宋代にタイムスリップしたら、どうやって電気を生み出すのでしょうか？

携帯電話を閲覧することは、私たちがこの世界に生きる非常に重要な理由かもしれません。もし突然、宋代のような古代にタイムスリップしてしまったら、携帯電話の電源をどうやって確保すればいいのでしょうか?結局、モバイルバッテリーを持って行っても、数日しか持たないのです。したがって、携帯電話をフル充電に保つ完璧な方法を検討する必要があります。

どの発電方法が好ましい選択でしょうか?

パワーバンクに太陽電池が搭載されている場合は、おそらくこの点を気にする必要はないでしょう。何もすることがないときにパワーバンクを太陽に当てるだけで、完全に充電できます。しかし、誰もがそれほど幸運なわけではないので、電気を生み出す方法を見つけなければなりません。では、1,000年以上前の宋代には、発電機を造るのにどのような条件が整っていたのでしょうか?

電気を生成できる最も原始的な発電機を作るには、電線が磁場内で動くと電気を生成できるという原理を理解しておく必要があります。しかし、一本の電線では電圧と電流が低すぎるため、多数の電線で作られたコイルを使用する必要があります。では、機械式発電機を作るにはどのような付属品が必要でしょうか?

回転動力源

磁場を発生させる磁石

1つ以上のコイル巻線

回転動力源はおそらく最も簡単に見つけられるでしょう。油圧駆動で回転する水車は動力源の一つですが、風力で回転する風車を作ることもできます。ほとんどの人が作れると思いますが、木工に関する知識が多少必要です。しかし、私たち現代人は、それをやったことはなくても、少なくとも見たことはあるのです。回転する風車を作るのは特に難しいことではないかもしれません！

磁石は宋代から存在していたため、磁石を入手することは難しくありません。しかし、当時の天然磁石の品質はあまり良くなかったと推定されます。たとえば、磁場が十分に強くなかったり、十分に均一ではなかったりします。でも、何もないよりはましなので、なんとかやりくりしましょう！

一番面倒なのはコイルの巻き方です。結局、当時は電線という概念がなかったのです。しかし、これは難しいことではないようです。当時、金線生産技術はすでに成熟していました。この伸線方法は銅線にも適用できます。鍵となるのは銅の製錬プロセスです。赤銅線は靭性に優れているからです。その後、糸で巻いてニスを塗って糸巻きワイヤーにしました！

糸で覆われた糸

これらを使って発電機を作ることができます。回転軸はヒノキやローズウッド製にすることができ、ベアリングはスライド式の「オイル入り」ベアリングに交換できます！しかし、問題があります。充電器は 220V または 110V の AC 電力を受け入れることができ、周波数要件はそれほど高くないため、電圧計がないため、まだ多くの実験が必要です。計算方法がわかれば、十分な電圧を出力できるようにコイルの巻き数を増減する必要があります。

ちなみに、真ん中にコイルがあり、両側に磁石があるので、発生する電気は交流です。直流にしたい場合、整流リングを作らなければなりませんが、これは本当に面倒です。

もっとシンプルな電池はあるのでしょうか?この方法でジェネレータを作るのは複雑すぎます。それは、当時の木工、製錬、繊維などの産業を動員するのとほぼ同等です。裕福な家庭になるには、時間と空間を旅しなければなりません。そうでなければ、彼らはこれを作るためにあなたを支援する資金を持っていないでしょう！もっと簡単な方法で電気を生み出す方法はありますか?

電池

ボルタ電池とも呼ばれるこの電池は、最も単純なものです。 1800年にイタリアの物理学者アレクサンダー・ボルタ伯爵によって発明されました。この電池は多数の積み重ねられたユニットで構成されています。各ユニットは亜鉛板と銅板で作られており、中央には塩水に浸した脱脂綿の布が入っています。宋代に亜鉛板が見つからなかった場合、代わりに鉄板が使用されました。

亜鉛（鉄板に置き換えることも可能）銅ボルタ電池の構造

スタックされた各ユニットは約 0.76V の開回路電圧を得ることができ、6 つのユニットは USB 出力 5V に近づくことができます。もちろん、開回路電圧と負荷電圧は異なるものです。出力が 5V、数十ミリアンペアのバッテリーが必要な場合は、バッテリーを複数回積み重ね、数百個を直列に接続して必要な電圧を得る必要があります。

ボルタ電池のプロトタイプ

しかし、問題があります。開放電圧が高すぎると、電気機器が簡単に故障してしまいます。しかし、電気機器が故障しないように、負荷を一つずつ直列に積み重ねる方法があります。ただし、充電ケーブルを改造する必要があります。 USB ケーブルの 2 本の電源線を取り出し、それぞれプラス極とマイナス極に接続します。ボルタ電池の銅板は正極、鉄板または亜鉛板は負極であることに注意してください。

概略図

もちろん、物事はそれほど単純ではありません。一次電池はエネルギーを非常に早く消費するため、塩水を定期的に補充するか、交換する必要があります。携帯電話を充電するためには数百キログラムの塩が消費されると推定されており、完全に充電されない可能性もあります。あるいは、塩水を希硫酸に置き換えることもできますが、宋代には希硫酸を見つけるのはそれほど簡単ではありませんでした。

しかし、問題があります。信号がないのになぜ携帯電話を充電するのでしょうか?科学電子書籍のファンであれば、これらの書籍の知識を古代にまで遡り、1000年以上前の現代科学の影響を受けることができます。もしそうなら、現代科学や現代医学の基礎は1000年前に築かれ、偉大な文明が創造されていたはずです！

もちろん、持っていなくても問題ありません。天文学アプリがあれば、宋代の沈括は暦を改訂するという重要な決定を直接下すことができ、約500年前の宋代には天体の動きに関するさまざまな理論が生まれていただろう。あるいは、戦争と天文学の両方に欠かせない助けとなる望遠鏡を作ることもできます。

たとえ何もなかったとしても、計算機は当時の数学者秦九紹に大きな利益をもたらしただろうし、正確な時計は多くの科学実験の準備に役立っただろう。カメラがあれば、空の太陽の動きの曲線を発見できたかもしれない。ポップミュージックもたくさんありましたし、当時はどれだけ楽譜が追加されていたんだろうと思います。もしダンス動画やサッカー動画があったら、蹴鞠というスポーツは今日まで続いていたかもしれない… 実際、もしもなんてことはない、みんな考えすぎだよ！