Obsah
- Nastavenie domáceho dynama generátora
- Zapojenie magnetického poľa generátora pre domácich majstrov
- Testovanie domáceho generátora dynama
- DIY generátor prevádzajúci energiu
- Fyzika magnetických dynamov
Rovnako ako elektrické generátory vyrábajú elektrickú energiu chemickými reakciami, hydrostatickými silami, vetrom a inými formami energie pre energetické mestá, môžu aj magnetické generátory vytvárať magnetické sily a dodávať elektrinu. Môžete si dokonca vytvoriť magnetický generátor alebo magnetické dynamo so zásobami, ktoré si môžete kúpiť v obchode alebo ktoré mohli ležať okolo vášho domu.
Nastavenie domáceho dynama generátora
Môžete si vyrobiť DIY generátor alebo dynamo pomocou niekoľkých jednoduchých položiek, ktoré ste mohli ležať okolo domu. Ak chcete jeden, budete potrebovať hrubé polo hrubé kartóny, štyri malé keramické magnety, horúcu lepiacu pištoľ, asi 200 stôp magnetického drôtu, malú žiarovku a veľký klinec. Generátor pracuje s týmito materiálmi najlepšie, preto sa ich snažte nenahradiť. Tento domáci dynamo generátor by mal byť dostatočne silný, aby rozsvietil niekoľko malých žiaroviek.
Prvá vec, ktorú budete potrebovať, je kartónový rám v tvare obdĺžnikového hranolu bez vrchných alebo spodných stien. Dobrou veľkosťou je, aby horné a dolné prázdne priestory boli asi 8 cm x 3 cm tak, že plochy smerujú doľava a doprava 8 cm x 8 cm a plochy smerujú dopredu a dozadu 8 cm x 3 cm. Iné veľkosti môžu byť výhodnejšie v závislosti od veľkosti použitých magnetov.
Namiesto vystrihnutia plôch z kartónu a ich lepenia k sebe, môže byť efektívnejšie vystrihnúť dlhý pásik lepenky so šírkou rámu a dĺžkou ako súčet dĺžok v jednom smere, takže môžete zložte ho do tvaru rámu. To znamená vyrezať dĺžku 22 cm (8 cm + 3 cm + 8 cm + 3 cm) so šírkou 8 cm, zložiť ju a pripevniť na ňu. Uistite sa, že rám nie je zvlnený alebo príliš ohnutý.
S najväčšou tvárou rámu smerujúcou k vám, vytvorte malú dierku v strede a malú dierku v strede tváre oproti nej. To je diera, do ktorej vložíte necht, ktorý dokáže zistiť magnetický prúd. Uistite sa, že otvor je dostatočne malý na to, aby zaistil necht, ale dostatočne veľký, aby sa necht mohol voľne otáčať v reakcii na magnetické pole. Uvidíte, či to dokážete sami roztočiť bez poškodenia rámu.
Zapojenie magnetického poľa generátora pre domácich majstrov
Vyberte klinec z rámu a koniec drôtu prilepte k krabici. Beginn ovíjal drôt okolo krabice. Budete potrebovať stovky cievok okolo rámu, aby ste vytvorili významné magnetické pole, ktoré môžete zmerať. Môžete zvážiť umiestnenie magnetov do rámu, keď ho zabalíte, aby bol rám dostatočne pevný a bezpečný, aby vydržal silu navíjania drôtu okolo neho.
Vložte klinec späť do dvoch otvorov a pripevnite dva magnety vo vnútri rámu k obidvom stranám klinca. Použite horúce lepidlo, aby ste sa uistili, že zostanú na rozdiel od pásky alebo iného materiálu, ktorý nemusí viesť elektrický prúd. Pripojte konce drôtu k dvom koncom žiarovky a zatočte nechtom, aby ste zistili, či sa rozsvieti. Ak je to možné, skúste magnetický klinec točiť tak rýchlo, ako je to možné.
Testovanie domáceho generátora dynama
Tento hobby dynamo alebo generátor pre domácich majstrov by mal fungovať konverziou magnetického poľa, ktoré indukuje pohyb klinca v prúde, aby poháňal svetlo. Magnetické pole by malo indukovať napätie do vinutia vodičov. Môžete si vytvoriť iný druh domáceho dynamogenerátora pomocou iných metód, ako je napríklad zmena počtu vinutí cievky, použitie rôznych rozmerov cievky a použitie rôznych materiálov magnetickej cievky.
