Oscillator Curie per Padawan: nuovo ad energia solare?

[Christophe]

Questo piccolo prototipo di assemblaggio funziona a gas, ma un concentratore solare potrebbe fare il trucco. Il trucco sta nel far superare la Curie T ° di uno degli elementi del "motore", che poi diventa "amagnetico" e non viene più attratto dal magnete del motore, ma piuttosto vedere:

https://www.econologie.com/oscillateur-d ... -4136.html

È molto geniale, tuttavia, non ho idea delle possibili prestazioni di un tale sistema!

[Padawan]

ciao Econologi ben informati!

Per quanto riguarda la tua domanda sull'oscillatore e le sue prestazioni, ecco alcuni elementi di risposta:
- Il sistema è un oscillatore meccanico mantenuto. La sua energia corrisponde quindi all'energia meccanica dell'oscillazione, che dipende dalla massa e dalle caratteristiche geometriche del pendolo. Se l'ampiezza delle oscillazioni viene mantenuta costante, è perché l'alimentazione di energia consente di compensare le perdite (attrito sull'asse ...) che normalmente finirebbero per annullare il movimento di un pendolo semplice reale non eccitato . Possiamo quindi calcolare l'energia del pendolo dalle proprietà dell'oscillatore meccanico, è una prima energia che chiameremo Es1 (poiché è l'energia di uscita del sistema eccitato, che alla fine saremo in grado di utilizzare a valle dell'assemblaggio).
- Per mantenere l'oscillazione, portiamo energia. Nel caso del pendolo del punto Curie, il magnete permanente esercita una forza di attrazione costante e la fornitura di energia arriva solo ad annullare l'effetto al momento giusto, ma per semplicità considereremo che è un alimentatore di energia Ee1 che aiuta a mantenere l'oscillazione. Per calcolare questo apporto di energia è sufficiente conoscere la capacità termica del materiale e la differenza di temperatura tra l'ambiente e quella del suo punto di Curie (attenzione, ragione in Kelvin).

Per calcolare una prima resa possiamo fare Es1 / Ee1. Attenzione, poiché parte dell'energia è "fornita" dal magnete permanente, niente panico se abbiamo un'efficienza> 1 perché significa che "consumiamo" l'energia immagazzinata nel magnete durante la sua fabbricazione (polveri sinterizzate sottoposte a caldo a un forte campo magnetico prodotto da una forte corrente, che dovrebbe essere incluso anche nel calcolo della resa, ma questo è complicato poiché dovrebbe essere preso in considerazione in proporzione alla perdita di magnetizzazione osservata nel magnete, che richiede un tempo di funzionamento molto lungo per misurare con buona precisione una significativa perdita di magnetizzazione), un po 'come se avessimo un elettromagnete alimentato da una batteria.
Per il calcolo di questa resa, si presume idealmente che l'energia di riscaldamento sia fornita solo quando necessario. Questo è il caso ideale che sarebbe possibile illuminando la fonte di calore ad ogni oscillazione (difficile con una torcia, ma possiamo immaginare un riscaldamento elettrico a resistenza, controllato elettronicamente) in modo da portare la durata della fornitura di energia alla durata dell'oscillazione, calcolando ad esempio il rapporto tra le energie medie in 1 / T integrale di d (energia) / dt, con ad esempio T il periodo di oscillazione e ad esempio t energia di riscaldamento = T / 10 o qualcosa del genere così, se ad esempio il tempo di riscaldamento rappresenta un decimo del periodo.

Quindi, se consideriamo un riscaldamento continuo, avremo un input di energia maggiore, poiché riteniamo che forniamo continuamente (vale a dire, durante il periodo T) l'energia che sarebbe sufficiente per riscaldare solo, ad esempio, T / 10, il thread. Il filo viene ovviamente riscaldato solo quando raggiunge il punto desiderato, ma dal punto di vista della fonte di calore, si presume che riscaldiamo sempre, indipendentemente dal fatto che il filo sia presente o meno. Abbiamo quindi un'energia Ee2.

Ora, se consideriamo l'efficienza del riscaldamento, dobbiamo tenere conto dell'energia disponibile per il riscaldamento e non dell'energia ricevuta dal filo. Abbiamo un Ee3 di energia. La differenza deriva in particolare da tutta l'energia persa, ad esempio dalle radiazioni, dal filo.

Infine, se consideriamo l'efficienza del dispositivo di riscaldamento, dobbiamo prendere in considerazione l'energia iniziale Ee4 solo una parte della quale sarà disponibile per il riscaldamento. Questa resa è ad esempio l'efficienza del bruciatore della torcia, calcolata tra l'energia della fiamma e l'energia delle molecole di gas immagazzinate nel cilindro e tenendo conto di quella parte della fiamma che non riscalda il filo. Nel caso del riscaldamento solare, è l'efficienza tra l'energia solare e l'energia concentrata sul filo (differenza ad esempio dovuta alle perdite durante la riflessione sullo specchio di messa a fuoco).

- L'energia Ee1 può essere calcolata teoricamente dalle proprietà del materiale. L'energia Ee2 viene calcolata riducendo alla durata completa del riscaldamento (vale a dire che se uno ha un riscaldamento continuo e che il riscaldamento viene utilizzato solo un decimo del tempo per portare il materiale al punto di Curie, L'energia Ee2 sarà dieci volte superiore all'energia Ee3

- L'energia Ee3 può essere misurata utilizzando la termocoppia, posizionata dove arriva il filo.
- L'energia Ee4 può essere calcolata dalle reazioni chimiche di ossidazione del gas, flusso di gas, efficienza del bruciatore ...

Infine, dal lato dell'uscita, dobbiamo tenere conto dell'energia recuperata dalla bobina, Es2, che sarà ovviamente inferiore a Es1 poiché la bobina recupera solo una parte dell'energia di oscillazione. La forza di ritorno viene aggiunta all'attrito ed è compensata dall'eccitazione. Es2 può essere dedotto dalla potenza fornita P = UI, con U ddp misurato all'oscillo e I la corrente corrispondente. Poiché deve essere molto debole, è possibile utilizzare un micro-amperometro.

Ecco per ora un'analisi molto rapida del problema, questo fine settimana vedrò più in dettaglio, potrei avere più idee.

NOTA: Mi sono divertito a rifare gli esperimenti sul campo magnetico deviati dai magneti permanenti e funziona con un tuono! come ho detto in Quarzo è stato sufficiente calcolare le bobine per deviare il flusso magnetico dei magneti .... Ho realizzato una mini gru che con il suo sistema a magneti permanenti posso sollevare fino a 1 kg e lasciar andare il mio carico devo solo deviare il flusso attraverso le bobine e alimentato da una batteria scarica di 4.5V (cool! no!). Molto lavoro (meccanica)
fornito dai magneti per sollevare e mantenere il carico
e poca energia per "lasciarsi andare". Trovo questo sistema molto interessante e lo proporrò per uno studio agli studenti .... so che i flussi deviati sono brevettati ma mi chiedevo! Conosci i sistemi di sollevamento con questo processo perché su Internet mi trovo bene ma! Non abbiamo trovato nulla !?
Farò un video con foto e demo filmato del mio sistema di sollevamento .....
Che la forza (econologica) sia con te!
Padawan