Πώς να δημιουργήσετε ένα μαγνήτη Dynamo

Με τον ίδιο τρόπο οι ηλεκτρικές γεννήτριες δημιουργούν ηλεκτρισμό μέσω χημικών αντιδράσεων, υδροστατικών δυνάμεων, ανέμου και άλλες μορφές ενέργειας στις πόλεις ισχύος, οι μαγνητικές γεννήτριες μπορούν να δημιουργήσουν μαγνητικές δυνάμεις καθώς και τροφοδοσία ηλεκτρική ενέργεια. Μπορείτε ακόμη και να δημιουργήσετε μια μαγνητική γεννήτρια ή ένα μαγνητικό δυναμό με προμήθειες που μπορείτε να αγοράσετε από το κατάστημα ή μπορεί να βρίσκονται γύρω από το σπίτι σας.

Μπορείτε να φτιάξετε μια γεννήτρια DIY ή ένα δυναμό, μέσω μερικών απλών αντικειμένων που μπορεί να έχετε ξαπλώσει στο σπίτι σας. Για να φτιάξετε ένα, θα χρειαστείτε χοντρό ημι-παχύ χαρτόνι, τέσσερις μικρούς κεραμικούς μαγνήτες, ένα πιστόλι θερμής κόλλας, περίπου 200 πόδια μαγνητικού σύρματος, έναν μικρό λαμπτήρα και ένα μεγάλο καρφί. Η γεννήτρια λειτουργεί καλύτερα με αυτά τα υλικά, οπότε προσπαθήστε να μην τα αντικαταστήσετε. Αυτή η σπιτική γεννήτρια δυναμό πρέπει να είναι αρκετά ισχυρή ώστε να ανάβει μερικούς μικρούς λαμπτήρες.

Το πρώτο πράγμα που θα χρειαστείτε είναι ένα πλαίσιο από χαρτόνι σε σχήμα ορθογώνιου πρίσματος χωρίς πρόσωπα πάνω ή κάτω. Ένα καλό μέγεθος είναι να κάνετε τους επάνω και κάτω άδειους χώρους περίπου 8 cm x 3 cm με τα πρόσωπα στραμμένα αριστερά και δεξιά 8 cm x 8 cm και τα πρόσωπα στραμμένα προς τα εμπρός και προς τα πίσω 8 cm x 3 cm. Άλλα μεγέθη μπορεί να είναι πιο ευεργετικά ανάλογα με το μέγεθος των μαγνητών που θα χρησιμοποιήσετε.

Αντί να κόβουμε τις όψεις του χαρτονιού και στη συνέχεια να τις συνδέουμε, μπορεί να είναι πιο αποτελεσματικό να κόψετε μια μακριά λωρίδα χαρτόνι με το πλάτος του πλαισίου και το μήκος ως το άθροισμα των μηκών σε μία κατεύθυνση έτσι ώστε να μπορείτε να το διπλώσετε στο σχήμα του το πλαίσιο. Αυτό σημαίνει κοπή μήκους

με πλάτος 8 cm, αναδιπλούμενο και ασφαλισμένο με ταινία. Βεβαιωθείτε ότι το πλαίσιο δεν ταλαντεύεται ή δεν λυγίζει πάρα πολύ.

Με το μεγαλύτερο πρόσωπο του πλαισίου στραμμένο προς εσάς, δημιουργήστε μια μικρή τρύπα στη μέση του και μια μικρή τρύπα στη μέση του προσώπου απέναντι από αυτό. Αυτή είναι η τρύπα που θα τοποθετήσετε το καρφί που μπορεί να ανιχνεύσει το μαγνητικό ρεύμα. Βεβαιωθείτε ότι η τρύπα είναι αρκετά μικρή για να στερεώσει το νύχι αλλά αρκετά μεγάλο ώστε το νύχι να περιστρέφεται ελεύθερα σε απόκριση στο μαγνητικό πεδίο. Δείτε αν μπορείτε να το περιστρέψετε μόνοι σας χωρίς να καταστρέψετε το πλαίσιο.

