美媒：科學(xué)家發(fā)明可穿戴發(fā)電機(jī) 利用尿液供電 　　美媒稱，日前，一雙嵌入了微生物燃料電池（MFC）的襪子成功為一臺(tái)無(wú)線發(fā)射器提供了動(dòng)力，并向一臺(tái)個(gè)人電腦發(fā)射了信號(hào)。這種MFC以尿液為燃料，靠穿戴者行走帶動(dòng)循環(huán)。這是 依靠基于MFC技術(shù)的可穿戴發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力的自給式發(fā)電系統(tǒng)。 　　據(jù)美國(guó)每日科學(xué)網(wǎng)站12月11日?qǐng)?bào)道，有關(guān)這項(xiàng)研究成果的科技論文發(fā)表在美國(guó)《生物靈感和仿生學(xué)》雙月刊上。 　　論文稱，這項(xiàng)試驗(yàn)是由英國(guó)西英格蘭大學(xué)布里斯托爾生物能源中心的揚(yáng)尼斯·耶羅普洛斯教授帶領(lǐng)的。 　　報(bào)道稱，襪子中嵌入的柔軟MFC以新鮮尿液為燃料，依靠穿戴者的行走來(lái)發(fā)電。通常來(lái)講，續(xù)流MFC依靠一臺(tái)主電動(dòng)泵來(lái)讓尿液在電池中循環(huán)，不過(guò)本項(xiàng)試驗(yàn)完全依靠的是人體運(yùn)動(dòng)。該試驗(yàn)使用的手動(dòng)泵類似于簡(jiǎn)單的魚(yú)循環(huán)系統(tǒng)，行走動(dòng)作可以使尿液在MFC中循環(huán)并發(fā)電。安裝在腳后跟下的軟管可以借由行走動(dòng)作確保頻繁的液體推挽。這一可穿戴MFC系統(tǒng)成功地為一塊無(wú)線傳輸板供電，使其每?jī)煞昼娤蛴蓚€(gè)人電腦控制的接收模塊發(fā)射一條信息。 　　耶羅普洛斯說(shuō)：“我們此前曾用以尿液為燃料的MFC為一部供電，這次想看一下我們是否能用可穿戴技術(shù)復(fù)制這一成功。我們同樣想讓這一系統(tǒng)做到完全自給，僅靠人力供電——尿液作為燃料、腳部運(yùn)動(dòng)作為泵?！?

同步發(fā)電機(jī)的工作原理 在設(shè)計(jì)同步發(fā)電機(jī)時(shí)，若適當(dāng)選擇磁極的形狀，使得勵(lì)磁繞組通直流電后，定子、轉(zhuǎn)子之間的磁感應(yīng)強(qiáng)度近似于按正弦規(guī)律分布。同步發(fā)電機(jī)所謂“同步”，就是說(shuō)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子由發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)后，在定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙里便產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是發(fā)電機(jī)的主磁場(chǎng)又稱為轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)。當(dāng)主磁場(chǎng)切割定子三相電樞繞組的線圈時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生三相感應(yīng)電勢(shì)，接通負(fù)載后，在電樞繞組中流過(guò)感應(yīng)電流，這個(gè)交變電流也在發(fā)電機(jī)的氣隙中產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。這個(gè)旋轉(zhuǎn)稱為電樞磁場(chǎng)，又稱為定子磁場(chǎng)。根據(jù)右手螺旋定則，電樞磁場(chǎng)的等效磁極NS。當(dāng)主磁場(chǎng)由發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)到一個(gè)新的位置時(shí)，電樞磁場(chǎng)的等效磁極NS也隨之旋轉(zhuǎn)到另一位置。 由圖可知，主磁場(chǎng)被發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，它拉著電樞旋轉(zhuǎn)，就象兩塊磁鐵之間有相互吸引力一樣。就是說(shuō)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子帶動(dòng)電樞磁場(chǎng)以同一轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，二者之間保持同步，故稱為同步發(fā)電機(jī)。電樞磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速。 由于定子三相繞組在空間的位置是對(duì)稱的，彼此相差120°電角，因此，定子繞組切割磁力線時(shí)，將產(chǎn)生對(duì)稱三相感應(yīng)電勢(shì),定子每相繞組感應(yīng)電勢(shì)的有效值。 如果將電樞繞組接成星形，并且接上三相對(duì)稱負(fù)載后，在感應(yīng)電勢(shì)的作用下，電路中產(chǎn)生對(duì)稱的 三相電流，向負(fù)載輸出交流電能。