I vores verden er rigtig mange mennesker engageret i hjemmelavede eksperimenter i hjemmelaboratorier og værksteder. For nogle er det en måde at hævde sig selv på, for andre er det et ønske om at udvikle deres evner. Så hvad nu hvis det er et eksperiment lavet af hastigt limede dele. Det vigtigste er, at enheden eller kredsløbet fungerer. I dag vil vi analysere netop en sådan opfindelse, lavet praktisk talt på vores knæ. Det er dog baseret på urokkelige principper og fysiklove, som ikke kan benægtes.
Vi vil tale om en lommelygte, der fungerer uden batterier. Måske har nogen allerede set den enkleste Faraday-generator på internettet, som giver dig mulighed for at antænde en lille Lysdiode. Samlinger fra et næsten dødt batteri, autotransformator og transistor, som er i stand til at forsyne med en startspænding på tiendedele af en volt Lysdiode på 3V er heller ikke længere ualmindeligt.
Her gik forfatteren lidt længere, moderniserede enhedskredsløbet, tilføjede en ensretter, en superkondensator (ionistor), modstand og fuldstændig eliminering af strømkilden.Som et resultat er lommelygtens drift blevet meget mere stabil og effektiv. Og hvis du ryster etuiet i et par minutter, kan det lades op i lang tid LED. Hvordan det virker? Lad os finde ud af det.
Funktionsprincip
Apparatet består af flere induktorer, som du selv kan samle. Den primære induktor fungerer faktisk som en strømkilde eller erstatter fuldstændigt dens sædvanlige modstykke - batteriet. På grund af bevægelsen af en stang af permanente magneter i den, induceres en elektrisk strøm. På grund af de oscillerende bevægelser i magnetfeltet skabes elektriske bølger, der udgår fra spolen med en bestemt frekvens. En ensretter eller diodebro hjælper med at stabilisere dem og omdanne dem til jævnstrøm.
Uden en lagerkapacitet ville en sådan enhed skulle rystes konstant, så det næste element i kredsløbet er en superkondensator, der kan genoplades som et batteri. Dernæst tilsluttes en step-up transformer eller spændingsomformer, som består af en ringformet ferritspole og to viklinger - base og kollektor. Antallet af omdrejninger kan være det samme, og er normalt 20-50. Transformatoren har et midtertilslutningspunkt i modsatte ender af begge viklinger og tre udgange til transistoren. Autotransformatoren øger små strømimpulser til tilstrækkelige til drift LED, og en bipolær transistor er forbundet til at styre dem. Et lignende elektrisk kredsløb har forskellige navne i forskellige kilder: joule-tyv, blokeringsgenerator, Faraday-generator osv.
Den nødvendige ressourcebase til hjemmelavede produkter
Materialer:
- PVC-rør, diameter 20 mm;
- Kobbertråd, diameter – 0,5 mm;
- Laveffekt omvendt ledningstransistor;
- Neodymmagneter er runde, størrelse 15x3 mm;
- Diodebro eller ensretter 2W10;
- Modstand;
- Superkondensator el ionistor 1F 5,5V
- Skift knap;
- Lysdiode hvid eller blå ved 5V;
- Gennemsigtig epoxyharpiks type klæbemiddel;
- Varm lim;
- Stykker af krydsfiner, bomuldsuld;
- Kobber ledningsisolering.
- Loddekolbe;
- Varm limpistol;
- Hacksav til metal;
- Fil, sandpapir.
Lommelygtefremstillingsproces
Vi vil lave lommelygtens krop fra PVC-rør. Marker et segment, der er 16 cm langt, og skær det til med en hacksav.
Fra midten af segmentet markerer vi 1,5 cm i hver retning. Dette resulterer i et viklingsområde på 3 cm bredt.
Dernæst tager vi en kobbertråd med et tværsnit på 0,5 mm, efterlader den ene ende ca. 10-15 cm lang, og vikler ledningen på lommelygtens kropsrør i henhold til markeringerne manuelt. Du bliver nødt til at vinde ret meget, mere end et halvt tusinde omgange. De første få af dem kan fastgøres med lim. Vi presser den første række af spolerne tæt mod hinanden og gør det strengt konsistent.
Ved de maksimale punkter skal viklingen være cirka en halv centimeter tyk. Vi renser begge ender af ledningen med sandpapir for pålidelig lodning.
Den bevægelige magnetiske kerne af spolen kan enten være massiv eller samlet i dele. Neodymmagneter vælges i henhold til PVC-rørets indvendige diameter. Den nødvendige længde af den magnetiske stang opnås eksperimentelt, gennem hvis vibrationer en elektrisk strøm vil blive skabt.
Forfatteren brugte ti 3 mm tykke magneter for at opnå en længde, der var så rationel som muligt for sådanne vibrationer, og samtidig lig med viklingens bredde.
På oscilloskopskalaen kan du se forskellen mellem potentialerne opnået fra vibrationerne fra en og ti magneter. Forfatteren modtog en spænding på 4,5V fra oscillationerne af den magnetiske stang. Det viser også tydeligt sinusoidens cyklicitet i intervaller med varierende frekvens.
På dette stadium, efter forfatterens eksempel, kan du tilslutte en LED direkte til spolens udgangsender og kontrollere dens ydeevne. Som du kan se på billedet, reagerer LED'en på bevægelsen af den magnetiske stang og den pulsstrøm, den skaber.
Nu skal du tilslutte begge ender af røret for ikke at holde dem med hænderne, mens du ryster. For at gøre dette skal du bruge den samme hacksav til at skære flere pletter af krydsfiner ud, bearbejde kanterne med en fil, fore dem med vat på bagsiden for at blødgøre dem, og placere dem på lim, så de ikke falder ud.
Det er tid til at tilslutte ensretteren. Diagrammet vist på billedet viser, hvilke to af dens fire kontakter, der er forbundet til spolen. En sådan diodebro er i stand til at modtage vekselstrøm og levere jævnstrøm i strengt én retning.
En step-up autotransformer vil hjælpe med at konvertere lave spontane impulser fra primærspolen til tilstrækkelig spænding til at betjene LED'en på grund af selvinduktionen af en af viklingerne - solfangeren. Da den er forbundet med basisviklingen, vil en konstant og stabil elektrisk strøm blive leveret til superkondensatoren i tilstrækkelig mængde. Modstanden vil begrænse overskridelsen af tilladte værdier. En kondensator med tilstrækkelig kapacitet blev også udvalgt af forfatteren eksperimentelt ved hjælp af målinger af udgående signaler med et oscilloskop.
Dette kredsløb er lukket af en omvendt bipolær transistor, som styrer den indkommende elektriske strøm til LED'en.Du kan samle kredsløbet uden et bord, da der ikke er mange dele. Vi monterer kontaktknappen på en af kontakterne, der kommer fra autotransformeren.
Forfatteren valgte at sammensætte sit improviserede lommelygtedesign ved hjælp af varm lim, og samtidig forbedre isoleringen af kontaktgrupperne. Afbryderknappen er placeret på siden af lommelygtehuset. Forfatteren klistrede hovedelementerne i kredsløbet oven på hinanden fra en af enderne. Lukkeelementet forbliver LED, som kan forstærkes med beskyttelsesglas eller en reflektor.
På trods af det grimme udseende af enheden, der kun er egnet til laboratorieeksperimentelle hjemmelavede produkter, er en sådan lommelygte ret funktionel og vil til tider ikke lade mørket forsvinde. Det er nemt at samle et sådant kredsløb derhjemme og til minimale omkostninger. Og det fuldstændige fravær af batterier gør det til en virkelig nyttig enhed til forskellige nødsituationer.
