بنفس الطريقة التي تولد بها المولدات الكهربائية الكهرباء من خلال التفاعلات الكيميائية والقوى الهيدروستاتيكية والرياح و أشكال أخرى من الطاقة لتزويد المدن بالطاقة ، يمكن للمولدات المغناطيسية أن تخلق قوى مغناطيسية بالإضافة إلى الإمداد كهرباء. يمكنك أيضًا إنشاء مولد مغناطيسي أو دينامو مغناطيسي مزود بإمدادات يمكنك شراؤها من المتجر أو قد تكون موجودة حول منزلك.
إعداد إطار مولد دينامو محلي الصنع
يمكنك صنع مولد DIY ، أو دينامو ، من خلال بعض العناصر البسيطة التي قد تكون ملقاة حول منزلك. لصنع واحدة ، ستحتاج إلى كرتون سميك شبه سميك ، وأربعة مغناطيسات خزفية صغيرة ، ومسدس غراء ساخن ، وحوالي 200 قدم من الأسلاك المغناطيسية ، ومصباح كهربائي صغير ، ومسمار كبير. يعمل المولد بشكل أفضل مع هذه المواد ، لذا حاول عدم استبدالها. يجب أن يكون مولد الدينامو محلي الصنع قويًا بما يكفي لإضاءة بعض المصابيح الصغيرة.
أول ما ستحتاج إليه هو إطار من الورق المقوى على شكل منشور مستطيل بدون وجوه علوية أو سفلية. الحجم الجيد هو جعل المساحات العلوية والسفلية فارغة حوالي 8 سم × 3 سم بحيث تكون الوجوه متجهة لليسار واليمين 8 سم × 8 سم والوجوه متجهة للأمام وللخلف 8 سم × 3 سم. قد تكون الأحجام الأخرى أكثر فائدة اعتمادًا على حجم المغناطيس الذي ستستخدمه.
بدلاً من قص أوجه الورق المقوى ثم لصقها معًا ، قد يكون قطع شريط طويل من الورق المقوى أكثر فعالية. من الورق المقوى مع عرض الإطار والطول كمجموع الأطوال في اتجاه واحد بحيث يمكنك طيها على شكل الاطار. هذا يعني قطع طول
8 \ نص {سم} + 3 \ نص {سم} + 8 \ نص {سم} + 3 \ نص {سم} = 22 \ نص {سم}
بعرض 8 سم ، يتم طيها وتثبيتها بالشريط اللاصق بإحكام. تأكد من أن الإطار لا يتمايل أو ينحني كثيرًا.
اجعل أكبر وجه للإطار مواجهًا لك ، وأنشئ ثقبًا صغيرًا في منتصفه وثقبًا صغيرًا في منتصف الوجه المقابل له. هذا هو الثقب الذي ستضع الظفر من خلاله والذي يمكنه اكتشاف التيار المغناطيسي. تأكد من أن الثقب صغير بما يكفي لتأمين الظفر ولكنه كبير بما يكفي بحيث يمكن للظفر أن يدور بحرية استجابة للمجال المغناطيسي. تحقق مما إذا كان يمكنك تدويره بنفسك دون إتلاف الإطار.
مولد المجال المغناطيسي DIY الأسلاك
انزع المسمار من الإطار وألصق نهاية السلك بالصندوق. ابدأ بلف السلك حول الصندوق. ستحتاج إلى مئات الملفات حول الإطار لإنشاء مجال مغناطيسي مهم يمكنك قياسه. قد تفكر في وضع المغناطيس في الإطار أثناء لفه لجعل الإطار قويًا وآمنًا بدرجة كافية لتحمل قوة لف السلك حوله.
ضع الظفر مرة أخرى في الفتحتين وقم بتأمين مغناطيسين داخل الإطار على جانبي الظفر. استخدم الغراء الساخن للتأكد من بقائها على عكس الشريط أو أي مادة أخرى قد لا تنقل تيارًا كهربائيًا. قم بتوصيل طرفي السلك بطرفي المصباح الكهربائي وقم بتدوير ظفرك لمعرفة ما إذا كان يضيء. إذا استطعت ، فحاول تدوير الظفر المغناطيسي لتدويره في أسرع وقت ممكن.
اختبار مولد دينامو محلي الصنع
يجب أن يعمل دينامو الهواية أو مولد DIY هذا عن طريق تحويل المجال المغناطيسي الذي تحفزه حركة الظفر في التيار لتشغيل الضوء. يجب أن يحفز المجال المغناطيسي جهدًا كهربيًا في لفات الأسلاك. يمكنك إنشاء نوع مختلف من المولدات الدينامو محلية الصنع باستخدام طرق أخرى مثل تغيير ملف عدد لفات الملف ، باستخدام أحجام مختلفة من الملف واستخدام ملف مغناطيسي مختلف مواد.
