Человеческая мощность – это скорость работы или энергии , вырабатываемой человеческим телом . Это также может относиться к мощности (скорости работы за время) человека. Энергия исходит в основном от мышц , но тепло тела также используется для выполнения работы, например, для обогрева убежищ , еды или других людей.
Мировые рекорды энергетических показателей человека представляют интерес для планировщиков работ и инженеров-технологов . Средний уровень человеческой силы, который можно поддерживать в течение определенного периода времени, интересен инженерам, проектирующим рабочие процессы в промышленности.
Транспорт, приводимый в движение человеком, включает в себя велосипеды , греблю , лыжи и многие другие виды передвижения.
Оборудование с приводом от человека иногда используется для выработки, а иногда и для хранения электрической энергии для использования там, где нет другого источника энергии. К ним относятся радио выживания для девочек Gibson , заводное или (заводное) радио и педальное радио.
Нормальный человеческий метаболизм производит тепло при базовой скорости метаболизма около 80 Вт . [1]
Во время велогонки элитный велосипедист может производить около 400 Вт механической мощности в течение часа, а короткими перерывами — вдвое больше — от 1000 до 1100 Вт; современные гоночные велосипеды имеют механический КПД более 95% . Взрослый человек в хорошей физической форме, скорее всего, будет потреблять от 50 до 150 Вт в течение часа энергичных упражнений. [ необходимы разъяснения ] За 8-часовую рабочую смену средний, здоровый, сытый и мотивированный чернорабочий может поддерживать выходную мощность около 75 Вт . [2] Однако потенциальная выработка электроэнергии человеком снижается из-за неэффективности любого генераторного устройства, поскольку все реальные генераторы несут потери в процессе преобразования энергии . [3] [4]
Можно использовать тренажеры для выработки электроэнергии, прикрепив движущиеся части к компонентам электрогенераторов ; [5] в некоторых домашних спортивных тренажерах используются генераторы постоянного тока для питания показаний, дисплеев и контроля величины сопротивления, оказываемого тренажером. [5] Количество вырабатываемой энергии настолько мало по сравнению с промышленными источниками энергии, что стоимость конверсионного оборудования делает его экономически нецелесообразным. [5] Например, для снабжения среднестатистического дома в США исключительно электроэнергией, вырабатываемой тренажерами, в течение одного дня потребуется более ста человек, которые будут ездить на велотренажерах в течение всего этого времени. [5] [6]
Некоторые виды транспорта используют человеческую силу. К ним относятся велосипед , инвалидная коляска , ходьба , скейтборд , тачка , гребля , лыжи и рикша . В некоторых формах может участвовать более одного человека. Историческую галеру в древние времена приводили в движение свободные люди или граждане, а в более поздние времена - рабы, захваченные пиратами. MacCready Gossamer Condor был первым самолетом с двигателем человека , способным к контролируемому и продолжительному полету, совершив свой первый полет в 1977 году. В 2007 году Джейсон Льюис из экспедиции 360 стал первым человеком, совершившим кругосветное плавание в неполярных широтах, используя только человеческую силу. — ходьба, езда на велосипеде и роликах по суше; а также плавание, каякинг, гребля и использование лодки с педальным приводом длиной 26 футов для пересечения океанов. [7] [8]
Беговые колеса , также называемые беговыми дорожками, представляют собой двигатели или машины, приводимые в движение людьми. По внешнему виду они могут напоминать водяное колесо , и ими могут управлять либо люди, топчущие лопасти, установленные по его окружности (беговая дорожка), либо человек, стоящий внутри него (беговое колесо).
Некоторые устройства используют силу человека. Они могут напрямую использовать механическую энергию мышц или генератор может преобразовывать энергию, вырабатываемую телом, в электрическую.
Оборудование, приводимое в движение человеком, в основном состоит из электроприборов , которые могут работать от электричества, вырабатываемого силой мышц человека, в качестве альтернативы традиционным источникам электроэнергии, таким как одноразовые первичные батареи и электрическая сеть . Такие устройства содержат электрические генераторы или индукционную систему для подзарядки батарей . Теперь доступны отдельные кривошипные генераторы для подзарядки портативных электронных устройств с батарейным питанием, таких как мобильные телефоны . Другие, например фонари с механическим приводом , имеют встроенный в устройство генератор. Наручные часы могут использовать мышечную силу для поддержания заводной пружины.
Альтернативой перезаряжаемым батареям для хранения электроэнергии являются суперконденсаторы , которые сейчас используются в некоторых устройствах, таких как показанный здесь фонарик с механическим приводом. Устройства, которые хранят энергию механически, а не электрически, включают часовой радиоприемник с ходовой пружиной, которая заводится рукояткой и вращает генератор для питания радиоприемника.
