Cum să creați o dinamă magnetică

În același mod în care generatoarele electrice creează electricitate prin reacții chimice, forțe hidrostatice, vânt și alte forme de energie pentru a alimenta orașele, generatoarele magnetice pot crea forțe magnetice, precum și furnizarea electricitate. Puteți crea chiar și un generator magnetic sau o dinamă magnetică cu consumabile pe care le puteți cumpăra din magazin sau pe care le puteți avea în jurul casei.

Puteți crea un generator de bricolaj sau o dinamă, prin intermediul unor articole simple pe care le puteți avea în jurul casei. Pentru a face unul, veți avea nevoie de carton gros și semi-gros, patru magneți ceramici mici, un pistol de adeziv fierbinte, aproximativ 200 de picioare de sârmă magnetică, un bec mic și un cui mare. Generatorul funcționează cel mai bine cu aceste materiale, așa că încercați să nu le înlocuiți. Acest generator de dinam din casă ar trebui să fie suficient de puternic pentru a aprinde câteva becuri mici.

Primul lucru de care aveți nevoie este un cadru din carton în formă de prismă dreptunghiulară fără fețe superioare sau inferioare. O dimensiune bună este să faceți spațiile goale și inferioare goale de aproximativ 8 cm x 3 cm, cu fețele orientate spre stânga și dreapta de 8 cm x 8 cm și fețele orientate înainte și înapoi de 8 cm x 3 cm. Alte dimensiuni pot fi mai benefice în funcție de mărimea magneților pe care îi veți folosi.

În loc să tăiați fețele de carton și apoi să le lipiți împreună, poate fi mai eficient să decupați o bandă lungă de carton cu lățimea cadrului și lungimea ca suma lungimilor într-o singură direcție, astfel încât să îl puteți plia în forma de rama. Aceasta înseamnă tăierea unei lungimi de

cu o lățime de 8 cm, pliant-o și fixându-l sigur. Asigurați-vă că cadrul nu se clatină sau nu se îndoaie prea mult.

Cu cea mai mare față a cadrului orientat către dvs., creați o gaură mică în mijlocul acestuia și o gaură mică în mijlocul feței opuse acestuia. Aceasta este gaura prin care veți plasa unghia, care poate detecta curentul magnetic. Asigurați-vă că gaura este suficient de mică pentru a fixa unghia, dar suficient de mare încât unghia să se poată roti liber ca răspuns la câmpul magnetic. Vedeți dacă îl puteți roti singur fără a deteriora cadrul.

Scoateți cuiul din cadru și lipiți capătul firului de cutie. Începeți să înfășurați firul în jurul cutiei. Veți avea nevoie de sute de bobine în jurul cadrului pentru a crea un câmp magnetic semnificativ pe care îl puteți măsura. S-ar putea să vă gândiți să plasați magneții în cadru în timp ce îl înfășurați pentru a face cadrul să fie suficient de puternic și sigur pentru a rezista la forța înfășurării firului din jurul acestuia.

Așezați cuiul înapoi în cele două găuri și fixați doi magneți în interiorul cadrului de ambele părți ale cuiului. Folosiți adeziv fierbinte pentru a vă asigura că rămân opuse benzii sau altui material care poate să nu conducă un curent electric. Conectați capetele firului la cele două capete ale becului și rotiți unghia pentru a vedea dacă se aprinde. Dacă puteți, încercați să rotiți unghia magnetică pentru a o roti cât mai repede posibil.

Acest generator de hobby dinamo sau DIY ar trebui să funcționeze prin conversia câmpului magnetic pe care mișcarea unghiei îl induce în curent pentru a alimenta lumina. Câmpul magnetic ar trebui să inducă o tensiune în înfășurările firelor. Puteți crea un alt tip de generator de dinam din casă folosind alte metode, cum ar fi modificarea numărul de înfășurări ale bobinei, folosind diferite dimensiuni ale bobinei și folosind bobine magnetice diferite materiale.

Becurile cu tensiune mai mare pot funcționa mai eficient, deoarece se pot aprinde cu cantități mai mici de curent. Luminile LED pot funcționa și mai bine, deoarece se pot aprinde și cu cantități mici de curent. Generatoare mai puternice pot fi utilizate pentru a alimenta circuite întregi de becuri.

Acest generator DIY este un exemplu de generator de curent alternativ. Curentul de la capetele celor două fire care se conectează la bec alternează între direcțiile înainte și invers de fiecare dată când rotiți magnetul. Cu fiecare rotație a magnetului, curentul suferă o jumătate de ciclu înainte și o jumătate de ciclu invers, iar curentul alternează între ele folosind o formă de undă sinusoidală. Curentul alternativ se găsește în majoritatea aparatelor de uz casnic.

Acest tip de dinamă hobby arată cum generatoarele magnetice transformă energia mecanică în energie electromagnetică. Când utilizați ungalvanometru, un instrument pentru măsurarea curentului electric, pentru măsurarea cantității de curent care trece printr-un generator sau o sârmă, puteți vedea acul instrumentului deviat. Puteți măsura această schimbare a câmpului magnetic din dinam pentru a testa cât de puternică este. Oamenii de știință și inginerii continuă să studieze potențialul motoarelor magnetice pentru a îmbunătăți eficiența motorului.

În condiții industriale, generatoarele electrice comerciale înfășoară strâns bobine de sârmă în jurul aranjamentelor circulare ale magneților. Câmpul magnetic al bobinei induce o forță electromagnetică în magneți. Centralele hidroelectrice convertesc energia mecanică printr-o turbină cu apă prin forța apei care cade. Această conversie a generatorului de energie mecanică în energie electrică contrastează cu cea a motoarelor, care convertesc energia electrică în energie mecanică.

Puteți calculaforta electromotoare (emf​)produs de numărul de bobine din generator folosind ecuațiaV = NBAω sin ωtpentru tensiunea EMFV, numărul de bobineN, camp magneticB, zona peste care sunt aranjate bobineleA, frecvența unghiularăω(„omega”) și în timpt. Frecvența unghiulară măsoară frecvența, numărul undelor de electricitate care trec peste o singură locație într-o secundă, înmulțit cu 2π.

Puteți trata un magnet dinamic ca și cum ar fi un generator electric, deoarece electricitatea și magnetismul fac parte din aceeași forță. Schimbările într-un câmp electric creează un câmp magnetic în timp ce schimbările într-un câmp magnetic creează un câmp electric. În timp ce acest generator DIY arată cum un câmp magnetic poate crea un curent electric, altul observațiile vă pot arăta cum electricitatea poate provoca fenomene magnetice ca parte a aceluiași lucru forța electromagnetică.

Dacă așezați o busolă magnetică lângă un fir într-un circuit electric, ați observa devierea acului busolei. Acest lucru se întâmplă deoarece curentul prin firele din circuit creează câmpuri magnetice care determină schimbarea direcției acului busolei. Busolele sunt construite pentru a răspunde la schimbările din câmpul magnetic al Pământului, astfel încât prezența unui câmp magnetic extern ar provoca, de asemenea, această deviere.

Această conexiune fundamentală între electricitate și magnetism înseamnă, de asemenea, că vă puteți crea propriul generator electric în același mod ca și cel magnetic. Învârtirea unui obiect magnetic în jurul unei bobine de fire ar genera un câmp electric, precum și unul magnetic. Alte idei creative ar putea fi folosirea surselor mai puternice de energie mecanică, cum ar fi mașinile pentru biciclete sau morile de vânt, pentru a genera electricitate în același mod.