인간의 힘

Human power
필립스의 하이브리드 배터리/핸드 크랭크 라디오.

인간의 힘은 인간의 몸에서 생성되는 일이나 에너지다. 인간의 힘(시간당 일의 비율)을 가리킬 수도 있다. 힘은 주로 근육에서 나오지만, 체온은 또한 쉼터, 음식, 또는 다른 인간들과 같은 일을 하는데 사용된다.

인간에 의한 전력 성능의 세계 기록은 작업 계획자와 작업 공정 엔지니어에게 관심의 대상이다. 일정 기간 동안 유지될 수 있는 평균적인 인적 동력의 수준은 산업에서 업무 운영을 설계하는 엔지니어들에게 흥미롭다.

사람이 운전하는 교통수단은 자전거, 노 젓기, 스키 그리고 많은 다른 형태의 이동수단을 포함한다.

사람이 사용하는 장비는 다른 동력원이 없는 곳에서 사용할 수 있는 전기 에너지를 생성하기 위해 그리고 저장하기 위해 때때로 사용된다. 여기에는 깁슨걸 서바이벌 라디오, 윈드업 라디오 또는 (클록워크) 라디오와 페달 라디오가 포함된다.

가용전력

정상적인 인간의 신진대사는 약 80와트의 기초대사 속도로 열을 발생시킨다.[1]

자전거 경주 동안, 엘리트 자전거 선수는 1시간 동안 400와트에 가까운 기계 전력을 생산할 수 있고, 1000와트에서 1100와트까지 두 배 이상 되는 짧은 폭발력을 생산할 수 있다. 현대의 경주용 자전거는 95% 이상의 기계 효율을 갖는다. 체력이 좋은 성인은 한 시간 동안 격렬한 운동을 할 때 평균 50에서 150와트 사이가 될 가능성이 더 높다. 8시간 이상의 근무 교대 시간 동안, 평균적이고, 건강하고, 잘 먹고, 동기가 부여된 수동 노동자는 약 75와트의 출력을 유지할 수 있다.[2] 그러나 모든 실제 발전기는 에너지 전환 과정에서 상당한 손실을 발생시키기 때문에 어떤 발전기 소자의 비효율성으로 인해 인간 전원의 잠재적 수율은 감소한다.[citation needed]

그동안 전기발전기를 운동장비에 장착하려는 시도가 있었지만, 수집된 에너지는 변환장비의 원가에 비해 가치가 낮다.[3]

운송

주요 기사: 인력으로 움직이는 운송
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몇몇 형태의 운송수단은 인간의 힘을 이용한다. 자전거, 휠체어, 걷기, 스케이트보드, 손수레, 조정, 스키, 인력거 등이 그것이다. 어떤 형태는 한 사람 이상을 활용할 수도 있다. 이 역사적인 갈리는 고대에는 자유민이나 시민들에 의해 추진되었고, 최근에는 해적들에게 붙잡힌 노예들에 의해 추진되었다. 맥크레디 고사머 콘도르는 1977년 첫 비행을 하면서 조종과 지속적 비행이 가능한 최초의 인간 동력 항공기였다. 2007년 탐험대의 제이슨 루이스 360은 인간의 힘, 즉 육지를 횡단하는 보행, 자전거 타기, 롤러블레이드, 수영, 카약, 노 젓기, 그리고 26피트 길이의 페달 동력 보트를 이용하여 바다를 건너는 비극성 위도에서 지구를 일주한 최초의 사람이 되었다.[4][5]

일반 장치 및 기계

영국의 형벌 트레드휠

트레드밀이라고도 불리는 트레드휠은 사람이 동력을 공급하는 엔진이나 기계다. 이것들은 외관상 물레바퀴와 비슷할 수 있으며, 둘레(트레드밀)에 설정된 인간 발판 패들에 의해 또는 그 안에 서 있는 인간(트레드휠)에 의해 작동될 수 있다.

어떤 장치들은 인간의 힘을 사용한다. 그것은 근육에서 나오는 기계적 힘을 직접 사용할 수도 있고, 발전기가 신체에 의해 생성된 에너지를 전기로 변환할 수도 있다.

기계로 작동되는 손전등. 이것은 선형 발전기를 사용하며 긴 축을 따라 흔들어서 충전된다.

