5V 1–2Aを出力するための肉体的な努力？

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iPhoneを持っていますが、壁から充電するのが不便な場合があります。多分私は長いバスに乗っています。電力を生成するために身体活動/運動をするつもりなら、5 Vで安定した1〜2アンペアを供給して、電話充電器として機能するためにどれだけの労力を費やす必要がありますか？

この架空のデバイスは、持ち運びできるほど小型で軽量である必要があります...使用するために自宅にいる必要がある場合、そのポイントは意味がありません。

たとえば、手の筋肉を構築するために何度も何度も圧迫する簡単な手の運動器具があります。それはどのくらいの電力を生成できますか？

power-supply

— フィリップ
ソース

私はあまり言いませんが、このリンクをポイントします：newatlas.com/…。エアロバイクです。これに乗っている人は200Wの電力を生成できます-あなたの状況（5V @ 2A）では、10Wの電力しかありません-自転車が生成できるものの5％です。だから私はギャンブルを取り、それが可能であると言います。しかし、その方法はわかりません（おそらく、メカトロニクス/機械エンジニアに適しています）。

— DSWG 2018年

おそらく、より効率的なハンドデバイスはクランクジェネレータです。これらはスクイーズデバイスではありませんが、すべて何らかの方法でマウントされていると思います。しかし、10 Wから65 Wまでの範囲のユニットを見たことがあります（65 W発電機にどれくらいの時間遅れないかはわかりませんが）。合計は10 Wなので、クランクデバイスは、継続的な直接操作。効率が高くなる可能性があるので、80％と読みました。しかし、もちろん、人間のバイオメカニクスは、クランク中の位置が多かれ少なかれ効率がよく、いずれにしても、人間自体はエネルギーの効率的な変換器ではありません。特許US7893551B2を参照してください。

— 2018年

グーグルハンドクランクラジオ、あなたが電力出力図を得ることができるかどうか見てください？USBポート回路が生成できる電流量を報告できるほど高度なUSBポート回路を備えている限り、10W全体を生成する必要はありません。

— TimWescott、2018年

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これらのスクイーズデバイスの1つを入手して、スクイーズにかかる力を測定すると、パワーを推定できます-エネルギー=力*距離、パワー=エネルギー/時間。したがって、1回のスクイーズあたりのエネルギー量を把握し、次にどれだけ速く連続的に物を圧搾できるかを把握します。右手と左手をオフにするか、片側をポパイ、反対側をオリボイルのようにします。

— TimWescott、2018年

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質問には答えませんが、（中国の電話メーカー）Huaweiからこのような良質のパワーバンクを購入することをお勧めします。

— Spehro Pefhany

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手回し発電機に供給される20ワット（変換損失後に10ワットを供給するのに十分）は、健康でやる気のある人が一日中管理できます。これはあなたの腕の筋肉をすべて使います。ただし、妥当な長さのクランク、快適なハンドル、発電機用のしっかりとした取り付けが必要です。それは、さりげなく持ち運んでバスで使用するものではありません。

グリップスクイーズデバイスを装備して電力を生成することもできますが、前腕の小さなグリップマッスルしか使用できないため、消耗する前に数分間、数ワット以上を得るのに苦労します。

立っていても構わない場合は、ミニステッパーにジェネレーターを装備できます。これはあなたの足を使用するので、100を超える地域でさえ、数十ワットの持続時間に戻ります。それは床に安定して置くことができ、小さなバックパックに収まる可能性があるため、おそらく全体として最も適切なデバイスです。70kgの人が毎秒200mmの高さのステップを歩いていると、140ワットが供給されると考えてください。

— Neil_UK
ソース

私はステッパーのアイデアが大好きです。使用するのに最適な筋肉、取り付けは必要ありません。

— ピーター-モニカを

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@ PeterA.Schneiderはこれがフロウクランクを時代遅れにすることを知っていますか？

— UKMonkey 2018年

デッドリフト/スクワットマシンにする方法はありますか？おそらく、ケーブルを介してバーを発電機に固定し、繰り返しのためにそれを引っ張ります。

— aaaaaは、モニカを

デスクで、または車両の非ドライバーとして使用するのに最も便利なデザインは、おそらくミシンやオルガンペダルのようなもので、単一のピストンロッドがクランクジェネレーターを駆動します。