قد تعمل المصابيح ذات الجهد العالي بشكل أكثر فاعلية لأنها يمكن أن تضيء بكميات أقل من التيار. قد تعمل مصابيح LED بشكل أفضل لأنها يمكن أن تضيء بكميات صغيرة من التيار. يمكن استخدام مولدات أكثر قوة لتشغيل دوائر كاملة من المصابيح الكهربائية.
مولد DIY تحويل الطاقة
هذا المولد DIY هو مثال لمولد التيار المتردد (التيار المتردد). يتناوب التيار في طرفي السلكين اللذين يتم توصيلهما بالمصباح الكهربائي بين الاتجاهين الأمامي والخلفي في كل مرة تقوم فيها بتدوير المغناطيس. مع كل دوران للمغناطيس ، يمر التيار بدورة نصف أمامية ونصف دورة عكسية ، ويتناوب التيار بينهما باستخدام شكل موجة جيبية. تم العثور على التيار المتردد في معظم الأجهزة المنزلية.
يوضح هذا النوع من دينامو الهوايات كيف تحول المولدات المغناطيسية الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهرومغناطيسية. عندما تستخدم ملفالجلفانومتر، أداة لقياس التيار الكهربائي ، لقياس مقدار التيار المار عبر مولد أو سلك ، يمكنك رؤية انحراف إبرة الأداة. يمكنك قياس هذا التغيير في المجال المغناطيسي من الدينامو لاختبار مدى قوته. يواصل العلماء والمهندسون دراسة إمكانات المحركات المغناطيسية لتحسين كفاءة المحرك.
في البيئات الصناعية ، تقوم المولدات الكهربائية التجارية بلف لفائف الأسلاك بإحكام حول الترتيبات الدائرية للمغناطيس. يحث المجال المغناطيسي للملف قوة كهرومغناطيسية في المغناطيس. تقوم محطات الطاقة الكهرومائية بتحويل الطاقة الميكانيكية من خلال توربينات مائية بقوة الماء المتساقط. يتناقض تحويل المولد من الطاقة الميكانيكية إلى الطاقة الكهربائية مع المحركات التي تحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية.
فيزياء دينامو المغناطيس
يمكنك حسابالقوة الدافعة الكهربائية (emf)التي ينتجها عدد الملفات في المولد الخاص بك باستخدام المعادلةV = NBAω sin ωtلجهد emfالخامس، عدد الملفاتن، حقل مغناطيسيب، المنطقة التي يتم ترتيب الملفات عليهاأ، التردد الزاويω("أوميغا") وبمرور الوقتر. يقيس التردد الزاوي التردد ، وهو عدد موجات الكهرباء التي تمر فوق مكان واحد في الثانية ، مضروبة في 2 درجة.
يمكنك التعامل مع دينامو المغناطيس كما لو كان مولدًا كهربائيًا لأن الكهرباء والمغناطيسية جزء من نفس القوة. تؤدي التغييرات في المجال الكهربائي إلى إنشاء مجال مغناطيسي بينما تؤدي التغييرات في المجال المغناطيسي إلى إنشاء مجال كهربائي. بينما يوضح مولد DIY هذا كيف يمكن للمجال المغناطيسي أن يخلق تيارًا كهربائيًا ، آخر يمكن أن توضح لك الملاحظات كيف يمكن للكهرباء أن تسبب ظواهر مغناطيسية كجزء من نفس الشيء القوة الكهرومغناطيسية.
إذا وضعت بوصلة مغناطيسية بالقرب من سلك في دائرة كهربائية ، فستلاحظ انحرافًا لإبرة البوصلة. يحدث هذا لأن التيار عبر الأسلاك في الدائرة يخلق مجالات مغناطيسية تتسبب في تغيير اتجاه إبرة البوصلة. تم تصميم البوصلات للاستجابة للتغيرات في المجال المغناطيسي للأرض ، لذا فإن وجود مجال مغناطيسي خارجي قد يتسبب أيضًا في هذا الانحراف.
هذا الارتباط الأساسي بين الكهرباء والمغناطيسية يعني أيضًا أنه يمكنك إنشاء مولد كهربائي خاص بك بنفس طريقة المولدات المغناطيسية. يؤدي تدوير جسم مغناطيسي حول ملف من الأسلاك إلى توليد مجال كهربائي بالإضافة إلى مجال مغناطيسي. قد تتطلب الأفكار الإبداعية الأخرى استخدام مصادر أكثر قوة للطاقة الميكانيكية مثل آلات الدراجات أو طواحين الهواء لتوليد الكهرباء بنفس الطريقة.