一种转动动能永动发电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明一涉及一种发电机，尤其涉及一种转动动能永动发电机。
【背景技术】
[0002]现有技术的常规发电主要是火电和水能发电，由于发电机运转过程中和燃料燃烧过程中能量的损耗较大，能量的转化率较低，本发明是用一个较小的动力，拉动巨大圆柱体钢柱滚动，产生巨大的滚动动能，再由巨大滚动动能转化为电能，所获得的电能远大于拉动圆柱体钢柱所消耗的能量。拉动力转化成电能后再将其中的一小部分转化为圆柱体钢柱的牵引动力，构成永动发电机。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种转动动能永动发电机，合理地解决了现有发电技术能量转化率较低的不足之处。
[0004]本发明采用如下技术方案实现:
[0005]一种转动动能永动发电机，其原理理论在于:
[0006]实验例1:
[0007]圆柱体重物A，重67824Kg，直径4M的圆柱形物体从126米的高空落下，假设它在做自由落体运动的同时，还可以一边做加速转动，如第一秒转30圈，第二秒转90圈，转动圈数a每秒增加60圈。计算出该物体距离地面一米时产生的转动动能一共是多少。
[0008]根据自由落体运动可知重物A落5秒时恰好距地面I米，转动动能E的公式为E=(J?2)/2 = J W/+J ff22+J ff32+Jff42+JW52
[0009]= 4814766075+43332894700+120369200000+235923538000
[0010]+389996052000
[0011]= 794436500000J (保留到万位)
[0012]在转动动能的公式E= (Jgj2)/2中，E的单位是焦耳，J是转动惯量，J = MR2单位是Kg/M2，ω单位是弧度/秒，转一圈(360度)就是2π弧度/秒。转动惯量按沿轴算J = (mr2)/2，角速度 ω = 2 π a, T1 = 30a, T2 = 90，T3 = 150，T4 = 210，T5 = 270。
[0013]而该重物在122.5米高处具备的重力势能为:
[0014]E = mgh (G 取 9.8N/kg)
[0015]= 67824X122.5X9.8
[0016]= 81422712J
[0017]可以算出该物体转动产生的动能是重物在122.5M高空所具的重力势能的9757倍。
[0018]如果把重物做成哑铃型，如图2所示，用很结实的细线绕在哑铃型重物的轴心上，再把它从高空抛下，就能实现实验例一中所述的假设项。由于绳子的粗细不能被忽略，所以不能让转动圈数a与时间T的关系严格地遵守每秒多60圈的规律，但也不会差距太大。那么，开始只须要用绕绳子的一小点能量，就能收获到更大的能量(可以把哑铃型重物做成3部分，中间最小的那分部分可拆下来，把它先绕好绳子再卡紧)。如图2所示，把哑铃型重物的两端挖空，各放一台大的直流发电机，发电机的转子轴上吊上较重的重物，那么该亚铃型重物在下降的过程中，发电机外壳转动，而转子轴上吊的重物，重力一直向下，那么朝下的重力就会拉着转子不动，就可以把转动产生的动能转化为电能。但是由于哑铃型重物下降很快，发出的电会快速倍增且也不易收集，必须加以改进。根据这则实验案例，经过推理，把这样的设备放在平地上，直流电动机(发电机/小马达)的转子轴上吊一个重物，然后滚动发电机外壳(定子)，这时电动机的定子在滚动前进，而转子轴由于被重物吊住而一直保持竖直向下，定子相对于转子转动，从而发出电来。
[0019]实验例2:
[0020]如图3所示，用重20g的美上美马达M—25E(5V，2000r/min，0.1W)，卡在直径为4cm,重20g的一小卷透明胶布上，以增加电机外径，防止重物与平面摩擦。将这个小设备放在一个长斜面上，以方便它滚动。给它加上负载让它在发出额定功率的电能时，转子轴上吊的重物质量为了 13-14g。把它放在水平面时，只要给它一个小小的持续推力，一样能够匀速向前滚动正常发电。如果忽略对实验结果影响较小的空气阻力，那么给它的推力所做的功就是克服摩擦力所做的功。而这里是滚动摩擦，摩擦系数是较小的，根据实验现象该法是把重力变成摩擦力来做功发电，应当能够更多获取能量的。我们可以计算一下
