Starożytni Grecy odgadli obecność niewidzialnej siły, która wprawia niektóre obiekty w ruch. Prawdziwy początek tego tematu przypada jednak na okres industrializacji XIX wieku. To wtedy słynny naukowiec Michael Faraday odkrył zjawisko indukcji elektromagnetycznej, które tłumaczy występowanie prądu elektrycznego w polu magnetycznym podczas ruchu w nim przewodnika. Dzisiaj sugerujemy przetestowanie tej teorii przez doświadczenie.
Istotą eksperymentu jest produkcja elektromechanicznego konwertera opartego na silniku prądu stałego, który będzie obracał magnesy w ramie cewki indukcyjnej. W wyniku wzbudzenia pól magnetycznych i pojawienia się elektromagnetycznego pola elektromagnetycznego na wyjściu otrzymujemy prąd elektryczny. Doświadczenie jest również interesujące, ponieważ uzyskane wartości napięcia będą wyższe niż wartości wydatkowane na pracę silnika. Ale przede wszystkim.
Materiały - narzędzia
- Silnik prądu stałego przy 3 V;
- Magnesy neodymowe kwadratowe 10 x 8 mm;
- