Enako kot električni generatorji ustvarjajo elektriko s kemičnimi reakcijami, hidrostatičnimi silami, vetrom in druge oblike energije za napajanje mest lahko magnetni generatorji ustvarjajo magnetne sile, pa tudi oskrbo elektrika. Lahko celo ustvarite magnetni generator ali magnetni dinamo z zalogami, ki jih lahko kupite v trgovini ali pa ležite okoli vaše hiše.
Domača nastavitev okvirja dinamskega generatorja
Generator DIY ali dinamo lahko naredite skozi nekaj preprostih predmetov, ki jih morda imate okoli hiše. Če ga želite izdelati, boste potrebovali debel poldebel karton, štiri majhne keramične magnete, pištolo za vroče lepilo, približno 200 čevljev magnetne žice, majhno žarnico in velik žebelj. Generator najbolje deluje s temi materiali, zato jih ne nadomestite. Ta doma narejeni dinamo generator mora biti dovolj močan, da prižge nekaj majhnih žarnic.
Prva stvar, ki jo boste potrebovali, je kartonski okvir v obliki pravokotne prizme brez zgornje ali spodnje ploskve. Dobra velikost je, da zgornji in spodnji prazni prostor naredite približno 8 cm x 3 cm, obrazi obrnjeni levo in desno 8 cm x 8 cm, obrazi naprej in nazaj 8 cm x 3 cm Druge velikosti so lahko bolj koristne, odvisno od velikosti magnetov, ki jih boste uporabili.
Namesto da bi izrezali obraze kartona in jih nato lepili skupaj, je lahko učinkovitejše, da izrežemo dolg trak karton s širino okvirja in dolžino kot vsoto dolžin v eno smer, tako da ga lahko zložite v obliko okvir. To pomeni, da izrežemo dolžino
8 \ besedilo {cm} + 3 \ besedilo {cm} + 8 \ besedilo {cm} + 3 \ besedilo {cm} = 22 \ besedilo {cm}
s širino 8 cm, ga zložite in pritrdite s trakom. Prepričajte se, da se okvir ne premika ali upogiba preveč.
Z največjo ploskev okvirja, ki je obrnjena proti vam, ustvarite majhno luknjo na sredini in majhno luknjo na sredini obraza nasproti nje. To je luknja, skozi katero boste položili žebelj, ki lahko zazna magnetni tok. Prepričajte se, da je luknja dovolj majhna, da pritrdi noht, vendar dovolj velika, da se lahko žebelj prosto vrti kot odziv na magnetno polje. Preverite, ali ga lahko sami vrtite, ne da bi poškodovali okvir.
DIY ožičenje magnetnega polja
Odstranite žebelj iz okvirja in konec žice zalepite na škatlo. Začnite ovijati žico okoli škatle. Okoli okvirja boste potrebovali na stotine tuljav, da ustvarite pomembno magnetno polje, ki ga lahko izmerite. Razmislite o namestitvi magnetov v okvir, ko ga zavijete, da bo okvir močan in dovolj varen, da bo zdržal silo navijanja žice okoli njega.
Žebelj položite nazaj v dve luknji in pritrdite dva magneta znotraj okvirja na obe strani nohta. Z vročim lepilom zagotovite, da ostanejo v nasprotju s trakom ali drugim materialom, ki morda ne prevaja električnega toka. Konca žice priključite na oba konca žarnice in zavrtite noht, da vidite, ali sveti. Če lahko, poskusite vrteti magnetni žebelj, da ga čim hitreje zasukate.
Domače preizkušanje dinamskega generatorja
Ta hobi dinamo ali DIY generator bi moral delovati tako, da pretvori magnetno polje, ki ga gibanje nohta povzroči v toku, da napaja svetlobo. Magnetno polje mora inducirati napetost v navitjih žic. Lahko ustvarite drugačno vrsto domačega dinamo generatorja z drugimi metodami, kot je spreminjanje število navitij tuljave, z uporabo različnih velikosti tuljave in z uporabo različnih magnetnih tuljav materialov.
Žarnice z višjo napetostjo lahko delujejo učinkoviteje, saj lahko svetijo z manjšimi količinami toka. LED luči lahko delujejo še bolje, saj se lahko tudi prižgejo z majhnimi količinami toka. Z močnejšimi generatorji se lahko napajajo celotna vezja žarnic.
DIY generator za pretvorbo energije
Ta DIY generator je primer generatorja izmeničnega (izmeničnega toka). Tok na koncih dveh žic, ki se priključita na žarnico, se izmenično premika naprej in nazaj, vsakič ko zavrtite magnet. Z vsakim vrtenjem magneta tok teče naprej polovični ciklus in obratni polovični cikel, tok pa se izmenično izmenjuje z uporabo sinusnega vala. V večini gospodinjskih aparatov najdemo izmenični tok.
Ta vrsta hobi dinamo prikazuje, kako magnetni generatorji pretvarjajo mehansko energijo v elektromagnetno. Ko uporabljategalvanometer, instrument za merjenje električnega toka, za merjenje količine toka, ki gre skozi generator ali žico, lahko vidite, da je igla instrumenta odklonjena. To spremembo magnetnega polja lahko izmerite od dinama in preizkusite, kako močna je. Znanstveniki in inženirji še naprej preučujejo potencial magnetnih motorjev za izboljšanje učinkovitosti motorja.
V industrijskih okoljih komercialni električni generatorji ovijejo tuljave žice tesno okoli krožnih razporeditev magnetov. Magnetno polje tuljave inducira elektromagnetno silo v magnetih. Hidroelektrarne pretvarjajo mehanično energijo skozi vodno turbino s silo padajoče vode. Ta pretvorba mehanske v električno energijo je v nasprotju s pretvorbo motorjev, ki pretvarjajo električno energijo v mehansko.
Magnet Dynamo Physics
Lahko izračunateelektromotorna sila (emf)proizvedeno s številom tuljav v vašem generatorju z uporabo enačbeV = NBAω sin ωtza ems napetostV, število tuljavN, magnetno poljeB, območje, na katerem so razporejene tuljaveA, kotna frekvencaω("omega") in sčasomat. Kotna frekvenca meri frekvenco, število valov električne energije, ki preidejo čez eno lokacijo v sekundi, pomnoženo z 2π.
Z magnetnim dinamom lahko ravnate, kot da gre za električni generator, ker sta elektrika in magnetizem del iste sile. Spremembe v električnem polju ustvarjajo magnetno polje, medtem ko spremembe v magnetnem polju ustvarjajo električno polje. Medtem ko ta DIY generator prikazuje, kako lahko magnetno polje ustvari električni tok, drugo opazovanja vam lahko pokažejo, kako lahko elektrika povzroči magnetne pojave kot del iste elektromagnetna sila.
Če ste magnetni kompas postavili blizu žice v električnem tokokrogu, bi opazili odklon igle kompasa. To se zgodi, ker tok skozi žice v vezju ustvarja magnetna polja, zaradi katerih igla kompasa spremeni smer. Kompasi so zgrajeni tako, da se odzivajo na spremembe v zemeljskem magnetnem polju, zato bi prisotnost zunanjega magnetnega polja povzročila tudi to upogibanje.
Ta temeljna povezava med elektriko in magnetizmom pomeni tudi, da lahko svoj električni generator ustvarite na enak način kot magnetni. Vrtenje magnetnega predmeta okoli tuljave žic bi ustvarilo tako električno kot magnetno polje. Druge ustvarjalne ideje lahko na enak način proizvedejo močnejše vire mehanske energije, kot so kolesarski stroji ali vetrnice.