巧妙的永动电钟
有一次我到一位朋友家玩,看到一只新颖别致的小“电钟”,非常精致。我朋友热情地告诉我说,这只钟不仅外观漂亮,而且根本不消耗能量, 既不用上发条,也不用插电源。“这不成了永动机了?”“确实如此。”
“可是永动机是根本不可能的呀!”我怀疑地说道。 “这就要看你这位‘大物理学家’如何解决这个问题了。”朋友满脸
神秘地说。
我开始认真研究这只挂钟了,它除有两根天线外,看不见它与其它钟有何区别,正象朋友介绍的那样,它没有发条,也没有电源,看来问题就出在天线上了。我心里豁然一亮,向我的朋友问道:“使用这只钟有什么要求吗?”“室内要有通电的导线。”我心里已基本弄清它的能量来源了。不禁佩服设计者的巧妙。
原来,我们室内通常用的交流电的电压为 220 伏按正弦规律变化的, 其变化频率 f=50Hz,而两个导体之间又可构成电容器,从而有电压降落, 如我们身体与室内的电线之间的电容约为 1 皮法(PF)。而人与地面绝缘站立时,人对地的电阻约为 100O 兆欧,这时电源线火线,人及地线等组成如图示的回路,我们就可以计算一下在人体上的电压降,先求出电容器的容抗
Xc=1/2? fc=3×109 欧姆
U
因此流过人体的电流大小为I= =0.065μA
因此人体相对地(零线)电压为U 大地=I·R=65 伏
这只电钟也同样与电线之间构成回路,利用天线来捕捉室内不被人们注意的电能来运行,看上去就象一只“永动电钟”了