— R .. GitHub ICEのヘルプを停止

@ Ale..chenskiあなたは9.81倍オフです。70kgf x 0.2m /秒x 9.81m /秒（2乗の2乗）（kgfからニュートンに到達するため）= 137.34ワット、これは私が最初に主張した140未満ですが、エンジニアにとっては、9.81 は 10 です。あなたがリンクしたサイトは9.81倍オフなので、計算はあなたのせいではありません。しかし、誰がウェブ計算機に行き、盲目的にそれを信頼するのでしょうか？

— Neil_UK 2018年

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Neil_UKのハンドグリップ筋力トレーニングデバイスについての言及は、あなたの手がどれだけのパワーを提供できるか知りたく思いました。推定値を取得するためにこのようなデバイスを調べたところ、通常、6cmの距離で約500Nの抵抗が得られたようです。これにより、1回のスクイーズで約30Jの機械エネルギーが得られます。1秒間に何回スクイーズできるかわからないので、エネルギーを使いましょう。NiMH AAバッテリーセルは約12kJの電力を貯蔵するため、1つのNiMH AAバッテリーを充電するには400スクイーズが必要です。頑張ってね！そして、この計算では損失も考慮されていません。

Neil_UKも言及しているように、腕と脚の筋肉ははるかに強力です。訓練を受けていない人でも、長時間（> 1h）自転車で100Wを出力できます。

— マイケル
ソース

力が500Nでないことはかなり確信しています（これはおおよそセメントバッグの重量です）。

— ピーター-モニカを復活させる

500Nグリップ、すごい、あなたと握手したくない！私は一人の男の手を振って、「あなたはドラマーですか、空手の専門家ですか？」彼はにっこり笑って、彼はカヌー選手だと言った。

— Neil_UK 2018年

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実際、この研究によると、 500Nは男性の間で一般的であるようですが、女性の場合は200N少なくなっています。

— ピーター-モニカを

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@ PeterA.Schneider興味深い論文。500Nがグリップ力のピークかもしれませんが、長い走行で平均的な力を必要とする発電には低い数値が適切だと思います。1回と3回のグリップ試験を比較し、3回の試験でグリップ疲労が問題であることに気付きました。少なくとも私はノルウェー人との握手を避けることを今知っています

— Neil_UK

論文を見つけてリンクしてくれてありがとう。通常、トレーニングデバイスには30〜150ポンド、さらには300ポンド（1500N）と記載されています。筋力トレーニングの場合、通常は3〜15回の繰り返しを行うので、はい、400回行う必要がある場合は疲労が問題になります;）

— Michael

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550フィートポンドと746ワットの1馬力と比較して10ワットは、有用な数値になります。

550フィートポンドを持ち上げる必要があります* 10/746 = 550 * 1/75 ~~ 8ポンドが毎秒1つの足を持ち上げます。

ガロンの水を1秒ごとに1フィート、1時間持ち上げることができますか。

— analogsystemsrf
ソース

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これはSI単位でいくらですか？

— 2018年

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@ 2リットルのボトルを毎秒0.5メートル持ち上げる場合は、約10ワットになります（2L * 1kg / L * 10m / s ^ 2 * 0.5m * 1Hz = 10W）。

— ルスラン

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物を持ち上げるのは大きな類推ではありません。人間がオブジェクトに対して作業を行わなくてもエネルギーを発揮するためです（2リットルのボトルを頭の上に1時間保持することを想像してください）。人力が自転車の出力電力で測定されることがよくあるのには十分な理由があります。

— 18年

ポイントは、バッテリーが充電されるまでOPがこのタスクを実行する必要があることです。

— analogsystemsrf 2018年

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技術的には、100 kgの質量を持ち、1 mのステップで2 m / s（時速約4.5マイル）で歩く人は、この記事が示すように、約500 Wの電力を生成/使用する必要があります。したがって、靴にデバイスが組み込まれている場合、特に1時間の充電のみが必要なため（スマートフォンのバッテリーの容量は約10 W時間であり、変換損失を無視すれば）、追加の10 Wの回収が可能になります。そのため、ウォーキングの労力に2％の負荷を追加することで、問題を解決できます。これらの靴がどれほど快適になるかは別の問題です。