Ранним примером регулярного использования электрического оборудования с приводом от человека являются ранние телефонные системы; Ток для звонка в удаленный звонок обеспечивался абонентом, поворачивавшим ручку телефона, которая включала небольшой магнето- генератор. Устройства с питанием от человека полезны в качестве аварийного оборудования, когда стихийное бедствие, война или гражданские беспорядки делают регулярные источники питания недоступными. Их также считают экономичными для использования в бедных странах, где батареи могут быть дорогими, а сетевое электричество ненадежно или недоступно. Они также являются экологически предпочтительной альтернативой использованию одноразовых батареек, которые являются расточительным источником энергии и могут загрязнять окружающую среду тяжелыми металлами . Связь является распространенным применением относительно небольшого количества электроэнергии, которое может быть произведено человеком, вращающим генератор.
В радиоприемнике выживания для девочек Gibson времен Второй мировой войны для обеспечения питания использовался генератор с ручным заводом; это позволило избежать ненадежной работы сухих батарей, которые могли храниться месяцами, прежде чем они понадобятся, хотя у этого был недостаток: выживший должен был быть в достаточной форме, чтобы повернуть рукоятку. Радиостанции выживания были изобретены и использованы обеими сторонами во время войны. [9] Радиопередатчики выживания SCR-578 (и аналогичные послевоенные AN/CRT-3), перевозимые самолетами во время надводных операций, получили прозвище « Девочка Гибсона » из-за их формы «песочных часов», которая позволяла им удерживать неподвижно между ног, пока ручка генератора повернута.
Во время Второй мировой войны американские войска иногда использовали генераторы с ручным управлением GN-35 и GN-45 для питания радиопередатчиков/приемников войск связи . [10] Ручной запуск был трудоемким, но генерировал достаточный ток для небольших радиоприемников, таких как SCR-131, SCR-161, SCR-171, SCR-284 и SCR-694 . [11]
Заводное радио или заводное радио — это радио , которое питается от силы мышц человека, а не от батарей или электрической сети. В наиболее распространенной конструкции внутренний электрический генератор приводится в движение ходовой пружиной, которая заводится с помощью рукоятки на корпусе. Поворот рукоятки заводит пружину, а полный завод позволит работать в течение нескольких часов. Альтернативно, генератор может заряжать внутреннюю батарею.
Радиоприемники с приводом от генераторов с ручным приводом не новы, но раньше считалось, что их рынок ограничивается аварийными или военными организациями. Современное заводное радио было разработано и запатентовано в 1991 году британским изобретателем Тревором Бэйлисом в ответ на кризис ВИЧ/СПИДа . Он представлял его как радио для бедных людей в развивающихся странах, особенно в Африке , без доступа к батарейкам. В 1994 году британский бухгалтер Крис Стейнс и его южноафриканский партнер Рори Стир получили всемирную лицензию на изобретение и стали соучредителями компании Baygen Power Industries (ныне Freeplay Energy Ltd), которая выпустила первую коммерческую модель. Ключом к его конструкции, которая больше не используется, было использование пружины постоянной скорости для хранения потенциальной энергии . После того, как Бэйлис потерял контроль над своим изобретением, когда Бэйген стал Freeplay, подразделения Freeplay Energy перешли на одноразовые батареи, заряжаемые более дешевыми генераторами с ручным заводом.
Как и другое оборудование с автономным питанием, заводные радиоприемники предназначались для кемпинга , чрезвычайных ситуаций и для районов, где нет электросети и трудно достать запасные батареи, например, в развивающихся странах или отдаленных поселениях. Они также полезны там, где радио используется нерегулярно и батареи разряжаются, например, в загородном доме или коттедже.
Заводные радиостанции, предназначенные для использования в экстренных ситуациях, часто включают в себя фонарики , мигающие аварийные огни и аварийные сирены. Они также могут включать в себя несколько альтернативных источников питания, таких как одноразовые или перезаряжаемые батареи , прикуриватели и солнечные элементы .
Педальное радио (или педальное радио ) представляло собой радиопередатчик-приемник с питанием от генератора с педальным приводом. Он был разработан южноавстралийским инженером и изобретателем Альфредом Трегером в 1929 году как способ обеспечения радиосвязи отдаленных ферм и скотоводческих станций в австралийской глубинке . [12] В то время не было ни сети, ни генератора, а батареи для обеспечения необходимой мощности были бы слишком дорогими. Это было очень важное изобретение, [13] поскольку именно эта технология позволила Королевской службе летающих врачей , а затем и Воздушной школе , связывать людей, живущих удаленно, со службами экстренной помощи и образования. [14]
Движение одного тела относительно другого тела, с которым оно соприкасается, сопровождается силой трения.
Тренажерному залу, возможно, придется ждать десятилетия, чтобы вернуть деньги, потраченные на переоборудование тренажеров для выработки электроэнергии.
Педаль Traeger представляет собой важную веху в истории связи в Австралии.
{{cite book}}: |website=игнорируется ( помощь )