Dans notre monde, de nombreuses personnes participent à des expériences faites maison dans des laboratoires et des ateliers à domicile. Pour certains, c’est une façon de s’affirmer, pour d’autres, c’est une envie de développer leurs capacités. Et s’il s’agissait d’une expérience réalisée à partir de pièces collées à la hâte. L'essentiel est que l'appareil ou le circuit fonctionne. Aujourd'hui, nous analyserons une telle invention, réalisée pratiquement à genoux. Cependant, il repose sur des principes et des lois physiques inébranlables qui ne peuvent être niés.
Nous parlerons d'une lampe de poche qui fonctionne sans piles. Peut-être que quelqu'un a déjà vu sur Internet le générateur Faraday le plus simple, qui permet d'allumer un petit Diode électro-luminescente. Assemblages constitués d'une batterie presque à plat, d'un autotransformateur et d'un transistor, capables de s'alimenter à une tension initiale de dixièmes de volt Diode électro-luminescente sur 3V n'est également plus rare.
Ici l'auteur est allé un peu plus loin, en modernisant le circuit de l'appareil, en ajoutant un redresseur, un supercondensateur (ionistor), la résistance et l'élimination complète de la source d'alimentation.En conséquence, le fonctionnement de la lampe de poche est devenu beaucoup plus stable et efficace. Et si vous secouez le boîtier pendant quelques minutes, il peut être chargé pendant longtemps DIRIGÉ. Comment ça fonctionne? Voyons cela.
Principe d'opération
L'appareil est composé de plusieurs inducteurs que vous pouvez assembler vous-même. L'inducteur primaire sert en fait de source d'alimentation ou remplace complètement son homologue habituel - la batterie. En raison du mouvement d'une tige d'aimants permanents, un courant électrique est induit. En raison des mouvements oscillatoires dans le champ magnétique, des ondes électriques sont créées émanant de la bobine à une certaine fréquence. Un redresseur ou un pont de diodes permet de les stabiliser et de les convertir en courant continu.
Sans capacité de stockage, un tel appareil devrait être constamment secoué. L'élément suivant du circuit est donc un supercondensateur qui peut être rechargé comme une batterie. Ensuite, un transformateur élévateur ou un convertisseur de tension est connecté, composé d'une bobine toroïdale de ferrite et de deux enroulements - base et collecteur. Le nombre de tours peut être le même et est généralement compris entre 20 et 50. Le transformateur a un point de connexion central aux extrémités opposées des deux enroulements et trois sorties vers le transistor. L'autotransformateur augmente les minuscules impulsions de courant en impulsions suffisantes pour le fonctionnement DIRIGÉ, et un transistor bipolaire est connecté pour les contrôler. Un circuit électrique similaire porte des noms différents selon les sources : voleur de joule, générateur bloquant, générateur de Faraday, etc.
La base de ressources nécessaire pour les produits faits maison
Matériaux:
- Tuyau PVC diamètre 20 mm;
- Fil de cuivre, diamètre – 0,5 mm;
- Transistor à conduction inverse de faible puissance ;
- Les aimants en néodyme sont ronds, mesurant 15x3 mm ;
- Pont de diodes ou redresseur 2W10 ;
- Résistance ;
- Supercondensateur ou ionistor 1 F 5,5 V
- Le bouton de l'interrupteur;
- Diode électro-luminescente blanc ou bleu à 5V ;
- Adhésif transparent de type résine époxy ;
- Colle chaude;
- Morceaux de contreplaqué, coton ;
- Isolation du câblage en cuivre.
- Fer à souder;
- Pistolet à colle chaude;
- Scie à métaux pour le métal;
- Lime, papier de verre.
Processus de fabrication d'une lampe de poche
Nous fabriquerons le corps de la lampe de poche à partir de tuyaux en PVC. Marquez un segment de 16 cm de long et coupez-le avec une scie à métaux.
A partir du centre du segment, nous marquons 1,5 cm dans chaque direction. Il en résulte une zone sinueuse de 3 cm de large.
