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為一部手機(jī)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?！?

發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)，如沒(méi)有電器在用電，發(fā)出來(lái)的電都去哪里了? 發(fā)電機(jī)發(fā)電，假如沒(méi)有電器在用電，相當(dāng)于負(fù)載這邊是開路的，也就是發(fā)電機(jī)線圈的并沒(méi)有形成回路，沒(méi)有回路是沒(méi)有電流的，根據(jù)電功率的定義，電功率P=電壓U*電流I，因?yàn)榛芈窙](méi)有電流，所以電功率P=0，也就是沒(méi)有電功率輸出，相當(dāng)于本質(zhì)上并沒(méi)有發(fā)電，當(dāng)然談不上損失了。 　　電動(dòng)勢(shì)只是一種能力 　　根據(jù)電磁定律，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)切割磁力線的時(shí)候，會(huì)在導(dǎo)體兩端形成感生電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)勢(shì)在物理學(xué)上是這樣定義的，單位正電荷被電場(chǎng)力從電源的負(fù)極，經(jīng)過(guò)電源內(nèi)部，達(dá)到電源正極時(shí)所做的功的大小。 　　光看定義，電動(dòng)勢(shì)是比較抽象的，不太好理解。可以顧名思義把電動(dòng)勢(shì)理解成讓電子產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的一種本領(lǐng)，一種能力。好比處于高處水池里邊的水，老想流出去，流到下游去這樣一種趨勢(shì)。又好比說(shuō)一個(gè)人很會(huì)賺錢，口袋老是裝了滿滿的，這種也是一種能力。發(fā)電過(guò)程，電動(dòng)勢(shì)也反應(yīng)發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的一種能力本領(lǐng)。 　　有本領(lǐng)有能力，不做事，相當(dāng)于能力體現(xiàn)不出來(lái)，也等同于沒(méi)有能力，好比上邊說(shuō)到有賺錢能力的人，并沒(méi)有把錢花掉，和窮人沒(méi)有兩樣一個(gè)道理。當(dāng)沒(méi)有任何負(fù)載接入發(fā)電機(jī)的回路里邊，回來(lái)沒(méi)有電流，并沒(méi)有產(chǎn)生電功率。但是導(dǎo)體切割磁力線是存在的，所以有電動(dòng)勢(shì)，展現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)能發(fā)電的一種本領(lǐng)而已。再次回到水池裝滿水了，但是水閥是關(guān)閉著的，并沒(méi)有水漏出去一樣的道理，并沒(méi)有什么損失，水還在水池里邊。 　　導(dǎo)體沒(méi)有切割磁力線時(shí)候，正負(fù)極兩端都是中性的，因?yàn)榻饘僬姾珊碗娮邮峭耆恢碌?，?dǎo)體沒(méi)有對(duì)外顯示出任何帶電狀態(tài)。當(dāng)切割磁力線的時(shí)候，正電荷從負(fù)極移動(dòng)到正極，可以理解成電磁力讓正電荷和電子實(shí)現(xiàn)了在這一段導(dǎo)體上分離了一些出來(lái)，正極聚焦了正電荷，而負(fù)極聚集了電子，這樣分別在導(dǎo)體兩頭呈現(xiàn)出不同的帶電狀態(tài)來(lái)。正負(fù)電荷分離出來(lái)的數(shù)量越多，代表發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)越強(qiáng)，發(fā)電能力也越強(qiáng)。因?yàn)闆](méi)有負(fù)載接入，而發(fā)電機(jī)的發(fā)電能力是有限的，導(dǎo)體的能分離出來(lái)的數(shù)量也是有限的，到了一定程度，正負(fù)電荷不再繼續(xù)分離增加了，發(fā)電機(jī)怎么轉(zhuǎn)，都不會(huì)再有新的正電荷從負(fù)極移動(dòng)到正極了。好比水池里邊的水已經(jīng)滿了，水泵再往里邊送水，也送不進(jìn)去這個(gè)道理。 　　電能的轉(zhuǎn)化看電流 　　燈泡發(fā)光，是因?yàn)殡娏髁鬟^(guò)鎢絲等東西，轉(zhuǎn)換成熱能或者光能，而風(fēng)扇在轉(zhuǎn)，也是電流流過(guò)電機(jī)內(nèi)部，讓電能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能。要讓負(fù)載工作同時(shí)消耗電能，必須要有電流流過(guò)負(fù)載本身，這樣電能才可以轉(zhuǎn)換成其他形式的能。 　　發(fā)電機(jī)帶動(dòng)負(fù)載發(fā)電時(shí)候，機(jī)械能會(huì)因?yàn)榍懈畲帕€存在，發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)部會(huì)分離出來(lái)正負(fù)電荷，讓正電荷跑到正極，負(fù)電荷保留在負(fù)極，轉(zhuǎn)換成電能，而電能因?yàn)橛谢芈?，讓正電荷從正極，經(jīng)過(guò)負(fù)載，流回負(fù)極，這樣相當(dāng)于正電荷做了一個(gè)封閉的循環(huán)，回到了初的位置了，讓正負(fù)電荷中和，這樣機(jī)械能再次在發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)部分離正負(fù)電荷，重復(fù)這個(gè)流程，這樣一個(gè)流程就是有源源不斷電流產(chǎn)生的過(guò)程。 　　發(fā)電機(jī)可以看成一個(gè)電壓源，電動(dòng)勢(shì)代表這個(gè)電壓源的能力，電壓是穩(wěn)定的，發(fā)電機(jī)輸出的電功率大小，取決于負(fù)載這邊的電流大小，電流越大，發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的數(shù)量會(huì)越多。反過(guò)來(lái)，如果負(fù)載沒(méi)有電流，發(fā)電機(jī)實(shí)際上是在空轉(zhuǎn)，除了一些摩擦力在消耗能量外，并不會(huì)有機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，不存在白白損失的問(wèn)題