Человеческая сила

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 операции 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. для девочек Gibson К ним относятся радио выживания , заводное или (заводное) радио и педальное радио.

Доступная мощность

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; более 95% современные гоночные велосипеды имеют механический КПД . Взрослый человек в хорошей физической форме с большей вероятностью будет потреблять от 50 до 150 Вт в течение часа энергичных упражнений. ^{[ нужны разъяснения ]} За 8-часовую рабочую смену средний, здоровый, сытый и мотивированный работник физического труда может выдерживать мощность около 75 Вт . ^[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] В некоторых домашних тренажерных залах 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, чтобы более ста человек катались на велотренажерах . все это время ^[5]^[6]

Транспорт

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 приводом от 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 путешествие 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]

Общие устройства и машины

Беговые колеса , также называемые беговыми дорожками, представляют собой двигатели или машины, приводимые в движение людьми. По внешнему виду они могут напоминать водяное колесо , и приводить их в движение можно либо с помощью лопастей человека, установленных по его окружности (беговая дорожка), либо с помощью человека, стоящего 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 сохраняют 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 тяжелыми металлами окружающую среду . Связь является распространенным применением относительно небольшого количества электроэнергии, которое может быть произведено человеком, вращающим генератор.

Радио с питанием от человека

Радио выживания

времен Второй мировой войны В радиоприемнике выживания для девочек Gibson 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 их держать в руках. неподвижно между ног при повороте ручки генератора.

Военное радио

Во время Второй мировой войны американские войска иногда использовали генераторы с ручным управлением GN-35 и GN-45 для питания войск связи радиопередатчиков/приемников . ^[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 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 Бейлисом 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 сооснователями 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 .

Передатчик с педальным управлением

Педальное радио (или педальное радио ) представляло собой радиопередатчик-приемник с питанием от генератора с педальным приводом. Он был разработан южноавстралийским инженером и изобретателем Альфредом Трэгером в 1929 году как способ обеспечения радиосвязи в отдаленных ферм и станций австралийской глубинке скотоводческих . ^[12] В то время не было сети или генератора, а батареи для обеспечения необходимой энергии были бы слишком дорогими. Это было чрезвычайно важное изобретение, ^[13] поскольку именно эта технология позволила Королевской службе летающих врачей , а затем и Воздушной школе , связать людей, живущих удаленно, со службами экстренной помощи и образования. ^[14]

См. также

Ссылки

^ Кросс, Р. и Спенсер, Р. 2008. Устойчивые сады . CSIRO Publishing, Коллингвуд, Мельбурн. ISBN 978-0-643-09422-2 .
^ Юджин А. Аваллоне и др., (редактор), Стандартный справочник Маркса для инженеров-механиков, 11-е издание , Mc-Graw Hill, Нью-Йорк, 2007 г. ISBN 0-07-142867-4 стр. 9-4
^ Справочник инженера-механика (11-е изд.). Баттерворт и компания, 1985. с. 2-68. ISBN 040800083X . Движение одного тела относительно другого тела, с которым оно соприкасается, сопровождается силой трения.
^ Электротехника: Введение . Издательство Колледжа Сондерса. 1984. с. 610. ИСБН 0-03-061758-8 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Гибсон, Том (2011). «Превращение пота в ватты». IEEE-спектр . 48 (7): 50–55. дои : 10.1109/MSPEC.2011.5910449 . S2CID 41300023 . спортзалу, возможно, придется ждать десятилетия, чтобы вернуть деньги, потраченные на переоборудование тренажеров для выработки электроэнергии.
^ Велосипед с приводом от человека имеет эффективность 70%, https://workingwellresources.blog/2010/02/19/green-workouts-with-human-dynamo-4-2/
^ Книга рекордов Гиннеса (6 октября 2007 г.). «Кругосветные путешествия с участием человека» (PDF) .
^ AdventureStats от Explorersweb. «Глобальные высокопроизводительные вычисления — кругосветные путешествия с использованием человека» . Explorersweb. Архивировано из оригинала 01 октября 2018 г. Проверено 12 июля 2013 г.
^ http://wftw.nl/gibsongirl/gibsongirl.html Девушка Гибсона найдена 26 апреля 2012 г.
^ Армия США во Второй мировой войне, Иллюстрированный отчет, Война против Германии: Европа и прилегающие территории (бумага) . Государственная типография. 1994. С. 85–. ISBN 978-0-16-087334-8 .
^ Джордж Рейнор Томпсон; Дикси Р. Харрис (1966). Корпус связи: итоги (середина 1943-1945 гг.) . Офис начальника отдела военной истории армии США (продается суперинтендантом документации типографии правительства США). стр. 665–.
^ Бегби, Ричард (июль 1999 г.). «Педальное радио Великой глубинки» . Классификация антикварного радио . 16 (7).
^ «Педальный генератор, используемый Службой летающих врачей» . Трове . Национальная библиотека Австралии . Проверено 3 января 2019 г. Педаль Traeger представляет собой важную веху в истории связи в Австралии.
^ Бер, Джон. «Трэгер, Альфред Герман (1895–1980)» . Биография - Альфред Герман Трегер - Австралийский биографический словарь . Национальный центр биографии Австралийского национального университета . Проверено 24 августа 2019 г. {{cite book}}: |website= игнорируется ( помогите )

