Como criar um dínamo magnético

Da mesma forma que os geradores elétricos criam eletricidade por meio de reações químicas, forças hidrostáticas, vento e outras formas de energia para alimentar cidades, geradores magnéticos podem criar forças magnéticas, bem como fornecer eletricidade. Você pode até criar um gerador magnético ou um dínamo magnético com suprimentos que você pode comprar na loja ou ter em casa.

Você pode fazer um gerador DIY, ou dínamo, por meio de alguns itens simples que você pode ter em sua casa. Para fazer um, você precisará de papelão grosso semi-grosso, quatro pequenos ímãs de cerâmica, uma pistola de cola quente, cerca de 60 metros de fio magnético, uma pequena lâmpada e um prego grande. O gerador funciona melhor com esses materiais, portanto, tente não substituí-los. Este gerador de dínamo caseiro deve ser forte o suficiente para acender algumas lâmpadas pequenas.

A primeira coisa de que você precisa é uma moldura de papelão no formato de um prisma retangular sem faces superior ou inferior. Um bom tamanho é fazer os espaços vazios superior e inferior de cerca de 8 cm x 3 cm com as faces voltadas para a esquerda e direita 8 cm x 8 cm e as faces voltadas para a frente e para trás 8 cm x 3 cm. Outros tamanhos podem ser mais benéficos, dependendo do tamanho dos ímãs que você usará.

Em vez de cortar as faces do papelão e depois colá-las, pode ser mais eficaz cortar uma longa tira de papelão com a largura da moldura e o comprimento como a soma dos comprimentos em uma direção, de modo que você pode dobrá-lo no formato de a moldura. Isso significa cortar um comprimento de

com uma largura de 8 cm, dobrando-o e prendendo-o com fita adesiva. Certifique-se de que a estrutura não balance ou dobre muito.

Com a face maior da moldura voltada para você, crie um pequeno orifício no meio dela e um pequeno orifício no meio da face oposta a ele. Este é o orifício pelo qual você colocará o prego e que poderá detectar a corrente magnética. Certifique-se de que o orifício seja pequeno o suficiente para prender o prego, mas grande o suficiente para que o prego possa girar livremente em resposta ao campo magnético. Veja se você pode girar sozinho sem danificar a estrutura.

Remova o prego da moldura e prenda a ponta do fio na caixa. Comece enrolando o fio em volta da caixa. Você precisará de centenas de bobinas ao redor da estrutura para criar um campo magnético significativo que possa ser medido. Você pode considerar colocar os ímãs na moldura ao envolvê-la para torná-la forte e segura o suficiente para suportar a força do enrolamento do fio em torno dela.

Coloque o prego de volta nos dois orifícios e prenda dois ímãs dentro da moldura em ambos os lados do prego. Use cola quente para garantir que eles fiquem em oposição a fita ou outro material que não conduza corrente elétrica. Conecte as pontas do fio às duas pontas da lâmpada e gire a unha para ver se ela acende. Se puder, tente girar o prego magnético para girá-lo o mais rápido possível.

Este dínamo de passatempo ou gerador DIY deve funcionar convertendo o campo magnético que o movimento do prego induz na corrente para alimentar a luz. O campo magnético deve induzir uma tensão nos enrolamentos dos fios. Você pode criar um tipo diferente de gerador de dínamo caseiro usando outros métodos, como variar o número de enrolamentos da bobina, usando diferentes tamanhos da bobina e usando diferentes bobinas magnéticas materiais.

Lâmpadas de alta voltagem podem funcionar de forma mais eficaz, pois podem acender com menores quantidades de corrente. As luzes LED podem funcionar ainda melhor porque também podem acender com pequenas quantidades de corrente. Geradores mais potentes podem ser usados ​​para alimentar circuitos inteiros de lâmpadas.

Este gerador DIY é um exemplo de gerador AC (corrente alternada). A corrente nas pontas dos dois fios que se conectam à lâmpada alterna entre as direções direta e reversa toda vez que você gira o ímã. A cada rotação do ímã, a corrente passa por um meio ciclo para frente e meio ciclo reverso, e a corrente alterna entre eles usando uma forma de onda senoidal. A corrente AC é encontrada na maioria dos eletrodomésticos.

Este tipo de dínamo de passatempo mostra como os geradores magnéticos convertem energia mecânica em energia eletromagnética. Quando você usa umgalvanômetro, um instrumento para medir corrente elétrica, para medir a quantidade de corrente que passa por um gerador ou fio, você pode ver a agulha do instrumento desviada. Você pode medir essa mudança no campo magnético do dínamo para testar sua força. Cientistas e engenheiros continuam a estudar o potencial dos motores magnéticos para melhorar a eficiência do motor.

Em ambientes industriais, geradores elétricos comerciais envolvem bobinas de fio firmemente em torno de arranjos circulares de ímãs. O campo magnético da bobina induz uma força eletromagnética nos ímãs. As usinas hidrelétricas convertem energia mecânica por meio de uma turbina hidráulica pela força da queda d'água. Esta conversão do gerador de energia mecânica em elétrica contrasta com a dos motores, que convertem energia elétrica em energia mecânica.

Você pode calcular oforça eletromotriz (fem​)produzido pelo número de bobinas em seu gerador usando a equaçãoV = NBAω sen ωtpara tensão femV, número de bobinasN, campo magnéticoB, área sobre a qual as bobinas estão dispostasUMA, frequência angularω("ômega") e ao longo do tempot. A frequência angular mede a frequência, o número de ondas de eletricidade que passam por um único local em um segundo, multiplicado por 2π.

Você pode tratar um dínamo magnético como se fosse um gerador elétrico porque eletricidade e magnetismo fazem parte da mesma força. Mudanças em um campo elétrico criam um campo magnético, enquanto mudanças em um campo magnético criam um campo elétrico. Enquanto este gerador DIY mostra como um campo magnético pode criar uma corrente elétrica, outro observações podem mostrar como a eletricidade pode causar fenômenos magnéticos como parte do mesmo força eletromagnética.

Se você colocasse uma bússola magnética perto de um fio em um circuito elétrico, notaria o desvio da agulha da bússola. Isso acontece porque a corrente através dos fios do circuito cria campos magnéticos que fazem com que a agulha da bússola mude de direção. As bússolas são construídas para responder às mudanças no campo magnético da Terra, então a presença de um campo magnético externo também causaria essa deflexão.

Essa conexão fundamental entre eletricidade e magnetismo também significa que você pode criar seu próprio gerador elétrico da mesma forma que o magnético. Girar um objeto magnético em torno de uma bobina de fios geraria um campo elétrico e também magnético. Outras idéias criativas podem exigir o uso de fontes mais poderosas de energia mecânica, como máquinas de bicicletas ou moinhos de vento para gerar eletricidade da mesma maneira.