사람이 사용하는 장비는 주로 일회용 기본 배터리와 전기 그리드와 같은 전통적인 전기 공급원의 대안으로 인간의 근육력에 의해 발생되는 전기로 구동될 수 있는 전기 기기로 구성된다. 그러한 장치들은 그들의 배터리를 재충전하기 위한 발전기나 유도 시스템을 포함한다. 이제 휴대전화와 같은 배터리 구동 휴대용 전자기기를 충전할 수 있는 별도의 크랭크 작동 발전기가 출시되었다. 기계로 구동되는 손전등과 같은 다른 것들은 발전기가 장치 내에 통합되어 있다. 손목시계는 근육의 힘을 사용하여 주둥이를 계속 감을 수 있다.

전기 저장용 충전용 배터리의 대안은 슈퍼캐패시터인데, 현재 여기에 보이는 기계로 구동되는 손전등과 같은 일부 장치에서 사용되고 있다. 에너지를 전기적인 것이 아니라 기계적으로 저장하는 장치에는 메인 스프링이 달린 클록워크 라디오가 있는데, 이 라디오는 크랭크에 의해 감겨져 발전기를 돌려 라디오에 전원을 공급한다.

사람이 사용하는 전기기기를 정기적으로 사용하는 초기 예는 초기 전화 시스템이다. 원격 벨을 울릴 전류는 가입자가 전화기의 손잡이를 크랭킹하여 작은 자석 발전기를 돌림으로써 제공되었다. 자연재해, 전쟁 또는 내란으로 인해 정기적인 전력 공급이 불가능할 때, 사람이 사용하는 장치는 비상 장비로서 유용하다. 그것들은 또한 배터리가 비싸고 주 전력은 신뢰할 수 없거나 사용할 수 없는 가난한 나라에서 사용하기 위해 경제적인 것으로 보여왔다. 그것들은 또한 에너지 낭비원이며 환경에 중금속을 도입할 수 있는 일회용 배터리의 사용에 대한 환경 친화적인 대안이다. 통신은 사람이 발전기를 돌리면 발생할 수 있는 비교적 적은 양의 전력을 위한 일반적인 응용 프로그램이다.

사람전동전파

서바이벌 라디오

BC-778 "Gibson Girl" 무선 송신기

제2차 세계 대전 시대의 깁슨 걸 서바이벌 라디오는 동력을 공급하기 위해 손으로 크랭킹한 발전기를 사용했다; 이것은 비록 생존자가 크랭크를 돌리기 위해 충분히 적합해야 하는 단점이 있지만, 필요하기 전에 몇 달 동안 보관될 수 있는 건전지 배터리의 신뢰할 수 없는 성능을 피했다. 생존 무전기는 전쟁 중에 양측에 의해 발명되어 배치되었다.[6] SCR-578(그리고 유사 전후 AN/CRT-3) 생존 무선 송신기는 과수 운용을 위해 항공기가 운반한 것으로, 발전기 손잡이를 돌리는 동안 다리 사이에 고정시킬 수 있는 "모양" 때문에 "기브슨 걸"이라는 별명이 붙여졌다.

군용 라디오

GN-45 핸드 크랭크 발전기를 사용하여 라디오 세트에 전력을 공급하는 제2차 세계 대전 중 미군

제2차 세계 대전 동안, 미군은 때때로 손 크랭크 발전기 GN-35와 GN-45를 사용하여 시그널 군단 무선 송신기/수신기에 전력을 공급했다.[7] 손으로 크랭킹하는 작업은 힘들었지만 SCR-131, SCR-161, SCR-171, SCR-284 및 SCR-694와 같은 소규모 라디오 세트에 충분한 전류를 생성했다.[8]

윈듀프 라디오

크랭크가 권선 위치에 있는 원래의 Baygen 클럭워크 라디오

윈드롭 라디오나 시계장치 라디오는 배터리나 전기 그리드보다는 인간의 근육력에 의해 구동되는 라디오다. 가장 일반적인 배열에서 내부 발전기는 케이스의 손 크랭크에 의해 감기는 메인 스프링에 의해 작동된다. 크랭크 바람을 스프링으로 돌리고 완전히 감으면 몇 시간 동안 작동할 수 있다. 또는 발전기가 내부 배터리를 충전할 수 있다.

