Как создать магнитное динамо

Точно так же электрические генераторы вырабатывают электричество посредством химических реакций, гидростатических сил, ветра и другие формы энергии для энергоснабжения городов, магнитные генераторы могут создавать магнитные силы, а также обеспечивать электричество. Вы даже можете создать магнитный генератор или магнитное динамо из материалов, которые вы можете купить в магазине или, возможно, валять у себя дома.

Вы можете сделать генератор или динамо-машину своими руками из простых предметов, которые могут валяться у вас дома. Для его изготовления вам понадобится толстый полутолстый картон, четыре небольших керамических магнита, пистолет для горячего клея, около 200 футов магнитной проволоки, небольшая лампочка и большой гвоздь. Генератор лучше всего работает с этими материалами, поэтому старайтесь не заменять их. Этот самодельный динамо-генератор должен быть достаточно мощным, чтобы зажечь несколько маленьких лампочек.

Первое, что вам понадобится, это картонная рамка в виде прямоугольной призмы без верхней и нижней граней. Хороший размер - сделать верхнее и нижнее пустое пространство примерно 8 см x 3 см, при этом лица, обращенные влево и вправо, 8 см x 8 см, а лица, обращенные вперед и назад, 8 см x 3 см. Другие размеры могут быть более выгодными в зависимости от размера используемых вами магнитов.

Вместо того, чтобы вырезать грани картона, а затем склеивать их вместе, может быть более эффективным вырезать длинную полоску картона. картон с шириной рамки и длиной как сумму длин в одном направлении, чтобы вы могли сложить его до формы рамка. Это означает сокращение длины

шириной 8 см, сложив и закрепив скотчем. Убедитесь, что рама не качается и не изгибается слишком сильно.

Повернув большую грань рамки к себе, сделайте небольшое отверстие посередине и небольшое отверстие посередине лица напротив него. Это отверстие, через которое вы вставите гвоздь, чтобы обнаружить магнитный ток. Убедитесь, что отверстие достаточно маленькое, чтобы закрепить ноготь, но достаточно большое, чтобы гвоздь мог свободно вращаться в ответ на магнитное поле. Посмотрите, сможете ли вы крутить его самостоятельно, не повредив раму.

Удалите гвоздь из рамки и приклейте конец проволоки к коробке. Начните наматывать проволоку на коробку. Вам понадобятся сотни катушек вокруг рамы, чтобы создать значительное магнитное поле, которое вы сможете измерить. Вы можете рассмотреть возможность размещения магнитов в раме, когда вы ее оборачиваете, чтобы сделать раму достаточно прочной и надежной, чтобы выдержать силу наматывания на нее проволоки.

Вставьте гвоздь обратно в два отверстия и прикрепите два магнита внутри рамки к обеим сторонам гвоздя. Используйте горячий клей, чтобы убедиться, что они остаются в отличие от ленты или другого материала, который может не проводить электрический ток. Соедините концы проволоки с двумя концами лампочки и покрутите ноготь, чтобы посмотреть, загорится ли он. Если можете, попробуйте крутить магнитный гвоздь, чтобы вращать его как можно быстрее.

Это хобби-динамо-машина или генератор «сделай сам» должны работать, преобразовывая магнитное поле, создаваемое движением гвоздя, в ток, чтобы питать свет. Магнитное поле должно индуцировать напряжение в обмотках проводов. Вы можете создать самодельный динамо-генератор другого типа, используя другие методы, например, варьируя количество витков катушки при использовании катушки разного размера и разной магнитной катушки материалы.

Лампочки с более высоким напряжением могут работать более эффективно, поскольку они могут загораться при меньшем токе. Светодиодные фонари могут работать даже лучше, потому что они также могут загораться при небольшом токе. Для питания целых цепей лампочек можно использовать более мощные генераторы.

Этот генератор, сделанный своими руками, является примером генератора переменного тока. Ток на концах двух проводов, которые подключаются к лампочке, чередуется между прямым и обратным направлениями каждый раз, когда вы вращаете магнит. При каждом повороте магнита ток проходит прямой полупериод и обратный полупериод, и ток чередуется между ними, используя форму синусоидальной волны. Переменный ток присутствует в большинстве бытовых приборов.

Этот тип хобби-динамо показывает, как магнитные генераторы преобразуют механическую энергию в электромагнитную. Когда вы используетегальванометр, инструмент для измерения электрического тока, чтобы измерить количество тока, проходящего через генератор или провод, вы можете увидеть отклоненную стрелку инструмента. Вы можете измерить это изменение магнитного поля на динамо-машине, чтобы проверить, насколько оно сильное. Ученые и инженеры продолжают изучать потенциал магнитных двигателей для повышения эффективности двигателей.

В промышленных условиях коммерческие электрические генераторы плотно наматывают катушки проволоки вокруг кольцевых магнитов. Магнитное поле катушки индуцирует электромагнитную силу в магнитах. Гидроэлектростанции преобразуют механическую энергию через водяную турбину за счет силы падающей воды. Это преобразование механической энергии генераторами в электрическую отличается от двигателей, которые преобразуют электрическую энергию в механическую.

Вы можете рассчитатьэлектродвижущая сила (ЭДС​)производится количеством катушек в вашем генераторе, используя уравнениеV = NBAω sin ωtдля напряжения ЭДСV, количество витковN, магнитное полеB, площадь, на которой расположены катушкиА, угловая частотаω(«омега») и со временемт. Угловая частота измеряет частоту, количество электрических волн, которые проходят через одно место за секунду, умноженное на 2π.

Вы можете относиться к магнитному динамо как к электрическому генератору, потому что электричество и магнетизм являются частью одной и той же силы. Изменения электрического поля создают магнитное поле, а изменения магнитного поля создают электрическое поле. В то время как этот генератор своими руками показывает, как магнитное поле может создавать электрический ток, другие наблюдения могут показать вам, как электричество может вызывать магнитные явления как часть того же электромагнитная сила.

Если вы поместите магнитный компас рядом с проводом в электрической цепи, вы заметите отклонение стрелки компаса. Это происходит потому, что ток через провода в цепи создает магнитные поля, которые заставляют стрелку компаса менять направление. Компасы созданы, чтобы реагировать на изменения магнитного поля Земли, поэтому присутствие внешнего магнитного поля также может вызвать это отклонение.

Эта фундаментальная связь между электричеством и магнетизмом также означает, что вы можете создать свой собственный электрический генератор так же, как и магнитный. Вращение магнитного объекта вокруг катушки проводов генерирует как электрическое, так и магнитное поле. Другие творческие идеи могут потребовать использования более мощных источников механической энергии, таких как велосипедные машины или ветряные мельницы, для получения электричества таким же образом.