Як створити магніт Динамо

Так само, як електричні генератори створюють електрику за допомогою хімічних реакцій, гідростатичних сил, вітру та інші види енергії для живлення міст, магнітні генератори можуть створювати магнітні сили, а також забезпечувати електрика. Ви навіть можете створити магнітний генератор або магнітне динамо з приладдям, яке можна придбати в магазині або, можливо, лежати біля вашого будинку.

Ви можете зробити саморобний генератор, або динамо, за допомогою деяких простих предметів, які можуть лежати біля вашого будинку. Для його виготовлення вам знадобиться щільний напівтовстий картон, чотири маленькі керамічні магніти, пістолет для гарячого клею, близько 200 футів магнітного дроту, маленька лампочка та великий цвях. Генератор найкраще працює з цими матеріалами, тому намагайтеся не замінювати їх. Цей саморобний динамо-генератор повинен бути достатньо міцним, щоб засвітити кілька маленьких лампочок.

Перше, що вам знадобиться - це картонний каркас у формі прямокутної призми без верхньої та нижньої граней. Хороший розмір - це зробити верхній і нижній порожні місця приблизно 8 см х 3 см, гранями яких буде звернено ліворуч та праворуч 8 см х 8 см, а гранями - вперед і назад 8 см х 3 см. Інші розміри можуть бути більш корисними залежно від розміру магнітів, які ви будете використовувати.

Замість того, щоб вирізати грані картону, а потім склеювати їх, можна ефективніше вирізати довгу смужку картон із шириною рами та довжиною як сумою довжин в одному напрямку, щоб ви могли скласти його до форми кадру. Це означає вирізати довжину

шириною 8 см, склавши його та закріпивши скотчем. Переконайтесь, що рама не хитається і не згинається занадто сильно.

Найбільша грань рами звернена до вас, створіть серед неї невеликий отвір, а посередині обличчя навпроти нього - невеликий отвір. Це отвір, через який ви помістите цвях, який може виявити магнітний струм. Переконайтеся, що отвір достатньо малий, щоб закріпити цвях, але достатньо великий, щоб цвях міг вільно крутитися у відповідь на магнітне поле. Подивіться, чи можете ви самостійно крутити його, не пошкоджуючи раму.

Вийміть цвях з рами і приклейте кінець дроту до коробки. Почніть обмотувати дріт навколо коробки. Для створення значного магнітного поля, яке можна виміряти, вам знадобляться сотні котушок навколо рами. Ви можете розглянути можливість розміщення магнітів у рамі, обмотуючи її, щоб зробити раму міцною та достатньо надійною, щоб витримати силу намотування дроту навколо неї.

Помістіть цвях назад у два отвори і закріпіть два магніти всередині рами з обох сторін цвяха. Використовуйте гарячий клей, щоб переконатися, що вони залишаються на відміну від стрічки або іншого матеріалу, який може не проводити електричний струм. З’єднайте кінці дроту з двома кінцями лампочки і закрутіть ніготь, щоб побачити, чи загоряється він. Якщо можете, спробуйте закрутити магнітний цвях, щоб повернути його якомога швидше.

Це хобі динамо-генератор або DIY-генератор повинен працювати, перетворюючи магнітне поле, яке рух цвяха індукує в струмі для живлення світла. Магнітне поле повинно викликати напругу в обмотках проводів. Ви можете створити саморобний динамо-генератор іншого типу, використовуючи інші методи, такі як варіювання кількість обмоток котушки, використовуючи різні розміри котушки і використовуючи різні магнітні котушки матеріалів.

Лампочки з більшою напругою можуть працювати ефективніше, оскільки вони можуть загорятися при меншій кількості струму. Світлодіодні ліхтарі можуть працювати навіть краще, оскільки вони також можуть світитися з невеликою кількістю струму. Більш потужні генератори можна використовувати для живлення цілих ланцюгів лампочок.

Цей саморобний генератор є прикладом генератора змінного струму (змінного струму). Струм на кінцях двох проводів, що підключаються до лампочки, змінюється між прямим і зворотним напрямками кожного разу, коли ви обертаєте магніт. При кожному обертанні магніту струм зазнає прямого напівциклу та зворотного півциклу, і струм чергується між ними за допомогою форми синусоїди. Змінний струм виявляється в більшості побутових приладів.

Цей тип хобі-динамо показує, як магнітні генератори перетворюють механічну енергію в електромагнітну. Коли ви використовуєтегальванометр, приладом для вимірювання електричного струму, для вимірювання величини струму, що проходить через генератор або дріт, ви можете бачити, як стрілка приладу відхилена. Ви можете виміряти цю зміну магнітного поля від динамо, щоб перевірити, наскільки воно сильне. Вчені та інженери продовжують вивчати потенціал магнітних двигунів для підвищення ефективності роботи двигуна.

У промислових умовах комерційні електричні генератори щільно обмотують котушки дроту навколо кругових розташувань магнітів. Магнітне поле котушки індукує електромагнітну силу в магнітах. ГЕС перетворюють механічну енергію через водяну турбіну силою падаючої води. Цей генератор перетворення механічної в електричну енергію контрастує з перетворенням двигунів, які перетворюють електричну енергію в механічну.

Ви можете розрахуватиелектрорушійна сила (ЕРС​)отримується кількістю котушок у вашому генераторі за допомогою рівнянняV = NBAω sin ωtдля напруги ЕРСV, кількість котушокN, магнітне полеB, площа, над якою розташовані котушкиA, кутова частотаω("омега") і з часомт. Кутова частота вимірює частоту, кількість хвиль електрики, які проходять через одне місце за секунду, помножену на 2π.

Ви можете поводитися з магнітним динамо, як з електричним генератором, оскільки електрика і магнетизм є частиною однієї сили. Зміни в електричному полі створюють магнітне поле, тоді як зміни в магнітному полі створюють електричне поле. Хоча цей генератор DIY показує, як магнітне поле може створювати електричний струм, інше спостереження можуть показати вам, як електрика може спричиняти магнітні явища як частину цього самого електромагнітна сила.

Якщо ви розмістили магнітний компас біля дроту в електричному ланцюзі, ви помітили б прогин стрілки компаса. Це відбувається тому, що струм через дроти в ланцюзі створює магнітні поля, які змушують стрілку компаса змінювати напрямок. Компаси побудовані для реагування на зміни магнітного поля Землі, тому наявність зовнішнього магнітного поля також може спричинити це відхилення.

Цей фундаментальний зв’язок між електрикою та магнетизмом також означає, що ви можете створити власний електричний генератор так само, як і магнітний. Обертання магнітного об'єкта навколо котушки проводів може генерувати як електричне поле, так і магнітне. Інші творчі ідеї можуть задіяти використання більш потужних джерел механічної енергії, таких як велосипедні машини або вітряки, для виробництва електроенергії таким же способом.