エネルギーハーベスティングを靴の中で使用する試みがありましたが、結果はそれほど印象的ではなく、3〜4 mWでした。

充電式の懐中電灯から部品から「靴の発電機」を作成する方法も指示されているので、この方法はおそらく数ミリワット以上を生成します。

再考と修正：この回答は、何かを持ち上げることによる電力取得に「ハンドグリップ」が利用できるだけでなく、フットワークにもいくつかの機能があることに注目します。ただし、上記の期待は楽観的すぎます。

（1）4.5 mphは5Kマラソンの良いウォーキングであり、平均的な人が1時間で達成することはできません。確かに、それは確かに「早歩き」、またはツール・ド・フランスでのサイクリングのようなものです。

（2）観察によると、歩行には人の重心を2〜3 cm持ち上げるだけでよく、引用されたモデルが示唆するように、リムなしで1メートルの硬いスポークが転がるのではありません。したがって、1秒あたり2ステップの歩行の機械力は、2 x 100 x 0.03 xg〜= 60ワットのオーダーのようです。（これは、これを達成するために人がどれだけ食べるべきかについては触れていません）。

（3）したがって、100％の効率を想定して、100 kgの高速歩行体から10 Wを生成するには、発電靴に0.5 cmの可動プランジャーが必要です。

（4）さらに悪いことに、たとえ最高の軍事技術者によって作られたとしても、クランク発電機の効率は50％を超えないため、靴は10 Wを生成するために1 cmの遠足靴を備えている必要があります。

（5）したがって、10 Wクランク発電機を靴に組み込んだ場合、高速歩行の約15〜20％が消費され、快適ではない可能性があります。

（6）EE Stack Exchangeで、電力を生成するための取り組みについて非常に関連する回答も参照してください。

結論：筋力を使用してスマートフォンを1時間で充電する作業には、非常に献身的で身体にフィットする人が必要です。

— エール..チェンスキー
ソース

ここであなたが書いたものは、OPが実際に要求する10Wまたはそれに近いものさえサポートしません。「指導可能」は、それが機能することさえ示していません。

— パイプ

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「質量100 kgで1 mステップで2 m / s（時速約4.5マイル）で歩く人は、約500 Wを生成/使用する必要があります」 -これらの数値は疑わしいようです。この情報源により、ツールドフランスのランナーは500W連続になります（これは以前に読んだものと合理的に一致します）。つまり、あなたの大きな男がすばやく歩くと、ツールドフランスのアスリートと同じ力を消費することになります。あなたの記事はまた、あらゆる種類の誤った仮定をしています：足は剛体の極であり、下向きの運動のエネルギーは回復するのではなく失われます。

— marcelm 2018年

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500Wは毎秒120カロリーです。数日前にチャリティーウォークを行い、約2m / sを1時間持続しました。体重は100kgです。私が400,000カロリーを消費した方法はないので、このモデルは間違いです。ほとんどの運動計算機はそれを500から1000カロリーの範囲に入れるので、私は数ワットしか生成しません。

— Phil G

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@PhilGカロリーとキロカロリーを混同していないと確信していますか？後者は、しばしば、混乱して、「カロリー」と書かれていますか？400kcalは大量のエネルギーではありません。これは、推奨される1日の摂取量の約6分の1です。

— David Richerby

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@PhilG 400kcalの1時間の歩行は、実際にはかなり妥当に聞こえます。しかし、食品で消費されるエネルギーと機械的作業として提供されるエネルギーには大きな違いがあります。OPの質問は後者に言及していますが、このコメントスレッドは前者に発展しました。これは、Ale..chenskiの答えを解釈するときに私を驚かせた理由でもあると思います（これにより、「生成/使用約500 W」で 2つを融合するのに役立ちます）...

— marcelm