarzelle ausgestattet ist, müssen Sie sich hiermit vermutlich nicht beschäftigen. Sie können die Powerbank einfach der Sonne aussetzen, wenn Sie nichts zu tun haben, und sie vollständig aufladen. Aber nicht jeder hat so viel Glück, also muss man trotzdem einen Weg finden, Strom zu erzeugen! Welche Voraussetzungen waren also in der Song-Dynastie vor über 1.000 Jahren gegeben, um einen Generator zu bauen?

Um den einfachsten Generator zu bauen, der Elektrizität erzeugen kann, kennen wir das Prinzip, dass ein Draht Elektrizität erzeugen kann, wenn er sich in einem Magnetfeld bewegt. Allerdings sind Spannung und Stromstärke eines einzelnen Drahtes zu gering, sodass eine Spule aus vielen Drähten verwendet werden muss. Welches Zubehör wird also zum Bau eines mechanischen Generators benötigt?

Rotierende Stromquelle

Magnete, die Magnetfelder erzeugen

Eine oder mehrere Spulenwicklungen

Eine rotierende Stromquelle ist wahrscheinlich am einfachsten zu finden. Eine Energiequelle ist beispielsweise ein Wasserrad, das sich durch einen hydraulischen Antrieb dreht. Alternativ können Sie auch eine Windmühle bauen, die sich durch Windkraft dreht. Ich glaube, dass die meisten Leute eins bauen können, aber es erfordert einige Kenntnisse in der Holzbearbeitung. Aber wir sind moderne Menschen, auch wenn wir es nicht getan haben, haben wir es zumindest gesehen. Es dürfte nicht besonders schwierig sein, eine rotierende Windmühle zu bauen!

Magnete gibt es seit der Song-Dynastie, daher ist es nicht schwierig, Magnete zu bekommen. Allerdings wird geschätzt, dass die Qualität natürlicher Magnete zu dieser Zeit nicht sehr gut war. Beispielsweise war das Magnetfeld nicht stark genug oder nicht gleichmäßig genug. Aber es ist besser, als nichts zu haben, also geben Sie sich damit zufrieden!

Der problematischste Teil ist die Spulenwicklung. Schließlich gab es damals noch kein Konzept für elektrische Leitungen. Dies scheint jedoch nicht schwierig zu sein. Die Technologie zur Herstellung von Golddrähten war zu diesem Zeitpunkt bereits ausgereift. Dieses Drahtziehverfahren ist auch auf Kupferdraht anwendbar. Der Schlüssel liegt im Kupferschmelzprozess, da der rote Kupferdraht eine gute Zähigkeit aufweist. Anschließend wird es mit Garn umwickelt und mit Lack überzogen, sodass ein garnummantelter Draht entsteht!

Garnummantelter Faden

Mit diesen Dingen können Sie einen Generator bauen. Die rotierende Welle kann aus Zypresse oder Palisanderholz gefertigt werden und die Lager können durch gleitende „ölhaltige“ Lager ersetzt werden! Es gibt jedoch ein Problem: Es sind noch viele Experimente erforderlich, da das Ladegerät 220 V oder 110 V Wechselstrom verarbeiten kann und die Frequenzanforderungen nicht so hoch sind, sodass kein Voltmeter vorhanden ist. Wer rechnen kann, muss die Windungszahl der Spule erhöhen oder verringern, damit sie genügend Spannung abgeben kann.

Übrigens ist die Spule in der Mitte platziert und die Magnete befinden sich auf beiden Seiten, sodass der erzeugte Strom Wechselstrom ist. Wenn Sie Gleichstrom möchten, müssen Sie einen Gleichrichterring herstellen, was wirklich mühsam ist!

Gibt es einfachere Batterien? Auf diese Weise einen Generator herzustellen ist zu kompliziert. Dies kommt fast der Mobilisierung der Tischlerei-, Schmelz-, Textil- und anderer Industriezweige jener Zeit gleich. Sie müssen durch Zeit und Raum reisen, um eine wohlhabende Familie zu werden. Andernfalls verfügen sie nicht über die finanziellen Mittel, um Sie bei der Herstellung dieses Produkts zu unterstützen! Gibt es andere, einfachere Möglichkeiten zur Stromerzeugung?

