.jpg/1280px-Flickr_-_Official_U.S._Navy_Imagery_-_Sailors_turn_hand_cranks_to_raise_a_steam-powered_catapult_chamber._(1).jpg)
Сила человека — это скорость работы или энергии , которая производится человеческим телом . Это также может относиться к мощности (скорости работы за время) человека. Сила исходит в основном от мышц , но тепло тела также используется для выполнения работы, например, для обогрева жилья , пищи или других людей.
Мировые рекорды производительности энергии людьми представляют интерес для планировщиков работ и инженеров производственных процессов . Средний уровень человеческой мощности, который может поддерживаться в течение определенного периода времени, представляет интерес для инженеров, проектирующих рабочие операции в промышленности.
Транспорт, приводимый в движение человеком, включает велосипеды , гребные велосипеды , лыжи и многие другие формы мобильности.
Оборудование, приводимое в действие человеком, иногда используется для генерации, а иногда и для хранения электроэнергии для использования там, где нет других источников энергии. К ним относятся радиоприемник Gibson girl survival radio , заводное или (часовое) радио и педальное радио.
Нормальный метаболизм человека производит тепло с базовой скоростью метаболизма около 80 Вт . [1]
Во время велогонки элитный велосипедист может вырабатывать около 440 Вт механической мощности в течение часа, а гоночные велосипедисты короткими рывками — более 2500 Вт; современные гоночные велосипеды имеют более 95% механической эффективности . Взрослый человек в хорошей физической форме, скорее всего, будет в среднем вырабатывать от 50 до 150 Вт в течение часа интенсивных упражнений. [ необходимо разъяснение ] За 8-часовую рабочую смену среднестатистический, здоровый, сытый и мотивированный рабочий может вырабатывать около 75 Вт мощности . [2] Однако потенциальный выход человеческой электроэнергии 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] некоторые домашние тренажеры используют генераторы постоянного тока для питания считывающих устройств, дисплеев и управления величиной сопротивления, оказываемого тренажером. [5] Количество вырабатываемой энергии настолько мало по сравнению с промышленными источниками энергии, что стоимость оборудования для преобразования делает его финансово нецелесообразным. [5] Например, для снабжения среднего дома в Соединенных Штатах исключительно электроэнергией, вырабатываемой тренажерами в течение одного дня, потребовалось бы, чтобы более ста человек ездили на велотренажерах все это время. [5] [6]
Несколько видов транспорта используют человеческую силу. К ним относятся велосипед , инвалидная коляска , ходьба , скейтборд , тачка , гребля , лыжи и рикша . В некоторых видах может использоваться более одного человека. Историческая галера приводилась в движение свободными людьми или гражданами в древние времена, а в более поздние времена — рабами, захваченными пиратами. MacCready Gossamer Condor был первым летательным аппаратом с человеческим приводом, способным к контролируемому и длительному полету, совершившим свой первый полет в 1977 году. В 2007 году Джейсон Льюис из Expedition 360 стал первым человеком, совершившим кругосветное путешествие в неполярных широтах, используя только человеческую силу — ходьбу, езду на велосипеде и роликовых коньках по суше; а также плавание, греблю на байдарке, греблю и использование 26-футовой лодки с педальным приводом для пересечения океанов. [7] [8]
Беговые колеса , также называемые беговыми дорожками, — это двигатели или машины, приводимые в действие людьми. По внешнему виду они могут напоминать водяное колесо и могут приводиться в действие либо человеком, нажимающим на лопасти, установленные по его окружности (беговая дорожка), либо человеком, стоящим внутри него (беговое колесо).
Некоторые устройства используют человеческую силу. Они могут напрямую использовать механическую силу мышц, или генератор может преобразовывать энергию, вырабатываемую телом, в электрическую.
Оборудование, приводимое в действие человеком, в основном состоит из электроприборов , которые могут работать от электричества, вырабатываемого мускульной силой человека, в качестве альтернативы обычным источникам электроэнергии, таким как одноразовые первичные батареи и электрическая сеть . Такие устройства содержат электрические генераторы или индукционную систему для подзарядки своих батарей . Отдельные генераторы с кривошипным приводом теперь доступны для подзарядки портативных электронных устройств, работающих от батарей, таких как мобильные телефоны . Другие, такие как механические фонарики , имеют встроенный генератор внутри устройства. Наручные часы могут использовать мускульную силу для поддержания заводных пружин .
