Cómo crear un dínamo magnético

De la misma manera que los generadores eléctricos crean electricidad a través de reacciones químicas, fuerzas hidrostáticas, viento y otras formas de energía para impulsar las ciudades, los generadores magnéticos pueden crear fuerzas magnéticas además de suministrar electricidad. Incluso puede crear un generador magnético o una dinamo magnética con suministros que puede comprar en la tienda o que puede tener en su casa.

Puede hacer un generador de bricolaje, o dínamo, a través de algunos elementos simples que puede tener en su casa. Para hacer uno, necesitará cartón grueso semigrueso, cuatro pequeños imanes de cerámica, una pistola de pegamento caliente, aproximadamente 200 pies de alambre magnético, una bombilla pequeña y un clavo grande. El generador funciona mejor con estos materiales, así que trate de no sustituirlos. Este generador de dinamo casero debe ser lo suficientemente fuerte como para encender algunas bombillas pequeñas.

Lo primero que necesitará es un marco de cartón en forma de prisma rectangular sin caras superior o inferior. Un buen tamaño es hacer los espacios vacíos superior e inferior de unos 8 cm x 3 cm con las caras mirando hacia la izquierda y hacia la derecha 8 cm x 8 cm y las caras mirando hacia adelante y hacia atrás 8 cm x 3 cm. Otros tamaños pueden ser más beneficiosos según el tamaño de los imanes que utilice.

En lugar de cortar las caras del cartón y luego pegarlas con cinta adhesiva, puede ser más efectivo cortar una tira larga de cartón con el ancho del marco y la longitud como la suma de las longitudes en una dirección de modo que pueda doblarlo en la forma de el marco. Esto significa cortar una longitud de

con un ancho de 8 cm, doblándolo y asegurándolo con cinta adhesiva. Asegúrese de que el marco no se tambalee ni se doble demasiado.

Con la cara más grande del marco hacia usted, cree un pequeño agujero en el medio y un pequeño agujero en el medio de la cara opuesta. Este es el orificio a través del cual colocará el clavo que puede detectar la corriente magnética. Asegúrese de que el orificio sea lo suficientemente pequeño para asegurar el clavo, pero lo suficientemente grande para que el clavo pueda girar libremente en respuesta al campo magnético. Vea si puede hacerlo girar usted mismo sin dañar el marco.

Retire el clavo del marco y pegue con cinta adhesiva el extremo del cable a la caja. Empiece a enrollar el cable alrededor de la caja. Necesitará cientos de bobinas alrededor del marco para crear un campo magnético significativo que pueda medir. Puede considerar colocar los imanes en el marco mientras lo envuelve para que el marco sea lo suficientemente fuerte y seguro como para soportar la fuerza de enrollar el cable a su alrededor.

Vuelva a colocar el clavo en los dos orificios y asegure dos imanes dentro del marco a ambos lados del clavo. Use pegamento caliente para asegurarse de que permanezcan en lugar de cinta u otro material que no pueda conducir una corriente eléctrica. Conecte los extremos del cable a los dos extremos de la bombilla y haga girar la uña para ver si se enciende. Si puede, intente girar el clavo magnético para hacerlo lo más rápido posible.

Esta dínamo de hobby o generador de bricolaje debería funcionar convirtiendo el campo magnético que induce el movimiento de la uña en la corriente para alimentar la luz. El campo magnético debe inducir un voltaje en los devanados de los cables. Puede crear un tipo diferente de generador de dínamo casero utilizando otros métodos, como variar el número de devanados de la bobina, utilizando diferentes tamaños de bobina y utilizando diferentes bobinas magnéticas materiales.

Las bombillas de mayor voltaje pueden funcionar de manera más efectiva ya que pueden encenderse con cantidades más pequeñas de corriente. Las luces LED pueden funcionar incluso mejor porque también pueden encenderse con pequeñas cantidades de corriente. Se pueden usar generadores más potentes para alimentar circuitos completos de bombillas.

Este generador de bricolaje es un ejemplo de un generador de CA (corriente alterna). La corriente en los extremos de los dos cables que se conectan a la bombilla alterna entre las direcciones de avance y retroceso cada vez que gira el imán. Con cada rotación del imán, la corriente pasa por un semiciclo hacia adelante y un semiciclo inverso, y la corriente alterna entre ellos usando una forma de onda sinusoidal. La corriente alterna se encuentra en la mayoría de los electrodomésticos.

Este tipo de dínamo de hobby muestra cómo los generadores magnéticos convierten la energía mecánica en energía electromagnética. Cuando usas ungalvanómetro, un instrumento para medir la corriente eléctrica, para medir la cantidad de corriente que pasa a través de un generador o cable, puede ver la aguja del instrumento desviada. Puede medir este cambio en el campo magnético de la dínamo para probar qué tan fuerte es. Los científicos e ingenieros continúan estudiando el potencial de los motores magnéticos para mejorar la eficiencia del motor.

En entornos industriales, los generadores eléctricos comerciales envuelven bobinas de alambre firmemente alrededor de arreglos circulares de imanes. El campo magnético de la bobina induce una fuerza electromagnética en los imanes. Las plantas de energía hidroeléctrica convierten la energía mecánica a través de una turbina de agua por la fuerza del agua que cae. Esta conversión del generador de energía mecánica a eléctrica contrasta con la de los motores, que convierten la energía eléctrica en energía mecánica.

Puede calcular elfuerza electromotriz (emf​)producido por la cantidad de bobinas en su generador usando la ecuaciónV = NBAω sin ωtpara voltaje emfV, número de bobinasnorte, campo magnéticoB, zona sobre la que se disponen las bobinasA, frecuencia angularω("omega") y con el tiempot. La frecuencia angular mide la frecuencia, el número de ondas de electricidad que pasan sobre un solo lugar en un segundo, multiplicado por 2π.

Puede tratar una dínamo magnética como si fuera un generador eléctrico porque la electricidad y el magnetismo son parte de la misma fuerza. Los cambios en un campo eléctrico crean un campo magnético, mientras que los cambios en un campo magnético crean un campo eléctrico. Si bien este generador de bricolaje muestra cómo un campo magnético puede crear una corriente eléctrica, otros Las observaciones pueden mostrarle cómo la electricidad puede causar fenómenos magnéticos como parte del mismo fuerza electromagnetica.

Si coloca una brújula magnética cerca de un cable en un circuito eléctrico, notará la desviación de la aguja de la brújula. Esto sucede porque la corriente a través de los cables del circuito crea campos magnéticos que hacen que la aguja de la brújula cambie de dirección. Las brújulas están construidas para responder a los cambios en el campo magnético de la Tierra, por lo que la presencia de un campo magnético externo también causaría esta desviación.

Esta conexión fundamental entre la electricidad y el magnetismo también significa que puede crear su propio generador eléctrico de la misma manera que el magnético. Hacer girar un objeto magnético alrededor de una bobina de cables generaría un campo eléctrico además de uno magnético. Otras ideas creativas pueden requerir el uso de fuentes de energía mecánica más poderosas, como bicicletas o molinos de viento, para generar electricidad de la misma manera.