Zawartość
- Konfiguracja ramy domowego generatora dynamo
- DIY Generator okablowania pola magnetycznego
- Testowanie domowego generatora dynamo
- Generator DIY przekształcający energię
- Magnet Dynamo Fizyka
W ten sam sposób, w jaki generatory elektryczne wytwarzają energię elektryczną poprzez reakcje chemiczne, siły hydrostatyczne, wiatr i inne formy energii do zasilania miast, generatory magnetyczne mogą wytwarzać siły magnetyczne, a także dostarczać energię elektryczną. Możesz nawet stworzyć generator magnetyczny lub dynamo magnetyczne z materiałami, które możesz kupić w sklepie lub leżąc w domu.
Konfiguracja ramy domowego generatora dynamo
Możesz zrobić generator DIY lub dynamo, używając prostych przedmiotów, które możesz mieć w domu. Aby go wykonać, potrzebujesz grubej, pół-grubej tektury, czterech małych ceramicznych magnesów, pistoletu do klejenia na gorąco, około 200 stóp drutu magnetycznego, małej żarówki i dużego gwoździa. Generator najlepiej działa z tymi materiałami, więc staraj się ich nie zastępować. Ten domowy generator dynamo powinien być wystarczająco silny, aby zapalić kilka małych żarówek.
Pierwszą rzeczą, której potrzebujesz, jest kartonowa rama w kształcie prostokątnego pryzmatu bez górnych lub dolnych powierzchni. Dobrym rozmiarem jest wykonanie górnych i dolnych pustych przestrzeni o wymiarach około 8 cm x 3 cm z twarzami skierowanymi w lewo i prawo 8 cm x 8 cm, a twarze skierowane do przodu i do tyłu 8 cm x 3 cm. Inne rozmiary mogą być bardziej korzystne w zależności od wielkości używanych magnesów.
Zamiast wycinać powierzchnie tektury, a następnie sklejać je ze sobą, bardziej skuteczne może być wycięcie długiego paska tektury o szerokości ramy i długości jako sumy długości w jednym kierunku, dzięki czemu można złóż go do kształtu ramy. Oznacza to wycięcie długości 22 cm (8 cm + 3 cm + 8 cm + 3 cm) o szerokości 8 cm, złożenie i zabezpieczenie taśmą. Upewnij się, że ramka się nie chwieje ani nie wygina zbyt mocno.
Z największą powierzchnią ramki skierowaną do siebie, utwórz mały otwór pośrodku i mały otwór pośrodku twarzy naprzeciwko. To jest otwór, przez który przebijesz gwóźdź, który może wykryć prąd magnetyczny. Upewnij się, że otwór jest wystarczająco mały, aby zabezpieczyć gwóźdź, ale wystarczająco duży, aby gwóźdź mógł swobodnie wirować w odpowiedzi na pole magnetyczne. Sprawdź, czy możesz sam go zakręcić, nie uszkadzając ramy.
DIY Generator okablowania pola magnetycznego
Zdejmij gwóźdź z ramy i przyklej koniec drutu do pudełka. Rozpocznij owijanie drutu wokół pudełka. Potrzebne będą setki cewek wokół ramy, aby wytworzyć znaczące pole magnetyczne, które można zmierzyć. Możesz rozważyć umieszczenie magnesów w ramie podczas owijania, aby rama była wystarczająco mocna i bezpieczna, aby wytrzymać siłę zwijania drutu wokół niej.
Umieść gwóźdź z powrotem w dwóch otworach i zamocuj dwa magnesy wewnątrz ramy po obu stronach gwoździa. Użyj gorącego kleju, aby upewnić się, że pozostają w przeciwieństwie do taśmy lub innego materiału, który może nie przewodzić prądu elektrycznego. Połącz końce drutu z dwoma końcami żarówki i zakręć paznokciem, aby zobaczyć, czy się świeci. Jeśli możesz, spróbuj obrócić gwóźdź magnetyczny, aby obrócić go tak szybko, jak to możliwe.
Testowanie domowego generatora dynamo
Ten hobby dynamo lub generator DIY powinien działać poprzez konwersję pola magnetycznego, które indukuje ruch gwoździa w prądzie, aby zasilić światło. Pole magnetyczne powinno indukować napięcie w uzwojeniach drutów. Możesz stworzyć inny rodzaj domowego generatora dynamo, używając innych metod, takich jak zmiana liczby zwojów cewki, użycie różnych rozmiarów cewki i użycie różnych materiałów cewki magnetycznej.