Альтернативой перезаряжаемым батареям для хранения электроэнергии являются суперконденсаторы , которые сейчас используются в некоторых устройствах, таких как механический фонарик, показанный здесь. Устройства, которые хранят энергию механически, а не электрически, включают в себя заводные радиоприемники с главной пружиной, которая заводится рукояткой и вращает генератор для питания радиоприемника.
Ранним примером регулярного использования электрического оборудования, работающего от человека, являются ранние телефонные системы; ток для звонка на удаленный звонок подавался абонентом, поворачивающим ручку на телефоне, которая вращала небольшой магнитогенератор . Устройства, работающие от человека, полезны в качестве аварийного оборудования, когда стихийные бедствия, войны или гражданские беспорядки делают обычные источники питания недоступными. Они также считаются экономичными для использования в бедных странах, где батареи могут быть дорогими, а сетевое электричество ненадежным или недоступным. Они также являются экологически предпочтительной альтернативой использованию одноразовых батареек, которые являются расточительным источником энергии и могут привносить тяжелые металлы в окружающую среду. Связь является распространенным применением относительно небольшого количества электроэнергии, которое может быть выработано человеком, вращающим генератор.
Радиостанция для выживания девушек Гибсон времен Второй мировой войны использовала ручной генератор для обеспечения питания; это позволяло избежать ненадежной работы сухих батарей, которые могли храниться месяцами, прежде чем они понадобились, хотя у этого был недостаток, заключавшийся в том, что выживший должен был быть достаточно здоров, чтобы повернуть ручку. Радиостанции для выживания были изобретены и развернуты обеими сторонами во время войны. [9] Радиопередатчики для выживания SCR-578 (и похожие послевоенные AN/CRT-3), перевозимые самолетами во время надводных операций, получили прозвище « Девушка Гибсон » из-за их формы «песочных часов», которая позволяла удерживать их неподвижно между ног, пока вращалась ручка генератора.
Во время Второй мировой войны американские войска иногда использовали генераторы с ручным приводом, GN-35 и GN-45, для питания радиопередатчиков/приемников Корпуса связи . [10] Ручной привод был трудоемким, но вырабатывал достаточно тока для небольших радиостанций, таких как SCR-131, SCR-161, SCR-171, SCR-284 и SCR-694 . [11]
Заводное радио или часовой радиоприемник — это радио , которое питается от мускульной силы человека, а не от батареек или электросети. В наиболее распространенной конструкции внутренний электрический генератор приводится в действие главной пружиной, которая заводится ручным заводным рычагом на корпусе. Поворот заводного рычага заводит пружину, а полная заводка обеспечивает несколько часов работы. В качестве альтернативы генератор может заряжать внутреннюю батарею.
Радиоприемники, работающие от ручных генераторов, не являются новинкой, но ранее их рынок рассматривался как ограниченный чрезвычайными или военными организациями. Современное заводное радио было разработано и запатентовано в 1991 году британским изобретателем Тревором Бейлисом в ответ на кризис ВИЧ/СПИДа . Он представлял его как радио для бедных людей в развивающихся странах, особенно в Африке , без доступа к батареям. В 1994 году британский бухгалтер Крис Стейнс и его южноафриканский партнер Рори Стир получили всемирную лицензию на изобретение и стали соучредителями Baygen Power Industries (теперь 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 Бейлис потерял контроль над своим изобретением, когда Baygen стал Freeplay, устройства Freeplay Energy перешли на одноразовые батареи, заряжаемые более дешевыми ручными генераторами.
Как и другое автономное оборудование, заводные радиоприемники были предназначены для кемпинга , чрезвычайных ситуаций и для мест, где нет электросети и трудно найти сменные батареи, например, в развивающихся странах или отдаленных поселениях. Они также полезны там, где радио не используется регулярно и батареи могут выйти из строя, например, в доме отдыха или на даче.
Заводные радиостанции, предназначенные для использования в чрезвычайных 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 , гнезда прикуривателя и солнечные элементы .
Педальное радио (или педальное беспроводное ) было радиопередатчиком-приемником, работающим от генератора с педальным приводом. Оно было разработано южноавстралийским инженером и изобретателем Альфредом Трегером в 1929 году как способ обеспечения радиосвязи для 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 летающей медицинской службе , а позднее и Школе авиации , связывать людей, живущих в отдаленных районах, со службами экстренной помощи и образованием. [14]
Движение одного тела относительно другого тела, с которым оно соприкасается, сопровождается силой трения.
спортзалу, возможно, придется ждать десятилетия, чтобы вернуть деньги, потраченные на переоборудование тренажеров для выработки электроэнергии
{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )Трегера представляет собой важную веху в истории связи в Австралии.
{{cite book}}: |website=проигнорировано ( помощь )