Jak vytvořit magnetové dynamo

Stejným způsobem elektrické generátory vytvářejí elektřinu chemickými reakcemi, hydrostatickými silami, větrem a jiné formy energie pro pohon měst, magnetické generátory mohou vytvářet magnetické síly a také dodávat elektřina. Můžete dokonce vytvořit magnetický generátor nebo magnetické dynamo se spotřebním materiálem, který si můžete koupit v obchodě nebo ležet po domě.

Generátor kutilů nebo dynamo si můžete vyrobit pomocí několika jednoduchých předmětů, které můžete ležet po domě. K výrobě jednoho budete potřebovat tlustou polohustou lepenku, čtyři malé keramické magnety, horkou lepicí pistoli, asi 200 stop magnetického drátu, malou žárovku a velký hřebík. Generátor pracuje nejlépe s těmito materiály, takže se snažte je nenahrazovat. Tento domácí generátor dynama by měl být dostatečně silný, aby rozsvítil několik malých žárovek.

První věc, kterou budete potřebovat, je lepenkový rám ve tvaru obdélníkového hranolu bez horních a spodních ploch. Dobrou velikostí je vytvořit horní a dolní prázdný prostor o rozměrech přibližně 8 cm x 3 cm s tvářemi směřujícími vlevo a vpravo 8 cm x 8 cm a tvářemi směrem dopředu a dozadu 8 cm x 3 cm. Jiné velikosti mohou být výhodnější v závislosti na velikosti magnetů, které použijete.

Místo toho, abyste vyřízli plochy lepenky a poté je slepili, může být efektivnější vystřihnout dlouhý pás lepenka se šířkou rámu a délkou jako součet délek v jednom směru, takže jej můžete složit do tvaru rám. To znamená zkrácení délky

o šířce 8 cm, přeložením a bezpečným přelepením. Zajistěte, aby se rám příliš nekýval a neohýbal.

Největší plochou rámu směrem k sobě vytvořte malou díru uprostřed a malou díru uprostřed plochy naproti ní. Jedná se o otvor, kterým projdete hřebík a který dokáže detekovat magnetický proud. Ujistěte se, že otvor je dostatečně malý, aby zajistil hřebík, ale dostatečně velký, aby se mohl hřebík volně otáčet v reakci na magnetické pole. Zjistěte, zda jej můžete roztočit sami, aniž byste poškodili rám.

Odstraňte hřebík z rámu a konec drátu přilepte na krabici. Začněte ovíjet drát kolem krabice. Budete potřebovat stovky cívek kolem rámu, abyste vytvořili významné magnetické pole, které můžete měřit. Při zabalení můžete zvážit umístění magnetů do rámu, aby byl rám dostatečně silný a bezpečný, aby odolal síle navíjení drátu kolem něj.

Vložte hřebík zpět do dvou otvorů a zajistěte dva magnety uvnitř rámu na obou stranách nehtu. Použijte horké lepidlo, abyste se ujistili, že zůstanou na rozdíl od pásky nebo jiného materiálu, který nemusí vést elektrický proud. Připojte konce drátu ke dvěma koncům žárovky a zatočte nehtem, abyste zjistili, zda se rozsvítí. Pokud můžete, zkuste točit magnetickým hřebíkem, abyste jej co nejrychleji otočili.

Tento hobby dynamo nebo DIY generátor by měl fungovat přeměnou magnetického pole, které pohyb hřebíku indukuje v proudu, aby pohánělo světlo. Magnetické pole by mělo indukovat napětí ve vinutí vodičů. Můžete si vytvořit jiný druh domácího generátoru dynama pomocí jiných metod, jako je variace počet vinutí cívky, při použití různých velikostí cívky a při použití různých magnetických cívek materiály.

Žárovky s vyšším napětím mohou fungovat efektivněji, protože se mohou rozsvítit menším množstvím proudu. LED světla mohou fungovat ještě lépe, protože se také mohou rozsvítit malým množstvím proudu. Výkonnější generátory lze použít k napájení celých obvodů žárovek.

Tento DIY generátor je příkladem generátoru střídavého proudu (střídavého proudu). Proud na koncích dvou vodičů, které se připojují k žárovce, se střídá mezi směrem vpřed a vzad při každém otočení magnetu. Při každé rotaci magnetu prochází proud půlcyklem dopředu a půlcyklem vzad a proud se mezi nimi střídá pomocí tvaru sinusové vlny. Střídavý proud se vyskytuje ve většině domácích spotřebičů.

Tento typ hobby dynama ukazuje, jak magnetické generátory převádějí mechanickou energii na elektromagnetickou energii. Když používátegalvanometr, nástroj pro měření elektrického proudu, pro měření množství proudu procházejícího generátorem nebo vodičem, můžete vidět vychýlenou jehlu nástroje. Tuto změnu magnetického pole můžete změřit z dynama a otestovat, jak silná je. Vědci a inženýři pokračují ve studiu potenciálu magnetických motorů s cílem zlepšit účinnost motoru.

V průmyslovém prostředí komerční elektrické generátory pevně obalují cívky drátu kolem kruhových uspořádání magnetů. Magnetické pole cívky indukuje elektromagnetickou sílu v magnetech. Vodní elektrárny přeměňují mechanickou energii přes vodní turbínu silou padající vody. Tato generátorová přeměna mechanické na elektrickou energii kontrastuje s přeměnou motorů, které převádějí elektrickou energii na mechanickou energii.

Můžete vypočítatelektromotorická síla (emf​)produkovaný počtem cívek ve vašem generátoru pomocí rovniceV = NBAω sin ωtpro emf napětíPROTI, počet svitkůN, magnetické poleB, oblast, nad kterou jsou uspořádány cívkyA, úhlová frekvenceω(„omega“) a postupem časut. Úhlová frekvence měří frekvenci, počet vln elektřiny, které projdou jediným místem za sekundu, vynásobená 2π.

S magnetovým dynamem můžete zacházet, jako by šlo o elektrický generátor, protože elektřina i magnetismus jsou součástí stejné síly. Změny v elektrickém poli vytvářejí magnetické pole, zatímco změny v magnetickém poli vytvářejí elektrické pole. Zatímco tento DIY generátor ukazuje, jak magnetické pole může vytvářet elektrický proud, jiné pozorování vám mohou ukázat, jak může elektřina způsobit magnetické jevy jako součást téhož elektromagnetická síla.

Pokud byste umístili magnetický kompas do blízkosti vodiče v elektrickém obvodu, všimli byste si vychýlení jehly kompasu. Stává se to proto, že proud vedený vodiči v obvodu vytváří magnetická pole, která způsobují, že jehla kompasu mění směr. Kompasy jsou konstruovány tak, aby reagovaly na změny v magnetickém poli Země, takže přítomnost vnějšího magnetického pole by také způsobila tuto odchylku.

Toto základní spojení mezi elektřinou a magnetismem také znamená, že si můžete vytvořit svůj vlastní elektrický generátor stejným způsobem jako magnetický. Točení magnetického předmětu kolem cívky drátů by generovalo elektrické i magnetické pole. Další kreativní nápady mohou vyžadovat použití výkonnějších zdrojů mechanické energie, jako jsou cyklistické stroje nebo větrné mlýny, k výrobě elektřiny stejným způsobem.