Ensuite, nous prenons un fil de cuivre d'une section de 0,5 mm, laissons une extrémité d'environ 10 à 15 cm de long et enroulons le fil sur le tube du corps de la lampe de poche selon les marquages manuellement. Vous devrez enrouler beaucoup, plus d'un demi-millier de tours. Les premiers d'entre eux peuvent être fixés avec de la colle. Nous pressons étroitement la rangée initiale de bobines les unes contre les autres et la rendons strictement cohérente.
À ses points maximaux, l'enroulement doit avoir une épaisseur d'environ un demi-centimètre. Nous nettoyons les deux extrémités du fil avec du papier de verre pour une soudure fiable.
Le noyau magnétique mobile de la bobine peut être soit solide, soit assemblé en plusieurs parties. Les aimants en néodyme sont sélectionnés en fonction du diamètre intérieur du tube PVC. La longueur requise de la tige magnétique est obtenue expérimentalement, à travers les vibrations de laquelle un courant électrique sera créé.
L'auteur a utilisé dix aimants d'une épaisseur de 3 mm pour obtenir une longueur la plus rationnelle possible pour de telles vibrations, et en même temps égale à la largeur du bobinage.
Sur l'échelle de l'oscilloscope, vous pouvez voir la différence entre les potentiels obtenus à partir des vibrations d'un et dix aimants. L'auteur a reçu une tension de 4,5 V provenant des oscillations de la tige magnétique. Il montre également clairement la cyclicité de la sinusoïde dans des intervalles de fréquence variable.
A ce stade, à l'instar de l'auteur, vous pouvez connecter une LED directement aux extrémités de sortie de la bobine et vérifier ses performances. Comme vous pouvez le voir sur la photo, la LED réagit au mouvement de la tige magnétique et au courant d'impulsion qu'elle crée.
Vous devez maintenant boucher les deux extrémités du tube afin de ne pas les tenir avec vos mains en tremblant. Pour ce faire, utilisez la même scie à métaux pour découper plusieurs morceaux de contreplaqué, traitez les bords avec une lime, tapissez-les de coton sur l'envers pour les ramollir et placez-les sur de la colle pour qu'ils ne tombent pas.
Il est temps de connecter le redresseur. Le schéma présenté sur la photo montre quels deux de ses quatre contacts sont connectés à la bobine. Un tel pont de diodes est capable de recevoir du courant alternatif et de délivrer du courant continu dans un seul sens.
Un autotransformateur élévateur aidera à convertir les faibles impulsions spontanées de la bobine primaire en une tension suffisante pour faire fonctionner la LED grâce à l'auto-induction de l'un des enroulements - le collecteur. Puisqu’il est connecté à l’enroulement de base, un courant électrique constant et stable sera fourni au supercondensateur en quantité suffisante. La résistance limitera le dépassement des valeurs admissibles. Un condensateur de capacité suffisante a également été sélectionné expérimentalement par l'auteur en mesurant les signaux sortants avec un oscilloscope.
Ce circuit est fermé par un transistor bipolaire inverse, qui contrôle le courant électrique entrant dans la LED.Vous pouvez assembler le circuit sans carte, car il n'y a pas beaucoup de pièces. Nous montons le bouton interrupteur sur l'un des contacts provenant de l'autotransformateur.
L'auteur a choisi d'assembler sa lampe de poche improvisée à l'aide de colle chaude, tout en améliorant simultanément l'isolation des groupes de contact. Le bouton interrupteur est situé sur le côté du corps de la lampe de poche. L'auteur a collé les principaux éléments du circuit les uns sur les autres à partir d'une des extrémités. L'élément de fermeture reste la LED, qui peut être agrémentée d'un verre de protection ou d'un réflecteur.
Malgré l'aspect inesthétique de l'appareil, adapté uniquement aux produits faits maison expérimentaux en laboratoire, une telle lampe de poche est tout à fait fonctionnelle et, à l'occasion, ne laissera pas l'obscurité disparaître. Il est facile d'assembler un tel circuit à la maison et à moindre coût. Et l'absence totale de piles en fait un appareil vraiment utile pour diverses situations d'urgence.