[1] Кросс, Р. и Спенсер, Р. 2008. Устойчивые сады . CSIRO Publishing, Коллингвуд, Мельбурн. ISBN 978-0-643-09422-2 .

[2] Юджин А. Аваллоне и др., (редактор), Стандартный справочник Маркса для инженеров-механиков, 11-е издание , Mc-Graw Hill, Нью-Йорк, 2007 г. ISBN 0-07-142867-4 стр. 9-4

[3] Справочник инженера-механика (11-е изд.). Баттерворт и компания, 1985. с. 2-68. ISBN 040800083X . Движение одного тела относительно другого тела, с которым оно соприкасается, сопровождается силой трения.

[4] Электротехника: Введение . Издательство Колледжа Сондерса. 1984. с. 610. ИСБН 0-03-061758-8 .

[sweatinto-5] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Гибсон, Том (2011). «Превращение пота в ватты». IEEE-спектр . 48 (7): 50–55. дои : 10.1109/MSPEC.2011.5910449 . S2CID 41300023 . спортзалу, возможно, придется ждать десятилетия, чтобы вернуть деньги, потраченные на переоборудование тренажеров для выработки электроэнергии.

[6] Велосипед с приводом от человека имеет эффективность 70%, https://workingwellresources.blog/2010/02/19/green-workouts-with-human-dynamo-4-2/

[7] Книга рекордов Гиннеса (6 октября 2007 г.). «Кругосветные путешествия с участием человека» (PDF) .

[8] AdventureStats от Explorersweb. «Глобальные высокопроизводительные вычисления — кругосветные путешествия с использованием человека» . Explorersweb. Архивировано из оригинала 01 октября 2018 г. Проверено 12 июля 2013 г.

[9] ttp://wftw.nl/gibsongirl/gibsongirl.html Девушка Гибсона найдена 26 апреля 2012 г.

[10] Армия США во Второй мировой войне, Иллюстрированный отчет, Война против Германии: Европа и прилегающие территории (бумага) . Государственная типография. 1994. С. 85–. ISBN 978-0-16-087334-8 .

[ThompsonHarris1966-11] Джордж Рейнор Томпсон; Дикси Р. Харрис (1966). Корпус связи: итоги (середина 1943-1945 гг.) . Офис начальника отдела военной истории армии США (продается суперинтендантом документации типографии правительства США). стр. 665–.

[12] Бегби, Ричард (июль 1999 г.). «Педальное радио Великой глубинки» . Классификация антикварного радио . 16 (7).

[NLA-13] «Педальный генератор, используемый Службой летающих врачей» . Трове . Национальная библиотека Австралии . Проверено 3 января 2019 г. Педаль Traeger представляет собой важную веху в истории связи в Австралии.

[14] Бер, Джон. «Трэгер, Альфред Герман (1895–1980)» . Биография - Альфред Герман Трегер - Австралийский биографический словарь . Национальный центр биографии Австралийского национального университета . Проверено 24 августа 2019 г. {{cite book}}: |website= игнорируется ( помогите )

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]