Teoretyczna maksymalna generowana moc dla danego momentu obrotowego

Jako inżynier elektryk mam nadzieję, że ktoś pomoże mi dwukrotnie sprawdzić moją matematykę. Mam mały obwód, który chcę zasilać przez lata, który zużywa średnio 10uA przy 3V.

Chciałbym zasilić ten obwód z małej turbiny wodnej ze sprzęgłem magnetycznym, która przed ześlizgnięciem wytrzyma moment obrotowy o wartości 1 uncji.

Jeśli turbina pracuje 1 godzinę dziennie przy 100 obr / min (i 1 uncja momentu obrotowego) i przy założeniu, że generator i obwód regulacyjny pracują ze 100% wydajnością, może zasilać ten obwód. Myślę, że jest blisko.

Dostarczasz moc zaledwie 30 mikrowatów, więc za dzień wygeneruje się 2,6 dżula. To bardzo mało.

1 uncja to około 0,0071 niutometrów, 100 rpm to około 10,5 rad / s. 0,0071 nm przy pomnożeniu 10,5rad / s wynosi 0,074 wat. Z 2,6 dżula będziesz w stanie to zrobić przez około 35 sekund.

Zakłada się, że nigdzie nie ma żadnych strat. Ale będzie. W zależności od tego, jak zgromadzisz energię, myślę, że będziesz w stanie ją uruchomić przez 5 sekund, jeśli w ogóle. Więc nigdzie w pobliżu godziny, na którą celujesz. Potrzebujesz do tego więcej mocy i powiedz nam, jak zaprojektowana jest aplikacja, tylko wtedy można zgadywać na temat strat.

Jedna wskazówka: zapoznaj się z systemem metrycznym, konwersja obliczeń na jednostki jest znacznie łatwiejsza.

twój obwód wymaga (3 wolty x 10 mikroamperów) = 30 mikrowatów do działania. w ciągu 24 godzin dziennie zużyje (30 uW x 24 godz.) = 720 uW-godzin energii.

Twoja pompa wytwarza (1 uncja x 100 RPM) jednostki mocy (później będziemy się martwić przeliczeniem jednostek). w ciągu dnia wytworzy (1 uncja x 100 RPM x 60 minut) energii mechanicznej.

Teraz przejdź do „Konwersji jednostek” w Internecie i znajdź współczynniki konwersji niezbędne do uzyskania wydajności pompy w watogodzinach i wyrównaj.