Innehåll
- Hemlagad Dynamo Generator Frame Setup
- DIY-generator magnetfältledningar
- Hemlagad Dynamo Generator Testing
- DIY-generator som konverterar energi
- Magnet Dynamo Fysik
På samma sätt som elektriska generatorer skapar elektricitet genom kemiska reaktioner, hydrostatiska krafter, vind och andra former av energi till kraftstäder, kan magnetiska generatorer skapa magnetiska krafter och tillhandahålla elektricitet. Du kan till och med skapa en magnetgenerator eller en magnetisk dynamo med förnödenheter du kan köpa från butiken eller kanske ligger i ditt hus.
Hemlagad Dynamo Generator Frame Setup
Du kan skapa en DIY-generator eller dynamo genom några enkla föremål som du kan ha runt ditt hus. För att göra en, behöver du tjock halvtjock kartong, fyra små keramiska magneter, en het limpistol, cirka 200 fot magnettråd, en liten glödlampa och en stor spik. Generatorn fungerar bäst med dessa material så försök att inte ersätta dem. Denna hemmagjorda dynamo-generator borde vara tillräckligt stark för att tända upp några små glödlampor.
Det första du behöver är en kartongram i form av ett rektangulärt prisma utan topp- eller bottenytor. En bra storlek är att göra de övre och nedre tomma utrymmena ca 8 cm x 3 cm med ansiktena vänster och höger 8 cm x 8 cm och ansiktena vända framåt och bakåt 8 cm x 3 cm. Andra storlekar kan vara mer fördelaktiga beroende på storleken på de magneter du ska använda.
I stället för att klippa ut kartongens ansikten och sedan tejpa dem ihop kan det vara mer effektivt att klippa ut en lång remsa kartong med bredden på ramen och längden som summan av längderna i en riktning så att du kan fäll in den till formen på ramen. Detta innebär att du skär ut en längd på 22 cm (8 cm + 3 cm + 8 cm + 3 cm) med en bredd på 8 cm, fäll den och tejpar fast. Se till att ramen inte vinglar eller böjs för mycket.
Med den största ytan på ramen mot dig, skapa ett litet hål i mitten av det och ett litet hål i mitten av ansiktet mittemot det. Detta är hålet som du kommer att placera nageln genom som kan upptäcka magnetströmmen. Se till att hålet är tillräckligt litet för att säkra spiken men tillräckligt stort för att spiken kan snurra fritt som svar på magnetfältet. Se om du kan snurra den själv utan att skada ramen.
DIY-generator magnetfältledningar
Ta bort spiken från ramen och tejpa trådens ände till lådan. Börja linda in tråden runt lådan. Du behöver hundratals spolar runt ramen för att skapa ett betydande magnetfält som du kan mäta. Du kan överväga att placera magneterna i ramen när du lindar den för att göra ramen stark och säker nog att motstå kraften i att linda tråden runt den.
Placera nageln tillbaka i de två hålen och fäst två magneter inuti ramen på båda sidor av nageln. Använd hett lim för att se till att de håller sig i motsats till tejp eller annat material som kanske inte leder en elektrisk ström. Anslut trådens ändar till glödlampans två ändar och snurra nageln för att se om den tänds. Om du kan, prova att snurra den magnetiska nageln för att rotera den så snabbt som möjligt.
Hemlagad Dynamo Generator Testing
Denna hobby-dynamo eller DIY-generator bör fungera genom att konvertera magnetfältet som spikens rörelse inducerar i strömmen för att driva ljuset. Magnetfältet bör inducera en spänning i ledningarna i lindningarna. Du kan skapa en annan typ av hemmagjord dynamo-generator med andra metoder som att variera antalet lindningar på spolen, använda olika storlekar på spolen och använda olika magnetiska spolmaterial.
Glödlampor med högre spänning kan fungera mer effektivt eftersom de kan tändas med mindre strömmängder. LED-lampor kan fungera ännu bättre eftersom de också kan tändas med små mängder ström. Starkare generatorer kan användas för att driva hela kretsar med glödlampor.
DIY-generator som konverterar energi
Denna DIY-generator är ett exempel på en växelströmsgenerator (växelström). Strömmen i ändarna av de två trådarna som ansluts till glödlampan växlar mellan framåt och bakåt varje gång du vrider på magneten. Vid varje rotation av magneten genomgår strömmen en framåt halvcykel och en omvänd halvcykel, och strömmen växlar mellan dem med sinusvågform. AC-ström finns i de flesta hushållsapparater.
Denna typ av hobbydynamo visar hur magnetgeneratorer omvandlar mekanisk energi till elektromagnetisk energi. När du använder en galvanometer, ett instrument för att mäta elektrisk ström, för att mäta mängden ström som passerar genom en generator eller tråd, kan du se instrumentets nål avböjda. Du kan mäta denna förändring av magnetfältet från dynamo för att testa hur stark den är. Forskare och ingenjörer fortsätter att studera potentialen hos magnetiska motorer för att förbättra motoreffektiviteten.
I industriella miljöer lindar kommersiella elektriska generatorer spolar av tråd tätt runt cirkulära arrangemang av magneter.Spolens magnetfält inducerar en elektromagnetisk kraft i magneterna. Vattenkraftverk omvandlar mekanisk energi genom en vattenturbin med fallande vattenkraft. Denna generatoromvandling av mekanisk till elektrisk energi kontrasterar motorn, som omvandlar elektrisk energi till mekanisk energi.
Magnet Dynamo Fysik
Du kan beräkna elektromotorisk kraft (emf) produceras av antalet spolar i din generator med ekvationen V = NBAω sin ωt för emf spänning V, antal spolar N, magnetiskt fält B, område över vilket spolarna är anordnade EN, vinkelfrekvens ω ("omega") och över tid t. Vinkelfrekvensen mäter frekvensen, antalet elvågor som passerar över en enda plats på en sekund multiplicerad med 2π.
Du kan behandla en magnetdynamo som om det var en elektrisk generator eftersom el och magnetism båda är en del av samma kraft. Förändringar i ett elektriskt fält skapar ett magnetfält medan förändringar i ett magnetfält skapar ett elektriskt fält. Medan denna DIY-generator visar hur ett magnetfält kan skapa en elektrisk ström, kan andra observationer visa dig hur elektricitet kan orsaka magnetiska fenomen som en del av samma elektromagnetiska kraft.
Om du placerade en magnetkompass nära en tråd i en elektrisk krets, märker du avböjning av kompassnålen. Detta händer eftersom strömmen genom ledningarna i kretsen skapar magnetfält som får kompassnålen att ändra riktning. Kompasser är byggda för att svara på förändringar i jordens magnetfält så att närvaron av ett yttre magnetfält också skulle orsaka denna avböjning.
Denna grundläggande koppling mellan elektricitet och magnetism betyder också att du kan skapa din egen elektriska generator på samma sätt som den magnetiska. Om du snurrar ett magnetiskt föremål runt en trådspole skulle det generera ett elektriskt fält såväl som ett magnetiskt. Andra kreativa idéer kan använda kraftigare källor till mekanisk energi som cykelmaskiner eller väderkvarnar för att generera el på samma sätt.