Wetenschapsforum

Op basis van een koord, enkele tandwielen, een dynamo en een veer wil ik een lampje van 1 Watt gedurende 10 minuten laten branden. Ongeveer het principe van een knijpkat "knijpkat" op Wikipedia(nl) .

> Door te trekken aan een koord word de veer opgewonden. Na het loslaten blijft de veer 10 minuten draaien, dit staat gelijk aan de tijdsduur van het brandende lampje.

De dynamo die ik heb (dezelfde als in de afbeelding van de knijpkat) moet 1200 tot 1300 toeren maken.

Nu heb ik berekend dat ik dan een veer moet hebben die ongeveer 1200 Joule kan 'opnemen'. Waarvan de dikte en lengte nog onbekend zijn. Dan zou het koord een lengte van bv 10 meter krijgen.

Ik heb eerst het mechanisme van een opwindbare radio(1) willen gebruiken maar ik kwam al snel tot de conclusie dat deze te weinig energie oplevert. Het lampje brandt dan nog minder dan 1 seconde en het mechanisme maakt vervolgens te weinig omwentelingen.

Nu heb ik twee opties (althans dat hoop ik):

1. kan ik het mechanisme in de radio verkleinen (het is nu te groot) met de volgende formule T= Sb . bt2 dikke streep eronder 6, en de tandwieloverbrenging vergroten zodat het motortje sneller gaat draaien? De dikte van de veer blijft 0,1mm deze kan helaas niet dunner, dus deze blijft constant.

of

2. heb ik werkelijk een veer van 1200 Joule nodig om zoveel energie op te wekken? De verhouding tussen dynamo en daarop volgend tandwiel zijn: (dynamo) 0,75 diameter en 13 tanden (volgend tandwiel) klein: 0,85 diameter en 10 tanden groot: 4,3 diameter en 86 tanden.

Ik heb nooit werktuigbouwkunde of (technische) natuurkunde gestudeerd dus voor mij is het ook allemaal maar gokken.

Maar met alle tips of berekingen ben ik al super gelukkig, dus alvast bedankt!

Elle

engineering a human powered mp3 player

(1) het concept A met vliegwiel op pagina 32 is gelijk aan de constructie in de radio

De links die ik onderin plaatste blijkt niet te werken, ik heb de scriptie gevonden door bij Google: 'veer 1200 Joule Kuipers' in te toetsen.

Dag Elle,

1200 J lijkt niet eens zo heel veel. Een flinke stofzuiger verbruikt het in 1 seconde. Toch valt het niet mee om dat uit een veer te halen. Als je veer 10 cm uitrekt heb je een gemiddelde kracht van 1200/0,1 = 12000 N nodig. De veer moet dan een gewicht van 1200 kg op kunnen tillen! Dan praat je ongeveer oven een vrachtwagenvering. Zelfs als je veer 1 m uit kan rekken zal er (bij gemiddelde uitrekking) nog een gewicht van 120 kg aan moeten kunnen hangen.

Ik vrees dat het niet gaat lukken om al die energie uit een veer te halen. En dan heb je voor een lampje van 1 W nog veel energie nodig. Want je dynamo heeft waarschijnlijk een rendement van niet meer dan een procent of 10.

Als eenvoudig alternatief voor een veer kun je natuurlijk een gewicht ophijsen. Maar dan loop je tegen hetzelfde probleem op. Als je een gewicht van 20 kg (200 N) van 3 meter hoogte aan een touw naar beneden laat zakken komt er 600 J vrij. Dat is al een vrij forse installatie. En dan heb je nog maar de helft van de benodigde enerigie.

Je kunt wel op je licht besparen. Een led verbruikt minder vermogen. Ik heb er net even één opgezocht die had een vermogen van 35 mW. Zo kun je nog een factor 30 besparen. Maar ja, een led geeft ook niet veel licht....