Come creare una dinamo magnetica

Allo stesso modo in cui i generatori elettrici creano elettricità attraverso reazioni chimiche, forze idrostatiche, vento e altre forme di energia per alimentare le città, i generatori magnetici possono creare forze magnetiche oltre a fornire elettricità. Puoi persino creare un generatore magnetico o una dinamo magnetica con materiali che puoi acquistare dal negozio o che potresti avere in casa.

Puoi creare un generatore fai-da-te, o dinamo, attraverso alcuni semplici oggetti che potresti avere in giro per casa. Per farne uno, avrai bisogno di cartone spesso semi-spesso, quattro piccoli magneti in ceramica, una pistola per colla a caldo, circa 200 piedi di filo magnetico, una piccola lampadina e un grosso chiodo. Il generatore funziona meglio con questi materiali, quindi cerca di non sostituirli. Questo generatore di dinamo fatto in casa dovrebbe essere abbastanza forte da accendere alcune piccole lampadine.

La prima cosa di cui avrai bisogno è una cornice di cartone a forma di prisma rettangolare senza facce superiore o inferiore. Una buona dimensione è quella di rendere gli spazi vuoti superiore e inferiore di circa 8 cm x 3 cm con le facce rivolte a sinistra ea destra 8 cm x 8 cm e le facce rivolte in avanti e indietro di 8 cm x 3 cm. Altre dimensioni possono essere più vantaggiose a seconda delle dimensioni dei magneti che utilizzerai.

Invece di ritagliare le facce del cartone e poi fissarle con del nastro adesivo, può essere più efficace ritagliare una lunga striscia di cartone con la larghezza del telaio e la lunghezza come la somma delle lunghezze in una direzione in modo tale da poterlo piegare a forma di la cornice. Questo significa tagliare una lunghezza di

con una larghezza di 8 cm, piegandolo e fissandolo con nastro adesivo. Assicurati che il telaio non oscilli o si pieghi troppo.

Con la faccia più grande della cornice rivolta verso di te, crea un piccolo foro al centro e un piccolo foro al centro della faccia opposta. Questo è il foro attraverso il quale posizionerai il chiodo in grado di rilevare la corrente magnetica. Assicurati che il foro sia abbastanza piccolo da fissare l'unghia ma abbastanza grande da consentire all'unghia di ruotare liberamente in risposta al campo magnetico. Vedi se riesci a farlo girare da solo senza danneggiare il telaio.

Rimuovere il chiodo dal telaio e fissare l'estremità del filo alla scatola. Inizia ad avvolgere il filo attorno alla scatola. Avrai bisogno di centinaia di bobine attorno al telaio per creare un campo magnetico significativo che puoi misurare. Potresti considerare di posizionare i magneti nel telaio mentre lo avvolgi per rendere il telaio abbastanza forte e sicuro da resistere alla forza di avvolgere il filo attorno ad esso.

Riposizionare l'unghia nei due fori e fissare due magneti all'interno del telaio su entrambi i lati dell'unghia. Usa la colla a caldo per assicurarti che rimangano al contrario del nastro adesivo o di un altro materiale che potrebbe non condurre una corrente elettrica. Collega le estremità del filo alle due estremità della lampadina e gira l'unghia per vedere se si illumina. Se puoi, prova a ruotare l'unghia magnetica per ruotarla il più rapidamente possibile.

Questa dinamo per hobby o generatore fai da te dovrebbe funzionare convertendo il campo magnetico che il movimento del chiodo induce nella corrente per alimentare la luce. Il campo magnetico dovrebbe indurre una tensione negli avvolgimenti dei fili. Puoi creare un diverso tipo di generatore di dinamo fatto in casa usando altri metodi come la variazione del numero di avvolgimenti della bobina, utilizzando diverse dimensioni della bobina e utilizzando diverse bobine magnetiche materiali.

Le lampadine a voltaggio più elevato possono funzionare in modo più efficace in quanto possono accendersi con quantità minori di corrente. Le luci a LED possono funzionare ancora meglio perché possono anche accendersi con piccole quantità di corrente. Generatori più potenti possono essere utilizzati per alimentare interi circuiti di lampadine.

Questo generatore fai-da-te è un esempio di generatore CA (corrente alternata). La corrente alle estremità dei due fili che si collegano alla lampadina si alterna tra le direzioni avanti e indietro ogni volta che si gira il magnete. Ad ogni rotazione del magnete, la corrente subisce un semiciclo in avanti e un semiciclo inverso, e la corrente si alterna tra loro usando una forma d'onda sinusoidale. La corrente alternata si trova nella maggior parte degli elettrodomestici.

Questo tipo di dinamo per hobby mostra come i generatori magnetici convertono l'energia meccanica in energia elettromagnetica. Quando usi ungalvanometro, uno strumento per misurare la corrente elettrica, per misurare la quantità di corrente che passa attraverso un generatore o un filo, puoi vedere l'ago dello strumento deviato. Puoi misurare questo cambiamento nel campo magnetico dalla dinamo per testare quanto è forte. Scienziati e ingegneri continuano a studiare il potenziale dei motori magnetici per migliorare l'efficienza del motore.

Negli ambienti industriali, i generatori elettrici commerciali avvolgono strettamente bobine di filo attorno a disposizioni circolari di magneti. Il campo magnetico della bobina induce una forza elettromagnetica nei magneti. Le centrali idroelettriche convertono l'energia meccanica attraverso una turbina idraulica grazie alla forza dell'acqua che cade. Questa conversione del generatore di energia meccanica in energia elettrica contrasta con quella dei motori, che convertono l'energia elettrica in energia meccanica.

Puoi calcolare ilforza elettromotiva (emf​)prodotto dal numero di bobine nel tuo generatore usando l'equazioneV = NBAω peccato ωtper tensione femV, numero di bobineno, campo magneticoB, area su cui sono disposte le bobineUN, frequenza angolareω("omega") e nel tempot. La frequenza angolare misura la frequenza, il numero di onde di elettricità che passano su un singolo punto in un secondo, moltiplicato per 2π.

Puoi trattare una dinamo magnetica come se fosse un generatore elettrico perché elettricità e magnetismo sono entrambi parte della stessa forza. I cambiamenti in un campo elettrico creano un campo magnetico mentre i cambiamenti in un campo magnetico creano un campo elettrico. Mentre questo generatore fai da te mostra come un campo magnetico può creare una corrente elettrica, altro le osservazioni possono mostrarti come l'elettricità può causare fenomeni magnetici come parte dello stesso forza elettromagnetica.

Se posizionassi una bussola magnetica vicino a un filo in un circuito elettrico, noteresti la deflessione dell'ago della bussola. Ciò accade perché la corrente attraverso i fili nel circuito crea campi magnetici che fanno cambiare direzione all'ago della bussola. Le bussole sono costruite per rispondere ai cambiamenti nel campo magnetico terrestre, quindi anche la presenza di un campo magnetico esterno causerebbe questa deflessione.

Questa fondamentale connessione tra elettricità e magnetismo significa anche che puoi creare il tuo generatore elettrico allo stesso modo di quello magnetico. La rotazione di un oggetto magnetico attorno a una bobina di fili genererebbe un campo elettrico oltre a uno magnetico. Altre idee creative possono richiedere l'utilizzo di fonti di energia meccanica più potenti come macchine per biciclette o mulini a vento per generare elettricità allo stesso modo.