Se trata de una linterna que funciona sin baterías. Quizás alguien ya vio el generador de Faraday más simple en Internet, que le permite encender un pequeño LED de varios movimientos del conductor en el devanado. Los conjuntos de una batería casi agotada, un autotransformador y un transistor, que son capaces de suministrar un LED de 3V a un voltaje inicial de décimas de voltio, tampoco son infrecuentes.
Aquí, el autor fue un poco más allá al actualizar el circuito del dispositivo, agregando un rectificador, supercondensador (ionistor), resistencia y eliminando por completo la fuente de alimentación. Como resultado, el trabajo de la linterna se ha vuelto mucho más estable y eficiente. Y si el estuche se agita durante varios minutos, se puede cargar durante mucho tiempo de funcionamiento del LED. Como funciona Vamos a hacerlo bien.
Principio de funcionamiento
El dispositivo consta de varios inductores, que puede ensamblar usted mismo. El inductor primario en realidad sirve como fuente de energía o reemplaza completamente a su contraparte familiar: una batería. Debido al movimiento de una barra de imanes permanentes, se induce una corriente eléctrica. Debido a los movimientos oscilatorios en un campo magnético, se generan ondas eléctricas que emanan de la bobina con cierta frecuencia. El puente rectificador o de diodos ayuda a estabilizarlos y convertirlos en corriente continua.
Sin la capacidad de almacenamiento, dicho dispositivo tendría que ser sacudido constantemente, por lo tanto, el siguiente elemento en el circuito es un supercondensador, capaz de recargarse por el tipo de batería. A continuación, se conecta un transformador elevador o convertidor de voltaje, que consiste en una bobina de ferrita toroidal y dos devanados: la base y el colector. El número de vueltas puede ser el mismo, y generalmente es de 20-50. El transformador tiene una conexión de punto medio en los extremos opuestos de ambos devanados y tres salidas al transistor. El autotransformador aumenta los escasos impulsos de corriente a suficiente para que funcione el LED, y se conecta un transistor bipolar para controlarlos. Un circuito eléctrico similar tiene diferentes nombres en diferentes fuentes: un ladrón de julios, un generador de bloqueo, un generador de Faraday, etc.
La base de recursos necesaria para la elaboración casera.
Materiales:
- Tubo de PVC, diámetro 20 mm;
- Alambre de cobre, diámetro - 0.5 mm;
- Transistor de conductividad inversa de baja potencia;
- Puente de diodos o rectificador 2W10;
- Resistencia;
- Supercondensador o Ionistor 1F 5.5V
- Interruptor de botón;
- LED blanco o azul a 5V;
- Adhesivo transparente tipo epoxi;
- Pegamento caliente;
- Piezas de madera contrachapada, algodón;
- Cableado de cobre en aislamiento.
Herramientas:
- Soldador;
- Pistola de pegamento caliente;
- Sierra para metales;
- Archivo, papel de lija.
Proceso de fabricación de linterna
El cuerpo de la linterna estará hecho de tubo de PVC. Marcamos un segmento de 16 cm de largo y lo cortamos con una sierra para metales.
Desde el centro del segmento marque 1.5 cm en cada dirección. Resulta una zona para un devanado de 3 cm de ancho.
A continuación, tomamos un cable de cobre con una sección transversal de 0,5 mm, dejamos un extremo de unos 10-15 cm de largo y enrollamos el cable en el cuerpo del tubo de la linterna de acuerdo con la marca manual. Será necesario enrollar bastante, más de quinientas vueltas. Los primeros se pueden arreglar con pegamento. La fila inicial de la bobina está fuertemente presionada entre sí, y la hacemos estrictamente consistente.
En los puntos máximos, el devanado debe tener aproximadamente medio centímetro de espesor. Limpiamos ambos extremos del cable con papel de lija para una adhesión confiable.
El núcleo magnético móvil de la bobina puede ser integral o ensamblado en partes. Los imanes de neodimio se seleccionan de acuerdo con el diámetro interno del tubo de PVC. La longitud necesaria de la barra magnética se obtiene experimentalmente, a través de las oscilaciones de las cuales se creará una corriente eléctrica.
El autor utilizó diez imanes con un grosor de 3 mm para obtener la longitud racional máxima para tales vibraciones, y al mismo tiempo igual al ancho del devanado.
[centro]En la escala del osciloscopio, puede ver la diferencia entre los potenciales obtenidos de las oscilaciones de uno y diez imanes. El autor recibió un voltaje de 4.5V por las oscilaciones de la barra magnética. También muestra claramente la ciclicidad de la onda sinusoidal en los intervalos de frecuencia variable.
En esta etapa, según el ejemplo del autor, es posible conectar un LED directamente a los extremos salientes de la bobina y verificar su operatividad. Como se puede ver en la foto, el LED responde al movimiento de la barra magnética y a la corriente de pulso creada por él mismo.
Ahora debe amortiguar ambos extremos del tubo para no sostenerlos con las manos mientras se agita. Para hacer esto, use la misma sierra para cortar algunos puntos de la madera contrachapada, procese los bordes con una lima, coloque un bastoncillo de algodón en la parte posterior para ablandarlos y péguelos con pegamento para que no se caigan.
Fue el turno de conectar el rectificador. El diagrama que se muestra en la foto muestra qué dos de sus cuatro contactos de cada cuatro están conectados a la bobina. Tal puente de diodos puede recibir corriente alterna y proporcionar una constante estrictamente en una dirección.
El autotransformador elevador ayudará a convertir los pulsos espontáneos bajos de la bobina primaria a un voltaje suficiente para que el LED funcione debido a la autoinducción de uno de los devanados: el colector. Como está conectado al devanado base, se suministrará una corriente eléctrica constante y estable al supercondensador en cantidad suficiente. La resistencia limitará el exceso de valores permitidos. Un capacitor de capacidad suficiente también es seleccionado experimentalmente por el autor usando mediciones de señales salientes por un osciloscopio.
Este circuito está cerrado por un transistor bipolar de conductividad inversa, que controla la corriente eléctrica entrante al LED. Puede ensamblar el circuito sin una placa, ya que no hay tantas partes. Instalamos el botón de cambio en uno de los contactos que provienen del autotransformador.
El autor prefirió ensamblar su diseño de linterna improvisada sobre pegamento caliente, mientras mejoraba el aislamiento de los grupos de contacto. El botón del interruptor se encuentra al costado de la linterna. Sin embargo, el autor pegó los elementos principales del circuito entre sí desde uno de los extremos. El LED sigue siendo el elemento de bloqueo, que puede ennoblecerse con vidrio protector o un reflector.
A pesar de la apariencia sin pretensiones del dispositivo, adecuado solo para el trabajo casero experimental de laboratorio, una linterna de este tipo es bastante funcional y, si es necesario, no permitirá que la oscuridad desaparezca. Montar tal esquema no es difícil en casa y a un costo mínimo. Y la falta total de baterías lo convierte en un dispositivo realmente útil para varias emergencias.
