Apakah kekuatan dari alternator 'gratis'?

Mobil pada umumnya (dan khususnya Honda Accord 2002) tidak terlalu hemat energi .

Mengingat semua inefisiensi, apakah "bebas" untuk menghubungkan, katakanlah, smartphone ke mobil untuk diisi daya saat saya mengemudi?

Maksud saya, "bebas", jika saya tidak memasukkan apa pun, akankah energi yang masuk ke ponsel saya sia-sia - diubah menjadi panas, suara, atau buang?

Jika tidak gratis, dari mana energi itu berasal? Apakah alternator menempatkan beban fisik yang lebih tinggi pada mesin?

(Saat menjawab, harap diingat bahwa tentu saja saya sadar bahwa tidak ada "energi bebas". Definisi saya "bebas" mencerminkan gagasan pengereman regeneratif, misalnya. Tentu saja, kekuatan itu berasal dari bahan bakar Anda sejak awal, tetapi itu akan datang dari bahan bakar Anda - Anda hanya menangkap apa yang telah dibuang keluar sebagai panas di bantalan rem Anda.)

Mengingat semua inefisiensi, apakah "bebas" untuk menghubungkan, katakanlah, smartphone ke mobil untuk diisi daya saat saya mengemudi?

Jawaban singkat: tidak (tetapi sangat sulit untuk mengukur dampaknya sehingga sulit bagi Anda untuk memberi tahu).

Ingat, alternator harus memberi daya pada segala sesuatu yang terhubung ke sistem kelistrikan. Mengisi daya baterai adalah beban besar pada awalnya tetapi menurun saat baterai mencapai muatan penuh. Stereo Anda yang luar biasa gemuk juga menarik banyak daya. Lampu adalah beban besar yang mengejutkan: ingat semua bola lampu pijar yang tidak efisien yang diganti semua orang di rumah mereka? Dalam keadaan yang tepat, saya dapat mengamati mesin saya menganggur sedikit dengan hanya menggunakan lampu (jika saya beralih dari gelap penuh ke balok tinggi).

Lebih buruk lagi, alternator itu sendiri tidak terlalu efisien. Mari kita lihat artikel Wikipedia untuk ringkasan mengapa:

Efisiensi alternator otomotif dibatasi oleh kehilangan pendinginan kipas, kehilangan bantalan, kehilangan besi, kehilangan tembaga, dan penurunan tegangan pada jembatan dioda. Pada beban parsial efisiensi antara 50-62% tergantung pada ukuran alternator dan bervariasi dengan kecepatan alternator. [6] Ini mirip dengan alternator magnet permanen berkinerja tinggi yang sangat kecil, seperti yang digunakan untuk sistem penerangan sepeda, yang mencapai efisiensi sekitar 60%.

Jadi, bahkan sebelum Anda mencolokkan telepon Anda, alternator sudah mengatasi berbagai beban yang jauh lebih besar termasuk inefisiensi internalnya sendiri. Jadi, jika Anda menghubungkan pengisi daya 2.1 amp ke alternator yang memiliki peringkat 50-70 amp, ya, Anda menarik lebih banyak arus. Anda juga menempatkan lebih banyak beban induktif pada alternator yang, karenanya, menempatkan lebih banyak beban pada keseluruhan sistem mekanis.

Apakah Anda akan tahu? Bukan tanpa prosedur eksperimental yang cermat.

Jika tidak gratis, dari mana energi itu berasal? Apakah alternator menempatkan beban fisik yang lebih tinggi pada mesin?

Ya (tapi bebannya tidak hampir sama tinggi dengan memindahkan mobil). Sekali lagi, menggunakan artikel wikipedia sebagai titik awal:

Alternator menghasilkan listrik menggunakan prinsip yang sama dengan generator DC, yaitu, ketika medan magnet di sekitar konduktor berubah, arus diinduksi dalam konduktor. Biasanya, magnet yang berputar, yang disebut rotor, berputar di dalam satu set konduktor stasioner yang terluka dalam gulungan pada inti besi, yang disebut stator. Medan memotong konduktor, menghasilkan EMF terinduksi (gaya gerak listrik), karena input mekanis menyebabkan rotor berputar.

Jadi, pada tingkat yang sangat disederhanakan, Anda dapat menganggap alternator sebagai sesuatu yang mirip dengan pompa air kecuali bahwa, alih-alih menciptakan arus air, itu menciptakan arus listrik.

