Hoe maak je een magneetdynamo

Op dezelfde manier als elektrische generatoren elektriciteit opwekken door chemische reacties, hydrostatische krachten, wind en andere vormen van energie om steden van stroom te voorzien, magnetische generatoren kunnen zowel magnetische krachten creëren als energie leveren elektriciteit. Je kunt zelfs een magnetische generator of een magnetische dynamo maken met benodigdheden die je in de winkel kunt kopen of in huis hebt liggen.

Je kunt een doe-het-zelf-generator of dynamo maken met behulp van enkele eenvoudige items die je misschien in huis hebt liggen. Om er een te maken, heb je dik halfdik karton, vier kleine keramische magneten, een heet lijmpistool, ongeveer 60 meter magnetische draad, een kleine gloeilamp en een grote spijker nodig. De generator werkt het beste met deze materialen, dus probeer ze niet te vervangen. Deze zelfgemaakte dynamogenerator moet sterk genoeg zijn om een ​​paar kleine lampjes te laten branden.

Het eerste dat je nodig hebt, is een kartonnen frame in de vorm van een rechthoekig prisma zonder boven- of ondervlakken. Een goede maat is om de bovenste en onderste lege ruimtes ongeveer 8 cm x 3 cm te maken met de gezichten naar links en rechts 8 cm x 8 cm en de gezichten naar voren en naar achteren 8 cm x 3 cm. Andere maten kunnen voordeliger zijn, afhankelijk van de grootte van de magneten die u gaat gebruiken.

In plaats van de vlakken van het karton uit te snijden en ze vervolgens aan elkaar te plakken, kan het effectiever zijn om een ​​lange strook karton met de breedte van het frame en de lengte als de som van de lengtes in één richting zodat je het kunt vouwen in de vorm van de lijst. Dit betekent het uitsnijden van een lengte van

met een breedte van 8 cm, opvouwen en stevig vastplakken. Zorg ervoor dat het frame niet te veel wiebelt of buigt.

Maak met het grootste gezicht van het frame naar u toe een klein gaatje in het midden en een klein gaatje in het midden van het gezicht er tegenover. Dit is het gat waar je de spijker doorheen gaat die de magnetische stroom kan detecteren. Zorg ervoor dat het gat klein genoeg is om de nagel vast te zetten, maar groot genoeg zodat de nagel vrij kan draaien als reactie op het magnetische veld. Kijk of je het zelf kunt draaien zonder het frame te beschadigen.

Verwijder de spijker uit het frame en plak het uiteinde van de draad op de doos. Begin met het wikkelen van de draad om de doos. Je hebt honderden spoelen rond het frame nodig om een ​​significant magnetisch veld te creëren dat je kunt meten. U kunt overwegen de magneten in het frame te plaatsen terwijl u het wikkelt om het frame sterk en stevig genoeg te maken om de kracht van het wikkelen van de draad eromheen te weerstaan.

Plaats de nagel terug in de twee gaten en bevestig twee magneten in het frame aan beide zijden van de nagel. Gebruik hete lijm om ervoor te zorgen dat ze blijven zitten, in tegenstelling tot tape of ander materiaal dat mogelijk geen elektrische stroom geleidt. Verbind de uiteinden van de draad met de twee uiteinden van de gloeilamp en draai je nagel om te zien of deze oplicht. Als je kunt, probeer dan de magnetische nagel te draaien om hem zo snel mogelijk te draaien.

Deze hobbydynamo of doe-het-zelfgenerator zou moeten werken door het magnetische veld dat de beweging van de spijker in de stroom induceert om te zetten om het licht van stroom te voorzien. Het magnetische veld zou een spanning in de wikkelingen van de draden moeten induceren. U kunt een ander soort zelfgemaakte dynamogenerator maken met behulp van andere methoden, zoals het variëren van de aantal windingen van de spoel, met verschillende afmetingen van de spoel en met verschillende magnetische spoel materialen.

