利用物理学从耗尽的电池中榨取更多能量

你晚上遛狗时，你的小手电筒已经变暗了，它坏了。如果你能以某种方式从里面的电池中获得更多的能量，而不是在黑暗中跌跌撞撞地回家，那不是很棒吗？这并不像听起来那么疯狂。当电池供电的设备停止工作时，我们说电池“没电了”——但事实并非如此。它仍然含有化学能，并且电压不为零；它只是不够高，无法让电流流过灯泡或 LED（或您拥有的任何负载）。但通过一点物理欺骗，你确实可以让灯运行得更久。更长！我将向您展示如何构建一个简单的电路，将变压器和晶体管配对，以利用剩余能量。它被戏称为“焦耳小偷”电路。得到它？它不仅建造起来很有趣，令人兴奋，而且还是法拉第感应定律的一个很好的例证，与发电机和感应炉中使用的原理相同。让我们这样做吧！基本电池和灯泡我将从一个非常简单的电路开始。这是使用单根铜线连接到小型白炽灯泡的 1.5 伏 AA 电池。摄影：Rhett Allin 这是一个完整的电路。电流从电池的一端流出，流过内部装有钨丝的灯泡，然后返回电池的另一端。由于灯丝非常细，电流会将其加热到 4,500 华氏度左右，从而发出白热光。 （幸运的是，钨的熔点是所有纯金属中最高的。）只要电路完整（在手电筒中意味着开关保持打开状态），电流就会继续流动，逐渐耗尽电池的化学势能。随着电压下降，产生的电流也会减少。在某些时候，将不足以产生任何光线。在某种程度上，这个电路也是一个焦耳小偷。如果您保持开关打开，即使灯熄灭后电流仍将继续流动，并且会耗尽电池的剩余能量。但谁会在乎一个耗尽电池且不发光的焦耳窃贼呢？ LED 与白炽灯 如今，大多数设备都使用 LED 代替白炽灯泡。 LED 不会通过使物体变热来发光；而是通过使物体变热来发光。相反，它是一种具有能隙的固态器件。当电流中的电子降至较低能级时，它们会以光的形式释放多余的能量。它的效率更高，因为您不会浪费那么多热能。唯一的缺点是白色 LED 需要 3 伏电压，因此现在我们需要两节 AA 电池：摄影：Rhett Allin