Αφαιρέστε το καρφί από το πλαίσιο και κολλήστε το άκρο του καλωδίου στο κουτί. Αρχίστε να τυλίγετε το καλώδιο γύρω από το κουτί. Θα χρειαστείτε εκατοντάδες πηνία γύρω από το πλαίσιο για να δημιουργήσετε ένα σημαντικό μαγνητικό πεδίο που μπορείτε να μετρήσετε. Μπορείτε να τοποθετήσετε τους μαγνήτες στο πλαίσιο καθώς το τυλίγετε για να κάνετε το πλαίσιο αρκετά ισχυρό και ασφαλές ώστε να αντέχει στη δύναμη του τυλίγματος του καλωδίου γύρω από αυτό.

Τοποθετήστε το καρφί πίσω στις δύο οπές και ασφαλίστε δύο μαγνήτες μέσα στο πλαίσιο και στις δύο πλευρές του νυχιού. Χρησιμοποιήστε θερμή κόλλα για να βεβαιωθείτε ότι παραμένουν σε αντίθεση με την ταινία ή άλλο υλικό που ενδέχεται να μην έχει ηλεκτρικό ρεύμα. Συνδέστε τα άκρα του καλωδίου στα δύο άκρα του λαμπτήρα και γυρίστε το νύχι σας για να δείτε αν ανάβει. Εάν μπορείτε, δοκιμάστε να περιστρέψετε το μαγνητικό καρφί για να το περιστρέψετε όσο το δυνατόν γρηγορότερα.

Αυτή η γεννήτρια χόμπι ή η γεννήτρια DIY πρέπει να λειτουργούν μετατρέποντας το μαγνητικό πεδίο που προκαλεί η κίνηση του νυχιού στο ρεύμα για να τροφοδοτήσει το φως. Το μαγνητικό πεδίο πρέπει να προκαλεί τάση στις περιελίξεις των καλωδίων. Μπορείτε να δημιουργήσετε ένα διαφορετικό είδος σπιτικής γεννήτριας δυναμό χρησιμοποιώντας άλλες μεθόδους όπως η μεταβολή του αριθμός περιελίξεων του πηνίου, χρησιμοποιώντας διαφορετικά μεγέθη του πηνίου και χρησιμοποιώντας διαφορετικό μαγνητικό πηνίο υλικά.

Οι λαμπτήρες υψηλότερης τάσης μπορεί να λειτουργούν πιο αποτελεσματικά καθώς μπορούν να ανάψουν με μικρότερες ποσότητες ρεύματος. Τα φώτα LED μπορεί να λειτουργούν ακόμη καλύτερα, επειδή μπορούν επίσης να ανάψουν με μικρές ποσότητες ρεύματος. Πιο ισχυρές γεννήτριες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την τροφοδοσία ολόκληρων κυκλωμάτων λαμπτήρων.

Αυτή η γεννήτρια DIY είναι ένα παράδειγμα γεννήτριας εναλλασσόμενου ρεύματος (εναλλασσόμενο ρεύμα). Το ρεύμα στα άκρα των δύο καλωδίων που συνδέονται στη λάμπα εναλλάσσεται μεταξύ των εμπρός και αντίστροφων κατευθύνσεων κάθε φορά που περιστρέφετε τον μαγνήτη. Με κάθε περιστροφή του μαγνήτη, το ρεύμα υφίσταται έναν εμπρόσθιο μισό κύκλο και έναν αντίστροφο μισό κύκλο και το ρεύμα εναλλάσσεται μεταξύ τους χρησιμοποιώντας ένα σχήμα ημιτονοειδούς κύματος. Το ρεύμα AC βρίσκεται στις περισσότερες οικιακές συσκευές.

Αυτός ο τύπος δυναμό χόμπι δείχνει πώς οι μαγνητικές γεννήτριες μετατρέπουν τη μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρομαγνητική ενέργεια. Όταν χρησιμοποιείτε έναγαλβανόμετρο, ένα όργανο για τη μέτρηση του ηλεκτρικού ρεύματος, για τη μέτρηση της ποσότητας του ρεύματος που διέρχεται από μια γεννήτρια ή ένα καλώδιο, μπορείτε να δείτε τη βελόνα του οργάνου να εκτρέπεται. Μπορείτε να μετρήσετε αυτήν την αλλαγή στο μαγνητικό πεδίο από το δυναμό για να ελέγξετε πόσο ισχυρή είναι. Επιστήμονες και μηχανικοί συνεχίζουν να μελετούν τις δυνατότητες των μαγνητικών κινητήρων για τη βελτίωση της απόδοσης του κινητήρα.