Gloeilampen met een hogere spanning werken mogelijk effectiever omdat ze kunnen oplichten met kleinere hoeveelheden stroom. LED-lampen werken mogelijk nog beter omdat ze ook met kleine hoeveelheden stroom kunnen oplichten. Krachtigere generatoren kunnen worden gebruikt om hele circuits van gloeilampen van stroom te voorzien.

Deze doe-het-zelf generator is een voorbeeld van een AC (wisselstroom) generator. De stroom aan de uiteinden van de twee draden die in de gloeilamp worden gestoken, wisselt tussen de voorwaartse en achterwaartse richtingen elke keer dat u de magneet draait. Bij elke rotatie van de magneet ondergaat de stroom een ​​voorwaartse halve cyclus en een omgekeerde halve cyclus, en de stroom wisselt daartussen af ​​met behulp van een sinusgolfvorm. Wisselstroom is te vinden in de meeste huishoudelijke apparaten.

Dit type hobbydynamo laat zien hoe magnetische generatoren mechanische energie omzetten in elektromagnetische energie. Wanneer u eengalvanometer, een instrument om elektrische stroom te meten, om de hoeveelheid stroom te meten die door een generator of draad gaat, je kunt zien dat de naald van het instrument wordt afgebogen. U kunt deze verandering in magnetisch veld van de dynamo meten om te testen hoe sterk het is. Wetenschappers en ingenieurs blijven het potentieel van magnetische motoren bestuderen om de motorefficiëntie te verbeteren.

In industriële omgevingen wikkelen commerciële elektrische generatoren draadspoelen strak rond cirkelvormige opstellingen van magneten. Het magnetische veld van de spoel induceert een elektromagnetische kracht in de magneten. Waterkrachtcentrales zetten mechanische energie om via een waterturbine door de kracht van vallend water. Deze generatorconversie van mechanische naar elektrische energie staat in contrast met die van motoren, die elektrische energie omzetten in mechanische energie.

U kunt de berekenenelektromotorische kracht (emf​)geproduceerd door het aantal spoelen in uw generator met behulp van de vergelijkingV = NBAω sin ωtvoor emf-spanning:V, aantal spoelennee, magnetisch veldB, gebied waarover de spoelen zijn aangebrachtEEN, hoekfrequentieω("omega") en na verloop van tijdt. De hoekfrequentie meet de frequentie, het aantal elektriciteitsgolven dat in een seconde over een enkele locatie gaat, vermenigvuldigd met 2π.

Je kunt een magneetdynamo behandelen alsof het een elektrische generator is, omdat elektriciteit en magnetisme beide deel uitmaken van dezelfde kracht. Veranderingen in een elektrisch veld creëren een magnetisch veld, terwijl veranderingen in een magnetisch veld een elektrisch veld creëren. Terwijl deze DIY-generator laat zien hoe een magnetisch veld een elektrische stroom kan creëren, andere observaties kunnen je laten zien hoe elektriciteit magnetische verschijnselen kan veroorzaken als onderdeel van hetzelfde elektromagnetische kracht.

Als je een magnetisch kompas in de buurt van een draad in een elektrisch circuit zou plaatsen, zou je afbuiging van de kompasnaald opmerken. Dit gebeurt omdat de stroom door de draden in het circuit magnetische velden creëert die ervoor zorgen dat de kompasnaald van richting verandert. Kompassen zijn gebouwd om te reageren op veranderingen in het magnetisch veld van de aarde, dus de aanwezigheid van een extern magnetisch veld zou deze afbuiging ook veroorzaken.

Deze fundamentele verbinding tussen elektriciteit en magnetisme betekent ook dat je je eigen elektrische generator kunt maken op dezelfde manier als de magnetische. Het draaien van een magnetisch object rond een spoel van draden zou zowel een elektrisch als een magnetisch veld opwekken. Andere creatieve ideeën kunnen het gebruik van krachtigere bronnen van mechanische energie, zoals fietsmachines of windmolens, vereisen om op dezelfde manier elektriciteit op te wekken.