[0021]设摩擦系数是0.03
[0022]小马达与胶布共重40+14 = 54g
[0023]滚动摩擦力为f = 54/102.04X0.03 = 0.01587613N
[0024]小马达一秒转动33.33圈能发出0.1ff的电能来，那么一秒滚动的距离为s =
33.33X4X3.14 = 418.6cm = 4.186M
[0025]克服摩擦力做功为
[0026]W = FS = 0.01587613X4.186 = 0.066W
[0027]根据以上计算可以得出能量被放大的结论。分析并再次实验，由于胶布较软有弹性形变，摩擦系数不是最小，我们可找到摩擦系数更小的材料，按目前的技术手断用淬火钢抛光做成的物体，其摩擦系数可达0.001。如果把胶布换成抛光的淬火钢外壳，这个增大“外壳”的小马达重量可低至30g。加上吊的重物为14g共44g。
[0028]滚动摩擦力为f = 44/102.4X0.001 = 0.00043N
[0029]滚动的距离为s = 4.186M
[0030]根据W = FS可算出拉力克服摩擦力做功为:
[0031]W = 0.00043X4.186 = 0.0018W
[0032]而发出的电能J是0.1W，则能量(功率)放大了约55倍。
[0033]由于空气的阻力是很小的，在一般计算中都忽略不计，所以空气阻力对该设备赚取能量的影响不大。
[0034]实验例3:
[0035]如图4所示。已经验证了把这个实验样机做大能获取更多能量。本发明实验中发现电机空载时转子轴上吊着重物，滚动外壳而转子不动，给电机带上负载，直接短路，短路是最大的负载，转速较快时，重物就会跟着外壳一起转动，那么就说明吊的重物跟发出的电功率有关，挂着的重物应该与发出的电功率呈正比。也就是说I秒发0.1W的电能需挂14g，那么I秒发IW的电能转子轴上就应吊140g的重物。但是要用这种方法发电获取更多的能量，就必须要把电机做得又细又长，增加了占地面积。而且电机输出端一直在运动，给收集电能带来麻烦。因此必须改进技术；上述的实验是靠滚动摩擦力来转动外壳，固定定子来发电，反过来，可以利用滚动摩擦力来转动转子，固定外壳来发电。
[0036]进一步实验，依靠中间的一个大且表面较光滑的圆柱体转动，圆柱体重物两端露出的轴心各连着一台发电机的转子轴。发电机身上吊着重物，发电机处于悬空状态。一切根据以前吊的重物推算，若把这两台功率都为5W的小马达上吊着700g的重物，那么在给它施加拉力让圆柱体重物向前滚动的速度达到5转每秒的时候，电机就能正常地发出额定功率电来。据测量此圆柱体重物的质量为5900g，一台电机与负载的质量为180g，每台电机外壳上吊的重物都是700g，圆柱体重物的直径是15.6cm，负载为3个10欧姆、2瓦的电阻。3个电阻串联起来，阻值是30欧姆，电源是12V，5W，那么电源电流约是0.417A，而负载电路中的电流为0.4A，再算上并联二极管降低了电路中的一小部分电阻，那么负载功率为4.8-5ff(由于购不到12V，5W的小灯泡，只好用这三个电阻代替，可视为额定负载)，根据电路中串联分压的规律，那么一个电阻上的电压是4V;又根据并联电路中电压相等的规律，那么发光二极管两端的电压也是4V，略超过额定电压(电机正常工作时不会被烧坏)。再进一步实验时，在1.16秒时拉动了 2.5M，发光二极管越来越亮，经过数次实验果然没有烧坏。1.16秒减去实验者的反应时间按I秒算，圆柱体重物滚动5转时移动的距离为:s = 15.6X3.14X5=245cm = 2.45M
[0037]实验样机的总质量为:
[0038]M = 5900+180 X 2+700 X 2 = 7660 = 7.66Kg
[0039]实验样机受的重力为(G取IKg = 9.8N)
[0040]G = mg = 7.66X9.8 = 75.068N
[0041]测得滚动摩擦系数为0.037
[0042]应付出的拉力为f = 75.068NX0.037 = 2.77N
[0043]拉力做功为W = FS = 2.45X2.77 = 6.785