Преобразование энергии в автомобилях

У меня была похожая идея, когда я был молод и изучал электромагнитную индукцию: установить на Луне мощный магнит, а на Земле — катушку. Изменяющееся магнитное поле даст вам бесплатную энергию!

Конечно, существует такой закон, как закон сохранения энергии. Это, пожалуй, самый проверенный закон физики. Было предпринято множество попыток получить бесплатную энергию, но все они провалились.

Тогда в чём же заключается провал моего плана? Очевидно, что создание достаточно мощных магнитов и больших катушек невозможно, но даже если бы это было возможно, они просто извлекали бы энергию, запасённую в системе Земля — Луна. Это очень похоже на то, что происходит при использовании приливной энергии, за исключением того, что мой план неосуществим, а приливная энергия — возможна. Оба способа извлекают энергию из системы Земля — Луна, в которой на самом деле много энергии.

В вашем случае эффективность преобразования различных видов механической энергии в электрическую и электрической энергии в механическую не равна 100 %. Поскольку она меньше 100 %, заданное количество механической энергии преобразуется в меньшее количество электрической энергии и ещё меньшее количество механической энергии, поэтому двигатель в этой системе не будет вращаться вечно и точно не позволит вам перенаправить свободную энергию из этой системы на другие цели. Если бы можно было добиться 100-процентной эффективности преобразования без трения, то в этом случае он вращался бы вечно, но попытки извлечь энергию замедляли бы вращение, которое в итоге постепенно прекратилось бы.

В дополнение к комментарию tlhlngan вы описываете вечный двигатель первого типа:

• Преобразуйте механическую энергию в электрическую, используя двигатель для вращения генератора


• Преобразуйте электрическую энергию в механическую, используя двигатель для вращения вала

С этим связано несколько проблем:

• В реальном мире преобразование энергии не является на 100 % эффективным


• даже если преобразование происходит со 100-процентной эффективностью, требуется энергия для поддержания вращения валов и преодоления других сил трения (потери при перекачке, вихревые потоки)


• Даже если силы трения отсутствуют, лучшее, что вы можете сделать, — это попеременно вращать двигатель или генератор (своего рода эффект маховика). В тот момент, когда вы хотите, чтобы машина тронулась с места, совершается дополнительная работа, которая безвозвратно расходует всю энергию, имеющуюся в этом электромеханическом маховике.

Нет, мы не можем просто оставить генератор включённым, чтобы он бесконечно вырабатывал электричество. Нам нужно что-то, что будет приводить его в движение: то, что обеспечивает первичную энергию (например, двигатель внутреннего сгорания в автомобиле). Оттуда мы отбираем часть механической энергии, чтобы вращать генератор (альтернатор). При таком преобразовании мы также теряем некоторое количество энергии, потому что этот процесс не слишком эффективен. Если говорить о неэффективности, то большинство небольших 4-тактных бензиновых двигателей настолько неэффективны в преобразовании энергии, запасённой в топливе, в механическую энергию, необходимую для вращения трансмиссии, что заголовок — это когда кто-то делает двигатель с КПД 38%. Многое из того, что остаётся, можно отнести к отработанному теплу (или не совсем отработанному теплу, если на улице зима и вы включаете обогреватель).

Таким образом, вам всегда нужен источник энергии. В традиционных автомобилях таким источником является топливо, обычно бензин или дизельное топливо. Иногда, когда я спускаюсь с большого холма на своей машине с механической коробкой передач, я переключаюсь на относительно низкую передачу и еду накатом. Это называется торможением двигателем, и на самом деле происходит следующее: я позволяю весу автомобиля противодействовать низкой передаче, из-за чего двигателю приходится работать на повышенных оборотах. Трение велико, поэтому для этого требуется значительное количество энергии, поэтому машина спускается с холма медленнее, чем если бы я был на нейтральной передаче. И самое приятное, что за тот короткий промежуток времени, пока я торможу двигателем, я вообще не расходую топливо, потому что полностью отпускаю педаль газа. Двигатель работает намного выше холостых оборотов, поэтому ему не нужно впрыскивать топливо! И генератор, конечно же, продолжает работать, так что я получаю бесплатную поездку благодаря своему временному источнику топлива — гравитации. Однако всё, что поднимается, должно опуститься, так что в конечном счёте эффект будет нулевым или даже хуже.

Мне кажется, я сейчас говорю бессвязно, но это хороший и интересный вопрос, на который стоит попытаться ответить!