Ako vytvoriť magnetové dynamo

Rovnakým spôsobom vyrábajú elektrické generátory elektrinu chemickými reakciami, hydrostatickými silami, vetrom a iné formy energie na napájanie miest, magnetické generátory môžu vytvárať a dodávať magnetické sily elektrina. Môžete si dokonca vytvoriť magnetický generátor alebo magnetické dynamo so spotrebným materiálom, ktorý si môžete kúpiť v obchode alebo ležať okolo domu.

Generátor DIY alebo dynamo si môžete vyrobiť pomocou niekoľkých jednoduchých predmetov, ktoré môžete ležať po celom dome. Na výrobu jedného budete potrebovať hrubý polohustý kartón, štyri malé keramické magnety, tavnú pištoľ, asi 200 stôp magnetického drôtu, malú žiarovku a veľký klinec. Generátor pracuje najlepšie s týmito materiálmi, takže sa snažte ich nenahrádzať. Tento domáci generátor dynama by mal byť dostatočne silný na to, aby rozsvietil niekoľko malých žiaroviek.

Prvá vec, ktorú budete potrebovať, je kartónový rám v tvare obdĺžnikového hranola bez horných alebo spodných plôch. Dobrou veľkosťou je vytvoriť horné a spodné prázdne miesto asi 8 cm x 3 cm tak, aby tváre smerovali doľava a doprava 8 cm x 8 cm a tváre smerovali dopredu a dozadu 8 cm x 3 cm. Iné veľkosti môžu byť prospešnejšie v závislosti od veľkosti magnetov, ktoré použijete.

Namiesto vystrihnutia líc lepenky a následného prelepenia ich lepiacou páskou môže byť efektívnejšie vystrihnúť dlhý pás lepenka so šírkou rámu a dĺžkou ako súčet dĺžok v jednom smere tak, aby ste ich mohli zložiť do tvaru rám. To znamená skrátiť dĺžku

so šírkou 8 cm, zložením a zaistením lepiacou páskou. Uistite sa, že sa rám príliš nekýve a neohýba.

S najväčšou tvárou rámu otočenou k vám vytvorte v jej strede malý otvor a v strede protiľahlej strany malý otvor. Toto je otvor, cez ktorý umiestnite necht, ktorý dokáže detekovať magnetický prúd. Skontrolujte, či je otvor dostatočne malý na zaistenie nechtu, ale dostatočne veľký, aby sa mohol necht voľne otáčať v reakcii na magnetické pole. Skontrolujte, či to dokážete sami roztočiť bez poškodenia rámu.

Odstráňte klinec z rámu a koniec drôtu prilepte ku krabici. Začnite ovíjať drôt okolo krabice. Budete potrebovať stovky cievok okolo rámu, aby ste vytvorili významné magnetické pole, ktoré môžete merať. Môžete zvážiť umiestnenie magnetov do rámu pri jeho zabalení, aby bol rám dostatočne pevný a bezpečný na to, aby odolal sile navíjania drôtu okolo neho.

Vložte klinec späť do dvoch otvorov a pripevnite dva magnety vo vnútri rámu na obe strany nechtu. Pomocou horúceho lepidla sa uistite, že zostávajú na rozdiel od pásky alebo iného materiálu, ktorý nemusí viesť elektrický prúd. Pripojte konce drôtu k dvom koncom žiarovky a roztiahnite necht, aby ste zistili, či sa rozsvieti. Ak môžete, skúste točiť magnetickým nechtom tak, aby ste ho čo najrýchlejšie natočili.

Tento hobby dynamo alebo DIY generátor by mal fungovať tak, že prevádza magnetické pole, ktoré indukuje pohyb nechtu v prúde, na napájanie svetla. Magnetické pole by malo indukovať napätie vo vinutí vodičov. Môžete vytvoriť iný druh domáceho generátora dynama pomocou iných metód, ako je napríklad zmena počet vinutí cievky, pri použití rôznych veľkostí cievky a pri použití rôznych magnetických cievok materiálov.