Voltaische Zelle

Diese Batterie, auch Voltasche Säule genannt, ist die einfachste. Sie wurde 1800 vom italienischen Physiker Graf Alexander Volta erfunden. Diese Batterie besteht aus vielen gestapelten Einheiten. Jede Einheit besteht aus einer Zinkplatte und einer Kupferplatte, in deren Mitte sich ein saugfähiges, in Salzwasser getränktes Baumwolltuch befindet. Wenn in der Song-Dynastie keine Zinkplatten gefunden werden konnten, konnten stattdessen Eisenbleche verwendet werden.

Die Struktur der Zink (kann durch Eisenbleche ersetzt werden) Kupfer Voltasche Säule

Jede gestapelte Einheit kann eine Leerlaufspannung von etwa 0,76 V erreichen, und 6 Einheiten können nahe an den 5 V des USB-Ausgangs liegen. Natürlich sind die Leerlaufspannung und die Lastspannung zwei verschiedene Dinge. Wenn Sie eine Batterie mit einer Leistung von 5 V und Dutzenden von Milliampere benötigen, sollten Sie diese mehrmals stapeln und dann Hunderte davon in Reihe schalten, um die erforderliche Spannung zu erhalten!

Prototyp der Voltasche Säule

Aber es gibt ein Problem. Wenn die Leerlaufspannung zu hoch ist, kann es leicht zu einem Ausfall der elektrischen Geräte kommen. Es besteht jedoch die Möglichkeit, die Lasten einzeln in Reihe zu schalten, sodass es nicht zu Ausfällen der elektrischen Geräte kommt. Allerdings muss das Ladekabel modifiziert werden. Suchen Sie sich die beiden Stromadern des USB-Kabels heraus und schließen Sie diese jeweils an den Plus- und Minuspol an! Beachten Sie, dass die Kupferplatte der Voltazelle die positive Elektrode und die Eisen- oder Zinkplatte die negative Elektrode ist.

Schema

Natürlich ist die Sache nicht so einfach. Die Primärbatterie verbraucht sehr schnell Energie und muss ständig mit Salzwasser aufgefüllt oder ersetzt werden. Schätzungsweise werden Hunderte Kilogramm Salz verbraucht, um ein Mobiltelefon aufzuladen, und es ist möglicherweise nicht einmal vollständig aufgeladen! Oder Sie können das Salzwasser durch verdünnte Schwefelsäure ersetzen, aber in der Song-Dynastie war es nicht so einfach, verdünnte Schwefelsäure zu finden!

Allerdings gibt es dabei ein Problem: Warum sollte man das Telefon aufladen, wenn kein Signal vorhanden ist? Wenn Sie ein Fan von wissenschaftlichen E-Books sind, können Sie das Wissen dieser Bücher in die Antike zurückversetzen und sich von der modernen Wissenschaft vor über tausend Jahren beeinflussen lassen. Wenn das der Fall wäre, wäre der Grundstein für die moderne Wissenschaft oder Medizin bereits vor 1.000 Jahren gelegt worden und Sie hätten eine große Zivilisation geschaffen!

Natürlich ist es nicht schlimm, wenn Sie keines haben. Mithilfe einer Astronomie-App hätte Shen Kuo aus der Song-Dynastie die wichtige Entscheidung zur Kalenderrevision direkt treffen können. Verschiedene Theorien zur Bewegung von Himmelskörpern wären bereits etwa 500 Jahre zuvor in der Song-Dynastie entstanden! Oder Sie bauen sich ein Teleskop, das sowohl im Krieg als auch in der Astronomie ein unverzichtbarer Helfer ist.

Selbst wenn nichts vorhanden gewesen wäre, hätte ein Rechner dem Mathematiker Qin Jiushao damals große Vorteile gebracht, und eine präzise Uhr hätte für die Durchführung zahlreicher wissenschaftlicher Experimente verwendet werden können. Eine Kamera hätte die Kurve der Sonnenbewegung am Himmel entdecken können. Es gab auch so viel Popmusik, und ich frage mich, wie viele weitere Musikstücke damals hinzugefügt worden wären. Wenn es Tanzvideos oder Fußballvideos gegeben hätte, würde es den Cuju-Sport vielleicht bis heute geben … Tatsächlich gibt es kein Wenn, Sie denken alle zu viel nach!