Σε βιομηχανικές ρυθμίσεις, οι εμπορικές ηλεκτρικές γεννήτριες τυλίγουν σπειρώματα από σύρμα σφιχτά γύρω από κυκλικές διατάξεις μαγνητών. Το μαγνητικό πεδίο του πηνίου προκαλεί ηλεκτρομαγνητική δύναμη στους μαγνήτες. Οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί μετατρέπουν τη μηχανική ενέργεια μέσω ενός στροβίλου νερού με τη δύναμη της πτώσης του νερού. Αυτή η γεννήτρια μετατροπής μηχανικής σε ηλεκτρικής ενέργειας έρχεται σε αντίθεση με εκείνη των κινητήρων, οι οποίοι μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανική ενέργεια.

Μπορείτε να υπολογίσετε τοηλεκτροκινητική δύναμη (emf​)παράγεται από τον αριθμό των πηνίων στη γεννήτρια σας χρησιμοποιώντας την εξίσωσηV = NBAω sin ωtγια τάση emfΒ, αριθμός σπειρώνΝ, μαγνητικό πεδίοσι, περιοχή πάνω από την οποία είναι τοποθετημένα τα πηνίαΕΝΑ, γωνιακή συχνότηταω("ωμέγα") και με την πάροδο του χρόνουτ. Η γωνιακή συχνότητα μετρά τη συχνότητα, τον αριθμό των κυμάτων ηλεκτρικής ενέργειας που περνούν πάνω από μία θέση σε ένα δευτερόλεπτο, πολλαπλασιασμένο επί 2π.

Μπορείτε να αντιμετωπίσετε ένα δυναμό μαγνήτη σαν να ήταν ηλεκτρική γεννήτρια επειδή ο ηλεκτρισμός και ο μαγνητισμός είναι και οι δύο μέρος της ίδιας δύναμης. Οι αλλαγές σε ένα ηλεκτρικό πεδίο δημιουργούν ένα μαγνητικό πεδίο ενώ οι αλλαγές σε ένα μαγνητικό πεδίο δημιουργούν ένα ηλεκτρικό πεδίο. Ενώ αυτή η γεννήτρια DIY δείχνει πώς ένα μαγνητικό πεδίο μπορεί να δημιουργήσει ένα ηλεκτρικό ρεύμα, άλλο Οι παρατηρήσεις μπορούν να σας δείξουν πώς ο ηλεκτρισμός μπορεί να προκαλέσει μαγνητικά φαινόμενα ως μέρος του ίδιου ηλεκτρομαγνητική δύναμη.

Εάν τοποθετήσετε μια μαγνητική πυξίδα κοντά σε ένα καλώδιο σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα, θα παρατηρήσετε παραμόρφωση της βελόνας πυξίδας. Αυτό συμβαίνει επειδή το ρεύμα μέσω των καλωδίων στο κύκλωμα δημιουργεί μαγνητικά πεδία που αναγκάζουν τη βελόνα πυξίδας να αλλάξει κατεύθυνση. Οι πυξίδες είναι κατασκευασμένες για να ανταποκρίνονται σε αλλαγές στο μαγνητικό πεδίο της Γης, οπότε η παρουσία εξωτερικού μαγνητικού πεδίου θα προκαλούσε επίσης αυτή την εκτροπή.

Αυτή η θεμελιώδης σύνδεση μεταξύ ηλεκτρισμού και μαγνητισμού σημαίνει επίσης ότι μπορείτε να δημιουργήσετε τη δική σας ηλεκτρική γεννήτρια με τον ίδιο τρόπο όπως η μαγνητική. Η περιστροφή ενός μαγνητικού αντικειμένου γύρω από ένα πηνίο καλωδίων θα δημιουργούσε ένα ηλεκτρικό πεδίο καθώς και ένα μαγνητικό. Άλλες δημιουργικές ιδέες μπορεί να απαιτούν τη χρήση πιο ισχυρών πηγών μηχανικής ενέργειας, όπως μηχανές ποδηλάτων ή ανεμόμυλοι για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με τον ίδιο τρόπο.