Arus ini kemudian berganti arah dengan sangat cepat, yang tidak akan pernah Anda lakukan dengan pompa air karena akan menyebabkan kavitasi. Analogi ini memecah cukup cepat tetapi mari kita melambaikan tangan melewati bagian itu ....

Listrik apa pun yang terhubung ke sistem membutuhkan aliran arus. Jika Anda menambahkan lebih banyak beban ke sistem kelistrikan, yang pada akhirnya akan menjadi pekerjaan mekanis bagi alternator untuk menciptakan arus asli. Saat mesin memutar alternator, pada akhirnya ini semua menghasilkan mesin melakukan lebih banyak pekerjaan.

Alternator ada untuk mengisi baterai Anda. Baterai yang memberikan daya ke komponen listrik di dalam kabin. Regulator tegangan menentukan apakah baterai Anda sudah terisi penuh atau tidak dan akan memungkinkan alternator untuk mengisinya jika tidak. Jadi jika Anda tidak menggunakan energi, regulator akan membuang energi yang berasal dari alternator. Mungkin sebagai energi panas.

Alternator digerakkan oleh sabuk yang mengalir keluar dari mesin, sehingga ada hambatan parasit yang mengurangi efisiensi mesin. Itulah sebabnya banyak mobil balap memiliki sistem pengapian engkol yang menghilangkan kebutuhan akan alternator. Mereka mungkin masih membawa baterai untuk memberi daya pada lampu dan / atau sistem manajemen. Baterai ini perlu diisi sebelum setiap perlombaan.

Tidak, ini tidak gratis. Hanya saja dibandingkan dengan segala sesuatu yang terjadi di dalam mobil, daya untuk mengisi daya ponsel Anda tidak signifikan. Anda dapat mengajukan pertanyaan serupa: "dari mana daya datang untuk menggerakkan speaker ketika saya menaikkan volume pada stereo mobil?". Dalam kedua kasus, jawabannya adalah: semua hal lain dianggap sama, daya ekstra berasal dari alternator, yang menempatkan beban ekstra pada mesin, yang dapat membakar lebih banyak bahan bakar (mempertahankan RPM yang sama), atau memperlambat sedikit ( dengan demikian kehilangan daya idle lebih sedikit untuk semua hal yang mesin kehilangan daya ketika idle).

Ini terkadang bisa diamati. Ketika mobil dalam keadaan idle, seperti pada lampu berhenti (trans otomatis dalam drive, rem diterapkan untuk menahannya), atau mungkin di parkir (atau netral jika trans manual). Aktifkan sinyal belok dan dengarkan baik-baik nada mesin. Anda mungkin memperhatikannya naik dan turun sedikit, sesuai dengan sinyal belok. Ini karena tenaga ekstra untuk menerangi semua lampu sein memberi beban tambahan pada alternator, yang pada gilirannya memaksakan beban tambahan pada mesin. Demonstrasi ini mungkin tidak berfungsi jika sinyal belok menggunakan LED dan bukannya lampu pijar (mereka menggunakan lebih sedikit daya, sehingga efeknya mungkin terlalu kecil untuk diperhatikan).

Intinya: "tidak ada makan siang gratis". Kekuatan untuk mengisi daya ponsel Anda harus berasal dari suatu tempat - pada akhirnya sedikit lebih banyak bahan bakar akan terbakar yang jika tidak akan diterapkan pada sesuatu yang lain.

Itu tergantung pada kendaraan dan bagaimana regulasi terjadi.

A) Ini "gratis" jika regulator menarik 100% dari kapasitas 100% dari waktu, dan mendorong kelebihan ke tanah. Anda mengambil energi yang tumpah.

Ini sangat umum pada sepeda motor tua dan dapat memperpendek umur belitan stator. Sisi baiknya adalah bebas menjalankan lampu.

B) Ini tidak gratis jika tidak, akan ada resistansi yang lebih besar di bawah beban. Blower pemanas Anda adalah beban yang baik untuk digunakan pada alternator untuk menguji ini, tetapi bukan AC, karena throttle Anda dapat didorong saat kopling kompresor diaktifkan.

Beberapa alternator / generator khusus memiliki gearbox, dan beberapa sistem yang sangat modern memiliki sistem buck / boost / atau Split-Pi yang jauh lebih efisien daripada regulasi tradisional dan dapat membantu mengurangi kerugian.