Žiarovky vyššieho napätia môžu pracovať efektívnejšie, pretože môžu svietiť menším množstvom prúdu. LED svetlá môžu fungovať ešte lepšie, pretože sa môžu rozsvietiť aj pri malom množstve prúdu. Výkonnejšie generátory sa dajú použiť na napájanie celých obvodov žiaroviek.

Tento DIY generátor je príkladom generátora na striedavý prúd (striedavý prúd). Prúd na koncoch dvoch vodičov, ktoré sa pripájajú k žiarovke, sa strieda medzi smerom vpred a vzad pri každom otočení magnetu. Pri každej rotácii magnetu prechádza prúd pol cyklom dopredu a opačne a prúd sa medzi nimi strieda pomocou tvaru sínusovej vlny. Striedavý prúd sa nachádza vo väčšine domácich spotrebičov.

Tento typ hobby dynama ukazuje, ako magnetické generátory premieňajú mechanickú energiu na elektromagnetickú. Keď použijete agalvanometer, prístroj na meranie elektrického prúdu, na meranie množstva prúdu prechádzajúceho generátorom alebo vodičom, môžete vidieť vychýlenú ihlu prístroja. Túto zmenu magnetického poľa môžete zmerať z dynama a vyskúšať, aká je silná. Vedci a inžinieri pokračujú v štúdiu potenciálu magnetických motorov na zlepšenie účinnosti motora.

V priemyselných podmienkach komerčné elektrické generátory pevne vinú cievky drôtu okolo kruhových usporiadaní magnetov. Magnetické pole cievky indukuje v magnetoch elektromagnetickú silu. Vodné elektrárne premieňajú mechanickú energiu cez vodnú turbínu silou padajúcej vody. Táto generátorová premena mechanickej na elektrickú energiu kontrastuje s konverziou motorov, ktoré premieňajú elektrickú energiu na mechanickú.

Môžete vypočítaťelektromotorická sila (emf​)vyprodukovaný počtom závitov vo vašom generátore pomocou rovniceV = NBAω sin ωtpre emf napätieV., počet cievokN, magnetické poleB, plocha, nad ktorou sú usporiadané cievkyA, uhlová frekvenciaω(„omega“) a časomt. Uhlová frekvencia meria frekvenciu, počet vĺn elektriny, ktoré prechádzajú cez jediné miesto za sekundu, vynásobená 2π.

S magnetovým dynamom môžete zaobchádzať, akoby to bol elektrický generátor, pretože elektrina aj magnetizmus sú súčasťou rovnakej sily. Zmeny v elektrickom poli vytvárajú magnetické pole, zatiaľ čo zmeny v magnetickom poli vytvárajú elektrické pole. Zatiaľ čo tento DIY generátor ukazuje, ako môže magnetické pole vytvárať elektrický prúd, iné pozorovania vám môžu ukázať, ako môže elektrina spôsobiť magnetické javy ako súčasť toho istého elektromagnetická sila.

Ak by ste umiestnili magnetický kompas v blízkosti drôtu v elektrickom obvode, všimli by ste si vychýlenie ihly kompasu. Stáva sa to preto, lebo prúd vedený vodičmi v obvode vytvára magnetické polia, ktoré spôsobujú zmenu smeru ihly kompasu. Kompasy sú stavané tak, aby reagovali na zmeny v magnetickom poli Zeme, takže prítomnosť tohto vychýlenia by spôsobovala aj prítomnosť vonkajšieho magnetického poľa.

Toto základné spojenie medzi elektrinou a magnetizmom tiež znamená, že si môžete vytvoriť svoj vlastný elektrický generátor rovnakým spôsobom ako magnetický. Točením magnetického objektu okolo cievky drôtov by sa generovalo elektrické aj magnetické pole. Rovnakým spôsobom môžu byť pri výrobe kreatívnych nápadov využité aj silnejšie zdroje mechanickej energie, ako sú napríklad cyklistické stroje alebo veterné mlyny.