Враховуючи всю неефективність, чи "безкоштовно" підключити, скажімо, смартфон до машини, щоб заряджати, поки я за кермом?
Коротка відповідь: ні (але так важко виміряти вплив, що вам важко сказати).
Пам'ятайте, що генератор повинен живити все, що підключається до електричної системи. Заряджання акумулятора спочатку є великим навантаженням, але воно випадає, коли акумулятор досягає повного заряду. Ваш дивовижно звуковий стерео також приваблює купу сил. Вогні - це ще одне дивно велике навантаження: пам’ятаєте всі ті жахливо неефективні лампи розжарювання, які кожен замінює у своїх будинках? При правильних обставинах я можу спостерігати за тим, як мій двигун на холостому ходу трохи падає, використовуючи лише світильники (якщо я переходжу від повної темної до великої балки).
Гірше, що генератор не особливо ефективний. Давайте подивимось у статті Вікіпедії для підсумків того, чому:
Ефективність автомобільних генераторів обмежена втратами вентилятора, втратою підшипника, втратами заліза, втратами міді та падінням напруги в діодних мостах. При частковому навантаженні ефективність становить від 50-62% залежно від розміру генератора та змінюється залежно від швидкості генератора. [6] Це схоже на дуже невеликі високоефективні генератори постійного магніту, такі як для систем освітлення велосипедів, які досягають ефективності близько 60%.
Отже, навіть до того, як ви підключите телефон, генератор вже справляється з різними значно більшими навантаженнями, включаючи власну внутрішню неефективність. Отже, якщо ви підключите зарядний пристрій на 2,1 ампер до генератора, який розрахований на 50-70 ампер, так, ви притягуєте більше струму. Ви також накладаєте більше індуктивного навантаження на генератор, що, таким чином, приносить більше навантаження на всю механічну систему.
Ви збираєтесь розповісти? Не обійшлося і без ретельної експериментальної процедури.
Якщо це не безкоштовно, звідки конкретно береться енергія? Чи змінює генератор більш високе фізичне навантаження на двигун?
Так (але не настільки велике навантаження, як насправді переміщення автомобіля). Знову ж, використовуючи статтю вікіпедії як вихідну точку:
Генератори генерують електрику за тим же принципом, що і генератори постійного струму, а саме, коли магнітне поле навколо провідника змінюється, в провіднику індукується струм. Зазвичай обертовий магніт, який називається ротором, обертається всередині стаціонарного набору провідників, намотаних у котушки на залізному сердечнику, званого статором. Поле перерізає провідники, генеруючи індуковану ЕРС (електрорушійну силу), оскільки механічний вхід викликає поворот ротора.
Отже, на неймовірно спрощеному рівні ви можете думати про генератор як щось подібне до водяного насоса, за винятком того, що замість створення водяного струму він створює електричний струм.
Цей струм потім дуже швидко змінює напрямок, чого ви ніколи не зробите з водяним насосом, оскільки це може викликати кавітацію. Аналогія виходить з ладу досить швидко, але давайте рукою промахуємось повз цю частину ....
Все, що підключається до системи, потребує поточного струму. Якщо ви додасте більше навантаження до електричної системи, це згодом перетвориться на більш механічну роботу для генератора генератора, щоб створити цей початковий струм. Коли двигун повертає генератор, з часом це призводить до того, що двигун робить більше роботи.