Sådan oprettes en magnetdynamo

På samme måde som elektriske generatorer skaber elektricitet gennem kemiske reaktioner, hydrostatiske kræfter, vind og andre former for energi til magtbyer, kan magnetiske generatorer skabe magnetiske kræfter såvel som at levere elektricitet. Du kan endda oprette en magnetgenerator eller en magnetisk dynamo med forsyninger, du kan købe fra butikken eller måske har liggende i dit hus.

Du kan lave en DIY-generator eller dynamo gennem nogle enkle ting, du måske har liggende rundt om i dit hus. For at lave en skal du bruge tyk halvtyk pap, fire små keramiske magneter, en varm limpistol, ca. 200 fod magnetisk ledning, en lille pære og et stort søm. Generatoren fungerer bedst med disse materialer, så prøv ikke at erstatte dem. Denne hjemmelavede dynamogenerator skal være stærk nok til at tænde et par små pærer.

Den første ting, du har brug for, er en papramme i form af et rektangulært prisme uden top- eller bundflader. En god størrelse er at gøre det øverste og nederste tomme mellemrum ca. 8 cm x 3 cm med ansigterne mod venstre og højre 8 cm x 8 cm og ansigterne vender fremad og bagud 8 cm x 3 cm. Andre størrelser kan være mere fordelagtige afhængigt af størrelsen på de magneter, du bruger.

I stedet for at skære papens ansigter ud og derefter tape dem sammen, kan det være mere effektivt at skære en lang strimmel af pap med bredden på rammen og længden som summen af ​​længderne i en retning, så du kan folde den ind i form af rammen. Dette betyder at skære en længde på

med en bredde på 8 cm, fold den sammen og tap den fast. Sørg for, at rammen ikke vippes eller bøjes for meget.

Med det største ansigt på rammen mod dig, skal du oprette et lille hul i midten af ​​det og et lille hul i midten af ​​det modsatte af det. Dette er hullet, hvor du placerer neglen igennem, der kan registrere den magnetiske strøm. Sørg for, at hullet er lille nok til at fastgøre neglen, men stort nok til, at neglen kan dreje frit som reaktion på magnetfeltet. Se om du selv kan dreje det uden at beskadige rammen.

Fjern neglen fra rammen og tape enden af ​​ledningen til kassen. Begyndte at pakke ledningen rundt om kassen. Du har brug for hundreder af spoler rundt om rammen for at skabe et betydeligt magnetfelt, som du kan måle. Du kan overveje at placere magneterne i rammen, når du vikler den for at gøre rammen stærk og sikker nok til at modstå kraften ved at vikle ledningen omkring den.

Placer neglen tilbage i de to huller, og fastgør to magneter inde i rammen til begge sider af neglen. Brug varm lim for at sikre, at de forbliver i modsætning til tape eller andet materiale, der muligvis ikke leder en elektrisk strøm. Tilslut enderne af ledningen til de to ender af pæren, og drej neglen for at se, om den lyser op. Hvis du kan, kan du prøve at dreje det magnetiske søm for at dreje det så hurtigt som muligt.

Denne hobby-dynamo eller DIY-generator skal fungere ved at konvertere det magnetiske felt, som neglens bevægelse inducerer i strømmen til at drive lyset. Magnetfeltet skal inducere en spænding i ledningernes viklinger. Du kan oprette en anden slags hjemmelavet dynamogenerator ved hjælp af andre metoder, såsom at variere antal viklinger af spolen ved hjælp af forskellige størrelser af spolen og ved hjælp af forskellige magnetiske spoler materialer.

Højspændingspærer fungerer muligvis mere effektivt, da de kan lyse op med mindre strømmængder. LED-lys fungerer muligvis endnu bedre, fordi de også kan lyse op med små mængder strøm. Mere kraftfulde generatorer kan bruges til at drive hele kredsløb af pærer.

Denne DIY-generator er et eksempel på en AC-generator (vekselstrøm). Strømmen i enderne af de to ledninger, der tilsluttes pæren, skifter mellem den forreste og omvendte retning hver gang du drejer magneten. Ved hver rotation af magneten gennemgår strømmen en forreste halvcyklus og en omvendt halvcyklus, og strømmen skifter mellem dem ved hjælp af en sinusform. AC-strøm findes i de fleste husholdningsapparater.

Denne type hobbydynamo viser, hvordan magnetiske generatorer omdanner mekanisk energi til elektromagnetisk energi. Når du bruger engalvanometer, et instrument til måling af elektrisk strøm, for at måle strømmen, der passerer gennem en generator eller ledning, kan du se instrumentets nål afbøjet. Du kan måle denne ændring i magnetfelt fra dynamoen for at teste, hvor stærk den er. Forskere og ingeniører fortsætter med at undersøge potentialet i magnetiske motorer for at forbedre motoreffektiviteten.

I industrielle omgivelser vikler kommercielle elektriske generatorer trådspoler tæt rundt om cirkulære magneter. Spolens magnetfelt inducerer en elektromagnetisk kraft i magneterne. Vandkraftværker omdanner mekanisk energi gennem en vandturbine ved hjælp af faldende vand. Denne generatorkonvertering af mekanisk til elektrisk energi står i modsætning til motorer, der omdanner elektrisk energi til mekanisk energi.

Du kan beregneElektromotorisk kraft (emf​)produceret af antallet af spoler i din generator ved hjælp af ligningenV = NBAω sin ωttil emf-spændingVantal spolerN, magnetfeltBområde, hvor spolerne er arrangeretEN, vinkelfrekvensω("omega") og over tidt. Vinkelfrekvensen måler frekvensen, antallet af bølger af elektricitet, der passerer over et enkelt sted på et sekund ganget med 2π.

Du kan behandle en magnetdynamo som om det var en elektrisk generator, fordi elektricitet og magnetisme begge er en del af den samme kraft. Ændringer i et elektrisk felt skaber et magnetfelt, mens ændringer i et magnetfelt skaber et elektrisk felt. Mens denne DIY-generator viser, hvordan et magnetfelt kan skabe en elektrisk strøm, andet observationer kan vise dig, hvordan elektricitet kan forårsage magnetiske fænomener som en del af det samme elektromagnetisk kraft.

Hvis du placerer et magnetisk kompas nær en ledning i et elektrisk kredsløb, vil du bemærke, at kompassnålen afbøjes. Dette sker, fordi strømmen gennem ledningerne i kredsløbet skaber magnetfelter, der får kompassnålen til at ændre retning. Kompasser er bygget til at reagere på ændringer i jordens magnetfelt, så tilstedeværelsen af ​​et eksternt magnetfelt også ville forårsage denne afbøjning.

Denne grundlæggende forbindelse mellem elektricitet og magnetisme betyder også, at du kan oprette din egen elektriske generator på samme måde som den magnetiske. At dreje en magnetisk genstand omkring en trådspole ville generere et såvel elektrisk felt som et magnetisk felt. Andre kreative ideer kan tage brug af mere kraftfulde kilder til mekanisk energi såsom cykelmaskiner eller vindmøller til at generere elektricitet på samme måde.