Žiarovky vysokého napätia môžu pracovať efektívnejšie, pretože sa môžu rozsvietiť menším množstvom prúdu. LED svetlá môžu fungovať ešte lepšie, pretože sa tiež môžu rozsvietiť malým množstvom prúdu. Výkonnejšie generátory sa môžu použiť na napájanie celých obvodov žiaroviek.
DIY generátor prevádzajúci energiu
Tento generátor je príkladom generátora striedavého prúdu (striedavý prúd). Prúd na koncoch dvoch vodičov, ktoré sa pripájajú k žiarovke, sa pri každom otáčaní magnetom strieda medzi smerom dopredu a dozadu. Pri každej rotácii magnetu prúd prechádza prúdom pol cyklu vpred a pol cyklu vpred a prúd sa medzi nimi strieda pomocou tvaru sínusovej vlny. Prúd striedavého prúdu sa nachádza vo väčšine domácich spotrebičov.
Tento typ hobby dynama ukazuje, ako magnetické generátory prevádzajú mechanickú energiu na elektromagnetickú energiu. Keď používate a galvanometer, nástroj na meranie elektrického prúdu, na meranie množstva prúdu, ktorý prechádza generátorom alebo drôtom, vidíte prístroje vychýlené. Túto zmenu magnetického poľa môžete z dynama zmerať a otestovať jeho intenzitu. Vedci a inžinieri pokračujú v štúdiu potenciálu magnetických motorov na zlepšenie účinnosti motora.
V priemyselných zariadeniach komerčne vyrábajú elektrické generátory pevne ovinuté cievky drôtu okolo kruhových usporiadaní magnetov.Magnetické pole cievky indukuje elektromagnetickú silu v magnetoch. Vodné elektrárne prevádzajú mechanickú energiu vodnou turbínou silou padajúcej vody. Tento prevod generátora mechanickej na elektrickú energiu je v kontraste s motormi, ktoré prevádzajú elektrickú energiu na mechanickú energiu.
Fyzika magnetických dynamov
Môžete vypočítať elektromotorická sila (emf) produkovaný počtom cievok vo vašom generátore pomocou rovnice V = NBAω sin ωt pre napätie emf V, počet cievok N, magnetické pole B, oblasť, na ktorej sú usporiadané cievky uhlová frekvencia ω („omega“) a postupom času T, Uhlová frekvencia meria frekvenciu, počet vĺn elektriny, ktoré prechádzajú cez jedno miesto za sekundu, vynásobené 2π.
S magnetovým dynamom môžete zaobchádzať tak, akoby to bol elektrický generátor, pretože elektrina aj magnetizmus sú súčasťou rovnakej sily. Zmeny v elektrickom poli vytvárajú magnetické pole, zatiaľ čo zmeny v magnetickom poli vytvárajú elektrické pole. Aj keď tento DIY generátor ukazuje, ako môže magnetické pole vytvoriť elektrický prúd, ďalšie pozorovania vám môžu ukázať, ako môže elektrina spôsobiť magnetické javy ako súčasť tej istej elektromagnetickej sily.
Ak ste umiestnili magnetický kompas blízko vodiča v elektrickom obvode, všimli by ste si vychýlenie ihly kompasu. Deje sa tak preto, že prúd prechádzajúci vodičmi v obvode vytvára magnetické polia, ktoré spôsobujú zmenu smeru ihly kompasu. Kompasy sú zostavené tak, aby reagovali na zmeny v zemskom magnetickom poli, takže prítomnosť tohto vonkajšieho magnetického poľa by tiež spôsobila túto výchylku.
Toto základné spojenie medzi elektrinou a magnetizmom tiež znamená, že si môžete vytvoriť svoj vlastný elektrický generátor rovnakým spôsobom ako magnetický. Spinning magnetického objektu okolo cievky drôtov by vytvoril elektrické pole ako aj magnetické pole. Iné kreatívne nápady môžu vyžadovať výrobu výkonnejších zdrojov mechanickej energie, ako sú bicykle alebo veterné mlyny, na výrobu elektrickej energie rovnakým spôsobom.