Vsebina
- Domača nastavitev okvira za dinamični generator
- Naredite ožičenje magnetnega polja generatorja
- Domače testiranje generatorja na dinamo
- Naredite sam generator pretvorbe energije
- Magnetna fizika dinamovcev
Tako kot električni generatorji ustvarjajo električno energijo s kemičnimi reakcijami, hidrostatskimi silami, vetrom in drugimi oblikami energije za napajanje mest, magnetni generatorji lahko ustvarijo magnetne sile in tudi oskrbujejo z električno energijo. Lahko ustvarite celo magnetni generator ali magnetni dinamo s potrebščinami, ki jih lahko kupite v trgovini ali pa morda ležijo okoli vaše hiše.
Domača nastavitev okvira za dinamični generator
S pomočjo preprostih predmetov, ki jih morda ležijo okoli vaše hiše, lahko naredite DIY generator ali dinamo. Če ga želite narediti, potrebujete debel poldebel karton, štiri majhne keramične magnete, pištolo za vroče lepilo, približno 200 čevljev magnetne žice, majhno žarnico in velik žebelj. Generator najbolje deluje s temi materiali, zato jih poskusite ne nadomestiti. Ta domači dinamo generator naj bo dovolj močan, da lahko prižge nekaj majhnih žarnic.
Prva stvar, ki jo potrebujete, je kartonski okvir v obliki pravokotne prizme brez zgornje ali spodnje strani. Dobra velikost je, da zgornji in spodnji prazen prostor postavite približno 8 cm x 3 cm, pri čemer so obrazi obrnjeni levo in desno 8 cm x 8 cm ter obrazi obrnjeni naprej in nazaj 8 cm x 3 cm. Druge velikosti so lahko bolj koristne, odvisno od velikosti magnetov, ki jih boste uporabili.
Namesto da izrežete ploče iz kartona in jih nato lepite skupaj, je lahko učinkoviteje izrezati dolg trak iz kartona s širino okvirja in dolžino kot vsoto dolžin v eno smer, tako da lahko zložite ga v obliko okvirja. To pomeni, da izrežete dolžino 22 cm (8 cm + 3 cm + 8 cm + 3 cm) s širino 8 cm, ga zložite in pritrdite. Prepričajte se, da se okvir ne premika ali upogiba preveč.
Z največjim obrazom okvirja, ki je obrnjen proti vam, ustvarite majhno luknjo na sredini in majhno luknjo na sredini obraza nasproti nje. To je luknja, skozi katero boste postavili žebelj, ki lahko zazna magnetni tok. Prepričajte se, da je luknja dovolj majhna, da pritrdi noht, vendar dovolj velika, da se lahko noht prosto zavrti kot odziv na magnetno polje. Oglejte si, če ga lahko sami zasukate, ne da bi poškodovali okvir.
Naredite ožičenje magnetnega polja generatorja
Odstranite žebelj iz okvirja in zavežite konec žice na škatlo. Začnite ovijati žico okoli škatle. Za ustvarjanje pomembnega magnetnega polja, ki ga lahko merite, boste potrebovali na stotine tuljav okoli okvirja. Morda boste morda nameščali magnete v okvir, ko ga ovijete, da bo okvir močan in varen, da zdrži silo navijanja žice okoli njega.
Žebelj postavite nazaj v dve luknji in pritrdite dva magneta znotraj okvirja na obe strani nohta. Uporabite vroče lepilo, da se prepričate, da ne ostanejo trak ali drug material, ki morda ne vodi električnega toka. Konce žice povežite na dva konca žarnice in zavrtite noht, da vidite, ali se prižge. Če lahko, poskusite vrteti magnetni žebelj, da ga čim hitreje zasukate.
