发明迷你小发电机的是谁(小发明发电机视频)
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全世界最小的电机有哪些作用,它是由谁发明的?
Empa和EPFL的研究小组开发了一种分子马达,该分子马达仅由16个原子组成,并且可以在一个方向上可靠地旋转。它可以允许原子级的能量收集。电机的特点是,它恰好在经典运动与量子隧穿之间的边界处移动,并且向量子领域的研究人员揭示了令人费解的现象。
由Empa和EPFL的研究人员开发的世界上最小的电动机-仅由16个原子组成。Empa功能表面研究小组负责人OliverGröning解释说:“这使我们接近了分子电动机的极限尺寸极限。” 电机的尺寸小于一纳米-换句话说,它比人的头发直径小100,000倍。
原则上,分子机的功能与其在宏观世界中的对应机相似:将能量转换为定向运动。这样的分子马达在自然界中也存在,例如以肌球蛋白的形式存在。肌球蛋白是运动蛋白,在生物体的肌肉收缩和其他分子在细胞之间的运输中起重要作用。
纳米级的能量收集
像大型电动机一样,16原子电动机包括定子和转子,即固定部分和运动部分。转子在定子的表面上旋转。它可以占据六个不同的位置。“为了使电动机真正发挥作用,至关重要的是,定子必须使转子只能沿一个方向运动,”格罗宁解释说。
由于驱动电动机的能量可能来自随机方向,因此电动机本身必须使用棘轮方案确定旋转方向。但是,原子电动机的运行与宏观世界中带有不对称锯齿状齿轮的棘轮相反:棘轮上的棘爪沿平坦边缘向上移动并锁定在陡峭边缘的方向上,而原子变体所需的扭矩却更少沿齿轮的陡峭边缘向上移动的能量要比在平坦边缘向上移动的能量大。因此,通常沿“阻挡方向”运动是优选的,而沿“运行方向”运动的可能性则小得多。因此,实际上只能在一个方向上移动。
研究人员通过使用具有六个三角形和六个钯原子的三角形结构的定子,以最小的变体实现了这种“反向”棘轮原理。这里的窍门是这种结构是旋转对称的,而不是镜像对称的。
结果,尽管顺时针和逆时针旋转必须不同,但是仅由四个原子组成的转子(对称的乙炔分子)可以连续旋转。“因此,电动机具有99%的方向稳定性,这使其与其他类似的分子电动机区别开来,”格罗宁说。这样,分子电动机为原子级的能量收集开辟了一条途径。
来自两种来源的能量
微型电动机可以由热能和电能驱动。热能引起电机的方向旋转运动沿随机方向旋转-例如,在室温下,转子以每秒几百万转的速度完全随机地来回旋转。相比之下,由电子扫描显微镜产生的电能会导致方向旋转,电能从其尖端流入电机。单电子的能量足以使转子继续旋转仅仅六分之一圈。供给的能量越高,运动的频率就越高-但是同时,转子在随机方向上运动的可能性也就越大,因为太多的能量可以克服“错误”方向上的棘爪。
根据经典物理学定律,使转子相对于滑槽的阻力运动所需的能量最少。如果提供的电能或热能不足,则必须停止转子。出乎意料的是,研究人员能够在一个低于此极限的方向上观察到一个独立的恒定旋转频率-温度低于17开尔文(-256摄氏度)或施加的电压低于30毫伏。
从古典物理学到量子世界
在这一点上,我们正处于从古典物理学到更令人费解的领域的过渡:量子物理学。根据其规则,粒子可以“挖洞”,也就是说,即使转子的动能在传统意义上不足,转子也可以克服滑道。这种隧道运动通常在没有任何能量损失的情况下发生。因此,从理论上讲,在该区域中两个旋转方向均应同样可能。但是令人惊讶的是,电机仍以99%的概率朝同一方向旋转。“热力学第二定律指出,封闭系统中的熵永远不会减小。换句话说:如果在隧穿事件中没有能量损失,则电动机的方向应该纯粹是随机的。
时间是哪条路?
如果我们再打开一点示波器:观看视频时,通常可以清楚地知道时间在视频中是向前还是向后。例如,如果我们看一个网球,它在每次撞击地面后会跳得更高一点,那么我们直观地知道该视频向后播放。这是因为经验告诉我们,每次撞击球都会损失一些能量,因此反弹回弹的高度应该较小。
如果我们现在考虑一个既不增加能量又不损失能量的理想系统,那么就无法确定时间在哪个方向上运行。这样的系统可以是一个“理想的”网球,它在每次撞击后以完全相同的高度反弹。因此,不可能确定我们正在观看此理想球的视频是向前还是向后-两个方向都同样合理。如果能量保留在一个系统中,我们将不再能够确定时间方向。
但是,该原理也可以颠倒:如果我们观察到系统中的某个过程清楚地表明时间在哪个方向运行,则该系统必须损失能量,或更确切地说,要耗散能量,例如通过摩擦。
回到我们的微型电动机:通常假定在隧道掘进过程中不会产生摩擦。但是,与此同时,没有能量提供给系统。那么,如何使转子始终向同一方向旋转呢?热力学的第二定律不允许有任何例外-唯一的解释是,即使在隧穿过程中,能量损失也很小,即使能量损失很小。因此,格罗宁和他的团队不仅为分子工匠开发了玩具。Empa研究人员说:“电动机可以使我们研究量子隧穿过程中的过程和能量耗散的原因。”
发电机是谁发明的?
迈克尔·法拉第发明的。
迈克尔·法拉第是英国著名化学家戴维的学生和助手,他的发现奠定了电磁学的基础,是麦克斯韦的先导。1831年10月17日,法拉第首次发现电磁感应现象,并进而得到产生交流电的方法。1831年10月28日法拉第发明了圆盘发电机,是人类创造出的第一个发电机。
由于他在电磁学方面做出了伟大贡献,被称为“电学之父”和“交流电之父”。
扩展资料
电学方面成就
(1)纪录中法拉第最早的实验乃是利用七片半便士、七片锌片以及六片浸过盐水的湿纸做成伏打电池。他并使用这个电池分解硫酸镁。
(2)1821年,在丹麦化学家韩·克利斯汀·奥斯特发现电磁现象后,戴维和威廉·海德·渥拉斯顿尝试设计一部电动机,但没有成功。法拉第在与他们讨论过这个问题后,继续工作并建造了两个装置以产生他称为“电磁转动”的现象:由线圈外环状磁场造成的连续旋转运动。
他把导线接上化学电池,使其导电,再将导线放入内有磁铁的汞池之中,则导线将绕着磁铁旋转。这个装置现称为单极电动机。这些实验与发明成为了现代电磁科技的基石。
(3)法拉第在1831年,他开始一连串重大的实验,并发现了电磁感应,此发现仍可称为法拉第最大的贡献之一。
(4)他的展示向世人建立起“磁场的改变产生电场”的观念。此关系由法拉第电磁感应定律建立起数学模型,并成为四条麦克斯韦方程组之一。这个方程组之后则归纳入场论之中。法拉第并依照此定理,发明了早期的发电机,此为现代发电机的始祖。
(5)法拉第也提出电磁线的概念:这些流线由带电体或者是磁铁的其中一极中放射出,射向另一电性的带电体或是磁性异极的物体。这个概念帮助世人能够将抽象的电磁场具象化,对于电力机械装置在十九世纪的发展有重大的影响。
参考资料来源:百度百科—迈克尔·法拉第
法拉第发明了什么?
法拉第发明了发电机,迈克尔·法拉第是英国著名化学家戴维的学生和助手,他的发现奠定了电磁学的基础,是詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的先导。
1831年10月17日,法拉第首次发现电磁感应现象,并进而得到产生交流电的方法。1831年10月28日法拉第发明了圆盘发电机,是人类创造出的第一个发电机。
法拉第的人物评价。
法拉第的一生是伟大的,法拉第其人又是平凡的。他非常热心科学普及工作,在他任皇家研究所实验室主任后不久,即发起举行星期五晚间讨论会和圣诞节少年科学讲座。
他在100多次星期五晚间讨论会上作过讲演,在圣诞节少年科学讲座上讲演达十九年之久。他的科普讲座深入浅出,并配以丰富的演示实验,深受欢迎。法拉第还热心公众事业,长期为英国许多公司机构服务。他为人质朴、不善交际、不图名利、喜欢帮助亲友。
是谁发明了发电机
1856-1943,泰斯拉(Nikola Tesla)克罗埃西来裔美籍物理学家,他是电力学的先锋,发明发电机、变压器,对交流电和感应发动机的发展贡献厥伟。
发电机是谁发明的 发电机的发明者
1、发电机是迈克尔·法拉第发明的。
2、迈克尔·法拉第是世界著名的自学成才的科学家,英国物理学家、化学家,他把磁力线和电力线的重要概念引入了物理学,通过强调不是磁铁本身而是它们之间的“场”,为当代物理学中的许多进法拉第展开拓了道路。
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