Как да създадем магнитно динамо

По същия начин, по който електрическите генератори създават електричество чрез химични реакции, хидростатични сили, вятър и други форми на енергия за захранване на градовете, магнитните генератори могат да създават магнитни сили, както и да доставят електричество. Можете дори да създадете магнитен генератор или магнитно динамо с консумативи, които можете да закупите от магазина или може да лежите около къщата си.

Можете да направите DIY генератор или динамо, чрез някои прости предмети, които може да имате, лежащи около къщата ви. За да го направите, ще ви трябват дебел полудебел картон, четири малки керамични магнита, пистолет за горещо лепило, около 200 фута магнитна тел, малка крушка и голям пирон. Генераторът работи най-добре с тези материали, така че се опитайте да не ги замествате. Този домашен генератор на динамо трябва да е достатъчно силен, за да запали няколко малки крушки.

Първото нещо, от което ще се нуждаете, е картонена рамка във формата на правоъгълна призма без горни или долни лица. Добър размер е да направите празни пространства отгоре и отдолу около 8 cm x 3 cm с лицата, обърнати наляво и надясно 8 cm x 8 cm и лицата, обърнати напред и назад 8 cm x 3 cm. Други размери може да са по-полезни в зависимост от размера на магнитите, които ще използвате.

Вместо да изрежете лицата на картона и след това да ги залепите заедно, може да е по-ефективно да изрежете дълга лента от картон с ширината на рамката и дължината като сбор от дължините в една посока, така че да можете да я сгънете във формата на рамката. Това означава изрязване на дължина от

с ширина 8 см, сгънете го и го залепете с лента. Уверете се, че рамката не се клати или огъва твърде много.

С най-голямото лице на рамката, обърнато към вас, създайте малка дупка в средата му и малка дупка в средата на лицето срещу нея. Това е дупката, през която ще поставите нокътя, която може да открие магнитния ток. Уверете се, че отворът е достатъчно малък, за да закрепи нокътя, но достатъчно голям, за да може нокътът да се върти свободно в отговор на магнитното поле. Вижте дали можете да го завъртите сами, без да повредите рамката.

Извадете нокътя от рамката и залепете края на телта към кутията. Започнете да увивате жицата около кутията. Ще ви трябват стотици намотки около рамката, за да създадете значително магнитно поле, което можете да измерите. Може да помислите да поставите магнитите в рамката, докато я увивате, за да направите рамката здрава и достатъчно сигурна, за да издържи силата на навиване на жицата около нея.

Поставете нокътя обратно в двата отвора и закрепете два магнита вътре в рамката от двете страни на нокътя. Използвайте горещо лепило, за да се уверите, че те остават за разлика от лентата или друг материал, който може да не води електрически ток. Свържете краищата на проводника към двата края на крушката и завъртете нокътя си, за да видите дали светва. Ако можете, опитайте да завъртите магнитния пирон, за да го завъртите възможно най-бързо.

Този хоби динамо или DIY генератор трябва да работи чрез преобразуване на магнитното поле, което движението на нокътя индуцира в тока, за да захранва светлината. Магнитното поле трябва да индуцира напрежение в намотките на проводниците. Можете да създадете различен вид самоделен генератор на динамо, като използвате други методи като промяна на брой намотки на намотката, като се използват различни размери на намотката и се използват различни магнитни намотки материали.

Електрическите крушки с по-високо напрежение могат да работят по-ефективно, тъй като могат да светят с по-малки количества ток. LED светлините могат да работят още по-добре, тъй като те също могат да светят с малки количества ток. По-мощни генератори могат да се използват за захранване на цели вериги на крушки.

Този DIY генератор е пример за генератор на променлив ток (променлив ток). Токът в краищата на двата проводника, които се включват в крушката, се редува между посоките напред и назад всеки път, когато завъртите магнита. При всяко въртене на магнита токът преминава напред половин цикъл и обратен половин цикъл и токът се редува между тях, използвайки форма на синусоида. Променлив ток се намира в повечето домакински уреди.

Този тип хоби динамо показва как магнитните генератори преобразуват механичната енергия в електромагнитна. Когато използватегалванометър, инструмент за измерване на електрически ток, за измерване на количеството ток, преминаващ през генератор или проводник, можете да видите иглата на инструмента отклонена. Можете да измерите тази промяна в магнитното поле от динамото, за да тествате колко силно е то. Учените и инженерите продължават да изучават потенциала на магнитните двигатели за подобряване на ефективността на двигателя.

В промишлени условия търговските електрически генератори увиват плътно намотки от тел около кръгови разположения на магнити. Магнитното поле на бобината индуцира електромагнитна сила в магнитите. Водноелектрическите централи преобразуват механичната енергия през водна турбина от силата на падащата вода. Това преобразуване на механичната в електрическа енергия е в контраст с това на двигателите, които преобразуват електрическата енергия в механична.

Можете да изчислитеелектродвижеща сила (emf​)произведени от броя на намотките във вашия генератор, използвайки уравнениетоV = NBAω sin ωtза едс напрежениеV, брой намоткин, магнитно полеБ., площ, върху която са разположени намоткитеA, ъглова честотаω("омега") и с течение на времетоT. Ъгловата честота измерва честотата, броя на вълните електричество, които преминават през едно място за секунда, умножено по 2π.

Можете да третирате магнитното динамо, сякаш е електрически генератор, защото електричеството и магнетизмът са част от една и съща сила. Промените в електрическото поле създават магнитно поле, докато промените в магнитното поле създават електрическо поле. Докато този DIY генератор показва как магнитното поле може да създаде електрически ток, други наблюденията могат да ви покажат как електричеството може да причини магнитни явления като част от същото електромагнитна сила.

Ако поставите магнитен компас близо до проводник в електрическа верига, ще забележите отклонение на иглата на компаса. Това се случва, защото токът през проводниците във веригата създава магнитни полета, които карат иглата на компаса да променя посоката си. Компасите са изградени, за да реагират на промените в магнитното поле на Земята, така че наличието на външно магнитно поле също би причинило това отклонение.

Тази фундаментална връзка между електричеството и магнетизма също означава, че можете да създадете свой собствен електрически генератор по същия начин като магнитния. Въртенето на магнитен обект около намотка от проводници би генерирало както електрическо поле, така и магнитно. Други творчески идеи може да са необходими за използване на по-мощни източници на механична енергия като велосипедни машини или вятърни мелници за генериране на електричество по същия начин.