Kā izveidot magnēta dinamo

Tādā pašā veidā elektriskie ģeneratori rada elektrību, izmantojot ķīmiskas reakcijas, hidrostatiskos spēkus, vēju un citi enerģijas veidi, lai darbinātu pilsētas, magnētiskie ģeneratori var radīt magnētiskos spēkus, kā arī apgādāt elektrība. Jūs pat varat izveidot magnētisko ģeneratoru vai magnētisko dinamo ar piederumiem, kurus varat iegādāties veikalā vai, iespējams, gulēt ap māju.

Jūs varat izveidot DIY ģeneratoru vai dinamo, izmantojot dažus vienkāršus priekšmetus, kas jums var būt ap jūsu māju. Lai to izgatavotu, jums būs nepieciešams biezs pusbiezs kartons, četri mazi keramikas magnēti, karstas līmes pistole, apmēram 200 pēdu magnētiska stieple, maza spuldze un liels naglas. Ģenerators vislabāk darbojas ar šiem materiāliem, tāpēc mēģiniet tos neaizstāt. Šim pašmāju dinamo ģeneratoram jābūt pietiekami izturīgam, lai iedegtu dažas mazas spuldzes.

Pirmā lieta, kas jums būs nepieciešama, ir kartona rāmis taisnstūra prizmas formā bez augšējās vai apakšējās sejas. Labs izmērs ir padarīt augšējo un apakšējo tukšo vietu apmēram 8 cm x 3 cm ar sejām pa kreisi un pa labi 8 cm x 8 cm un sejām uz priekšu un atpakaļ 8 cm x 3 cm. Citi izmēri var būt izdevīgāki atkarībā no izmantoto magnētu lieluma.

Tā vietā, lai izgrieztu kartona sejas un pēc tam salīmētu kopā, var būt efektīvāk izgriezt garu kartons ar rāmja platumu un garumu kā garumu summu vienā virzienā, lai jūs to varētu salocīt pēc formas rāmis. Tas nozīmē izgriezt garumu

ar 8 cm platumu, saliekot to un nostiprinot ar līmlenti. Pārliecinieties, ka rāmis pārāk neslīd un nelokās.

Kad rāmja lielākā seja ir vērsta pret jums, izveidojiet nelielu caurumu tās vidū un nelielu atveri sejas vidū pretī tai. Šī ir caurums, caur kuru jūs ievietosiet naglu, kas var noteikt magnētisko strāvu. Pārliecinieties, ka caurums ir pietiekami mazs, lai nostiprinātu naglu, bet pietiekami liels, lai nags varētu brīvi griezties, reaģējot uz magnētisko lauku. Skatiet, vai varat pats to pagriezt, nesabojājot rāmi.

Noņemiet naglu no rāmja un piestipriniet stieples galu pie kastes. Sāciet vadu ap kastīti. Lai izveidotu nozīmīgu magnētisko lauku, kuru varat izmērīt, ap rāmi būs nepieciešami simtiem ruļļu. Jūs varētu apsvērt magnētu ievietošanu rāmī, to ietinot, lai rāmis būtu pietiekami stiprs un drošs, lai izturētu stieples tinuma spēku ap to.

Novietojiet naglu atpakaļ abās atverēs un nostipriniet divus magnētus rāmja iekšpusē abās naglas pusēs. Izmantojiet karstu līmi, lai pārliecinātos, ka tie paliek pretstatā lentei vai citam materiālam, kas, iespējams, nevada elektrisko strāvu. Savienojiet vadu galus ar abiem spuldzes galiem un pagrieziet naglu, lai redzētu, vai tas iedegas. Ja jūs varat, mēģiniet pagriezt magnētisko naglu, lai to pagrieztu pēc iespējas ātrāk.

Šim hobija dinamo vai DIY ģeneratoram vajadzētu darboties, pārveidojot magnētisko lauku, ko nagu kustība inducē strāvā, lai darbinātu gaismu. Magnētiskajam laukam vajadzētu izraisīt spriegumu vadu tinumos. Jūs varat izveidot cita veida pašmāju dinamo ģeneratoru, izmantojot citas metodes, piemēram, mainot spoles tinumu skaits, izmantojot dažādus spoles izmērus un izmantojot dažādas magnētiskās spoles materiāliem.