Domače testiranje generatorja na dinamo
Ta hobi dinamo ali generator naredi sam naj deluje tako, da pretvori magnetno polje, ki ga gibanje nohta sproži v tok, da napaja svetlobo. Magnetno polje naj bi sprožilo napetost v navitjih žic. Lahko ustvarite drugačno vrsto domačega dinamičnega generatorja z drugimi metodami, kot je spreminjanje števila navitij tuljave, z uporabo različnih velikosti tuljave in z uporabo različnih materialov magnetne tuljave.
Žarnice z višjo napetostjo lahko delujejo učinkoviteje, saj se lahko prižgejo z manjšo količino toka. LED luči morda delujejo še bolje, saj se lahko prižgejo tudi z majhnimi količinami toka. Zmogljivejši generatorji se lahko uporabljajo za napajanje celotnih tokokrogov žarnic.
Naredite sam generator pretvorbe energije
Ta lastni generator je primer generatorja izmeničnega toka. Tok na koncu obeh žic, ki se prižgeta v žarnici, se spreminja med smermi naprej in nazaj vsakič, ko magnet zavrtete. Z vsakim vrtenjem magneta tok poteka v polkrogu naprej in povratnem polkrogu, tok pa se izmenično spreminja z uporabo sinusne oblike. Izmenični tok najdemo v večini gospodinjskih aparatov.
Ta vrsta hobi dinamo prikazuje, kako magnetni generatorji pretvorijo mehansko energijo v elektromagnetno energijo. Ko uporabite a galvanometer, instrument za merjenje električnega toka, za merjenje količine toka, ki poteka skozi generator ali žico, lahko vidite, da je igla instrumentov usmerjena. To spremembo magnetnega polja lahko izmerite iz dinamo in preizkusite, kako močan je. Znanstveniki in inženirji še naprej preučujejo potencial magnetnih motorjev za izboljšanje učinkovitosti motorja.
V industrijskih okoljih komercialni električni generatorji tuljave iz žice tesno ovijejo okrog krožnih postavitev magnetov.Magnetno polje tuljave v magnetih sproži elektromagnetno silo. Hidroelektrarne pretvorijo mehansko energijo skozi vodno turbino s silo padajoče vode. Ta pretvorba mehanske v električno energijo v nasprotju je z motorji, ki pretvorijo električno v mehansko energijo.
Magnetna fizika dinamovcev
Izračunate lahko elektromotorna sila (emf) proizvedeno s številom tuljav v vašem generatorju z uporabo enačbe V = NBAω sin ωt za napetost emf V, število tuljav N, magnetno polje B, območje nad katerim so razporejene tuljave A, kotna frekvenca ω ("omega") in sčasoma t. Kotna frekvenca meri frekvenco, število valov električne energije, ki v eni sekundi prehajajo preko ene lokacije, pomnoženo z 2π.
Z dinamo magnetom lahko ravnate, kot da je električni generator, ker sta elektrika in magnetizem del iste sile. Spremembe v električnem polju ustvarijo magnetno polje, medtem ko spremembe v magnetnem polju ustvarijo električno polje. Medtem ko ta samodejni generator prikazuje, kako magnetno polje lahko ustvari električni tok, vam lahko druga opazovanja pokažejo, kako lahko elektrika povzroči magnetne pojave kot del iste elektromagnetne sile.
Če bi magnetni kompas postavili blizu žice v električnem vezju, bi opazili odklon kompasne igle. To se zgodi, ker tok skozi žice v vezju ustvari magnetna polja, zaradi katerih igla kompasa spremeni smer. Kompasi so zgrajeni tako, da se odzovejo spremembam zemeljskega magnetnega polja, zato bi prisotnost zunanjega magnetnega polja povzročila tudi to upogibanje.
Ta temeljna povezava med elektriko in magnetizmom pomeni tudi, da lahko ustvarite svoj električni generator na enak način kot magnetni. Vrtenje magnetnega predmeta okoli tuljave žic bi ustvarilo tako električno kot magnetno polje. Druge ustvarjalne ideje lahko uporabijo močnejše vire mehanske energije, kot so kolesarski stroji ali vetrnice, da na enak način ustvarijo elektriko.