【简介:】提问者的想法很有大胆,下面通过计算谈论下这个方案的可能性。
理论上的可行性“交流电之父”——英国物理学家法拉第于1831年发现了电磁感性现象,用现在的流行语表达就是打开
提问者的想法很有大胆,下面通过计算谈论下这个方案的可能性。
理论上的可行性“交流电之父”——英国物理学家法拉第于1831年发现了电磁感性现象,用现在的流行语表达就是打开了新世界的大门。为人工生产清洁而又便捷的电能提供了 理论基础,电磁感应现象表明:如果闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动,在电路中就会产生感应电流。
法拉第提出的电磁感应定律表明产生电能的方法很简单:只需要一个磁场、一个闭合的电路,闭合回路作切割磁力线的运动就可以产生电能。
中期结论:坐飞机带线圈切割地球磁场产生电能具有理论上的可行性。
定量计算根据法拉第电磁感应定律,运动导体在磁场中产生的感应电动势为ε ,磁感应强度为大小B,导体在磁场中的长度为L,导体切割磁感线的速度为V,θ是导体运动方向和磁场强度方向的夹角。
产生的感应电动势的大小ε=BLVsinθ。
sin90°=1,故当导体运动方向和磁感应强度垂直时产生的感应电动势最大。
如上图所示,地磁方向虽然与地理方向有夹角,但总体上是南北方向的,因此当飞机南北方向飞行时切割磁力线比较困难,假设飞机时东西方向飞行,这时导体只要是竖直方向就可以切割磁力线,产生电动势了。
那么多长的导线就可以满足手机充电的要求了?地球的磁场平均强度B非常弱,仅有大约是5*10^-4 T(特斯拉),普通磁铁周围的磁场强度就有10T,客机飞行的速度V大约是800公里/小时即222m/s,正常手机充电需要的电压大约是5V,假设是垂直切割磁感线,sinθ为1。
根据ε=BLVsinθ,可以算出来L等于45.04米。
中期结论:乘客需要携带一根至少90多米的导线才能构成闭合环路,满足其中45米在切割磁感线。
但实际上此方法乘客是无法实现的。
其一,航空公司不可能让乘客携带长达90米的导线。
其二,飞机机身主要材料是铝,铝壳屏蔽了地球磁场,所以飞机内的磁感应强度根本不满足要求,在飞机下方悬挂一根45米长的导线才能实现,但此方法显然不如携带一个蓄电池更为便捷。
图示:太空悬绳发电技术
最终结论:乘客自身携带导线切割地球磁场发电的方法不具有可行性。不过提问者善于思考的能力值的肯定,目前已经有了卫星悬绳发电的想法。
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