Augsta sprieguma spuldzes var darboties efektīvāk, jo tās var iedegties ar mazāku strāvas daudzumu. LED gaismas var darboties vēl labāk, jo tās var arī iedegties ar nelielu strāvas daudzumu. Jaudīgākus ģeneratorus var izmantot visu spuldžu ķēžu darbināšanai.

Šis DIY ģenerators ir maiņstrāvas (maiņstrāvas) ģeneratora piemērs. Strāva divu vadu galos, kas pieslēdzas spuldzei, katru reizi, kad pagriežat magnētu, mainās uz priekšu un atpakaļ. Ar katru magnēta pagriezienu strāva iziet uz priekšu pusi un pretēji pusi, un strāva starp tām mainās, izmantojot sinusa viļņa formu. Maiņstrāva ir atrodama lielākajā daļā sadzīves tehnikas.

Šis hobija dinamo veids parāda, kā magnētiskie ģeneratori pārveido mehānisko enerģiju elektromagnētiskajā enerģijā. Kad izmantojat agalvanometrs, instrumentu elektriskās strāvas mērīšanai, strāvas daudzuma mērīšanai caur ģeneratoru vai vadu, var redzēt, ka instrumenta adata ir novirzīta. Jūs varat izmērīt šīs dinamiskā lauka izmaiņas no dinamo, lai pārbaudītu, cik tā ir spēcīga. Zinātnieki un inženieri turpina pētīt magnētisko motoru iespējas uzlabot motora efektivitāti.

Rūpnieciskos apstākļos komerciālie elektriskie ģeneratori stiepļu ruļļus cieši aptin ap magnētu apļveida izkārtojumiem. Spoles magnētiskais lauks inducē elektromagnētisko spēku magnētos. Hidroelektrostacijas ar krītošā ūdens spēku pārveido mehānisko enerģiju caur ūdens turbīnu. Šī ģeneratora pārveidošana par mehānisko par elektrisko enerģiju ir pretrunā ar motoriem, kas pārveido elektrisko enerģiju par mehānisko enerģiju.

Jūs varat aprēķinātelektromotors (emf​)ko ražo pēc jūsu ģeneratora spoles skaita, izmantojot vienādojumuV = NBAω sin ωtpar emf spriegumuV, ruļļu skaitsN, magnētiskais lauksB, laukums, virs kura sakārtotas spolesA, leņķiskā frekvenceω("omega") un laika gaitāt. Leņķiskā frekvence mēra frekvenci, elektrības viļņu skaitu, kas sekundē šķērso vienu vietu, reizinot ar 2π.

Jūs varat izturēties pret magnētu dinamo tā, it kā tas būtu elektriskais ģenerators, jo elektrība un magnētisms ir viena un tā paša spēka daļa. Elektriskā lauka izmaiņas rada magnētisko lauku, savukārt magnētiskā lauka izmaiņas rada elektrisko lauku. Kaut arī šis DIY ģenerators parāda, kā magnētiskais lauks var radīt elektrisko strāvu, cits novērojumi var parādīt, kā elektrība var izraisīt magnētiskas parādības kā daļu no tā elektromagnētiskais spēks.

Ja jūs novietotu magnētisko kompasu pie elektriskās ķēdes stieples, jūs pamanītu kompasa adatas novirzi. Tas notiek tāpēc, ka strāva caur vadiem ķēdē rada magnētiskos laukus, kuru dēļ kompasa adata maina virzienu. Kompasi ir veidoti, lai reaģētu uz izmaiņām Zemes magnētiskajā laukā, tāpēc ārējā magnētiskā lauka klātbūtne arī izraisītu šo novirzi.

Šis fundamentālais savienojums starp elektrību un magnētismu nozīmē arī to, ka jūs varat izveidot savu elektrisko ģeneratoru tāpat kā magnētisko. Vērpjot magnētisku priekšmetu ap stiepļu spoli, tiktu ģenerēts elektriskais lauks, kā arī magnētiskais. Lai radītu elektrību tādā pašā veidā, var būt nepieciešamas arī citas radošas idejas, izmantojot jaudīgākus mehāniskās enerģijas avotus, piemēram, velosipēdu mašīnas vai vējdzirnavas.