핸드씨 순위 발전기에 의해 구동되는 라디오는 새로운 것이 아니지만, 그 시장은 이전에는 비상사태나 군사조직에 한정된 것으로 보여졌다. 현대식 시계장치 라디오는 영국 발명가 트레버 베일리스가 에이즈(HIV/AIDS) 위기에 대처하기 위해 1991년 설계하고 특허를 얻었다. 그는 그것을 개발도상국의 가난한 사람들이 배터리에 접근하지 않고 사용할 수 있는 라디오로 상상했다. 1994년 영국의 회계사 크리스 스테인레스와 남아프리카공화국 파트너 로리 스타이어가 이 발명품의 전 세계 인허가를 확보하고 최초의 상업용 모델을 생산한 베이겐 파워 인더스트리(현 프리플레이 에너지 주식회사)를 공동 설립했다. 더 이상 사용되지 않는 그것의 디자인의 핵심은 잠재적 에너지를 저장하기 위해 끊임없이 빠른 샘을 사용하는 것이었다. 베이젠이 프리플레이가 되면서 베일리스가 발명을 통제하지 못하게 된 후, 프리플레이 에너지 유닛은 값싼 핸드 크랭크 발전기가 충전한 일회용 배터리로 바꾸었다.

다른 자체 전력 장비와 마찬가지로, 송전 무전기는 캠핑용, 비상용, 그리고 개발도상국이나 원격 정착지와 같이 전기 그리드가 없고 교체용 배터리를 구하기가 어려운 지역을 위한 것이었다. 그것들은 또한 라디오를 정기적으로 사용하지 않고 휴가용 주택이나 오두막처럼 배터리가 악화될 경우 유용하다.

비상용으로 설계된 윈드롭 라디오는 종종 손전등, 깜박이는 비상등, 비상 사이렌을 포함한다. 또한 일회용 또는 충전식 배터리, 담배 라이터 콘센트 및 태양 전지 등과 같은 여러 대체 전원을 포함할 수 있다.

페달 구동 송신기

1946년 Norah Head Lightstation, Norah Head Lightstation과 통신하기 위해 South Lonary Island 등대에서 페달 라디오 사용

페달 라디오(또는 페달 무선)는 페달 구동 발전기에 의해 구동되는 무선 송신기 수신기였다. 1929년 남호주 엔지니어 겸 발명가 알프레드 트래거에 의해 호주 아웃백에 있는 외딴 홈스테드와 가축 방송국에 무선 통신을 제공하는 방법으로 개발되었다.[9] 그 당시에는 사용할 수 있는 주전원이나 발전기가 없었고 필요한 전력을 제공하기 위한 배터리는 너무 비쌌을 것이다. 그것은 왕립비행의사서비스가 가능하게 한 기술이고, 후에 항공학교가 원격으로 사는 사람들을 응급 서비스와 교육으로 연결시켜 주었기 때문에 매우 중요한 발명품이었다.[10][11]

참고 항목

참조

  1. ^ 크로스, R. & 스펜서, R. 2008. 지속 가능한 정원. 멜버른 콜링우드의 CSIRO 출판사 ISBN978-0-643-09422-2.
  2. ^ 유진 A. Avallone 등, (ed), Marks' Standard Handbook for Mechanical Engineers 11 Edition , Mc-Graw Hill, New York 2007 ISBN 0-07-142867-4페이지 9-4
  3. ^ Gibson, Tom (2011). "Turning sweat into watts". IEEE Spectrum. 48 (7): 50–55. doi:10.1109/MSPEC.2011.5910449. S2CID 41300023.
  4. ^ Guinness World Records (6 October 2007). "Human Powered Circumnavigations" (PDF).
  5. ^ AdventureStats by Explorersweb. "Global HPC - Human Powered Circumnavigations". Explorersweb.
  6. ^ http://wftw.nl/gibsongirl/gibsongirl.html Gibson Girl 2012년 4월 26일 회수
  7. ^ United States Army in World War II, Pictorial Record, War Against Germany: Europe and Adjacent Areas (Paper). Government Printing Office. 1994. pp. 85–. ISBN 978-0-16-087334-8.
  8. ^ George Raynor Thompson; Dixie R. Harris (1966). The Signal Corps: the outcome (mid-1943 through 1945). Office of the Chief of Military History, U.S. Army (for sale by the Superintendent of Documents, U.S. Govt. Print. Office). pp. 665–.
  9. ^ Begbie, Richard (July 1999). "The Pedal Radio of the Great Outback". Antique Radio Classified. 16 (7).
  10. ^ "Pedal generator used by the Flying Doctor Service". Trove. National Library of Australia. Retrieved 3 January 2019. The Traeger pedal represents a significant milestone in the history of communication in Australia.
  11. ^ Behr, John. "Traeger, Alfred Hermann (1895–1980)". Biography - Alfred Hermann Traeger - Australian Dictionary of Biography. Adb.online.anu.edu.au. National Centre of Biography, Australian National University. Retrieved 24 August 2019.