Żarówki o wyższym napięciu mogą działać bardziej efektywnie, ponieważ mogą zapalić się przy mniejszym natężeniu prądu. Światła LED mogą działać jeszcze lepiej, ponieważ mogą również świecić przy niewielkim natężeniu prądu. Silniki o większej mocy mogą być używane do zasilania całych obwodów żarówek.
Generator DIY przekształcający energię
Ten generator DIY jest przykładem generatora prądu przemiennego. Prąd na końcach dwóch przewodów podłączanych do żarówki zmienia się między kierunkiem do przodu i do tyłu za każdym razem, gdy obracasz magnes. Przy każdym obrocie magnesu prąd przechodzi do przodu o pół cyklu i do tyłu o pół cyklu, a prąd zmienia się między nimi za pomocą kształtu fali sinusoidalnej. Prąd prądu przemiennego znajduje się w większości urządzeń gospodarstwa domowego.
Ten rodzaj hobby dynamo pokazuje, w jaki sposób generatory magnetyczne przekształcają energię mechaniczną w energię elektromagnetyczną galwanometr, przyrząd do pomiaru prądu elektrycznego, do pomiaru ilości prądu przepływającego przez generator lub przewód, widać odchylenie igły instrumentów. Możesz zmierzyć tę zmianę pola magnetycznego z dynama, aby sprawdzić jej siłę. Naukowcy i inżynierowie nadal badają potencjał silników magnetycznych w celu poprawy wydajności silnika.
W warunkach przemysłowych komercyjne generatory elektryczne szczelnie owijają cewki drutu wokół okrągłych układów magnesów.Pole magnetyczne cewki indukuje siłę elektromagnetyczną w magnesach. Elektrownie wodne przetwarzają energię mechaniczną przez turbinę wodną pod wpływem opadającej wody. Ten generator konwersji energii mechanicznej na energię elektryczną kontrastuje z silnikami, które przetwarzają energię elektryczną na energię mechaniczną.
Magnet Dynamo Fizyka
Możesz obliczyć siła elektromotoryczna (emf) wyprodukowane przez liczbę cewek w twoim generatorze za pomocą równania V = NBAω sin ωt dla napięcia emf V., liczba cewek N., pole magnetyczne b, obszar, na którym rozmieszczone są cewki ZA, częstotliwość kątowa ω („omega”) i z czasem t. Częstotliwość kątowa mierzy częstotliwość, liczbę fal energii elektrycznej, które przechodzą w jednym miejscu w ciągu sekundy, pomnożoną przez 2π.
Można traktować dynamo magnetyczne tak, jakby to był generator elektryczny, ponieważ elektryczność i magnetyzm są częścią tej samej siły. Zmiany w polu elektrycznym wytwarzają pole magnetyczne, podczas gdy zmiany w polu magnetycznym tworzą pole elektryczne. Podczas gdy ten generator DIY pokazuje, jak pole magnetyczne może wytworzyć prąd elektryczny, inne obserwacje mogą pokazać, w jaki sposób elektryczność może powodować zjawiska magnetyczne w ramach tej samej siły elektromagnetycznej.
Jeśli umieścisz kompas magnetyczny w pobliżu drutu w obwodzie elektrycznym, zauważysz odchylenie igły kompasu. Dzieje się tak, ponieważ prąd przepływający przez przewody w obwodzie wytwarza pola magnetyczne, które powodują zmianę kierunku igły kompasu. Kompasy są budowane w celu reagowania na zmiany pola magnetycznego Ziemi, więc obecność zewnętrznego pola magnetycznego również spowodowałaby to ugięcie.
To fundamentalne połączenie między elektrycznością a magnetyzmem oznacza również, że możesz stworzyć swój własny generator elektryczny w taki sam sposób jak generator magnetyczny. Obracanie przedmiotu magnetycznego wokół cewki drutowej generowałoby pole elektryczne, a także pole magnetyczne. Inne kreatywne pomysły mogą wymagać użycia mocniejszych źródeł energii mechanicznej, takich jak maszyny rowerowe lub wiatraki, do wygenerowania energii elektrycznej w ten sam sposób.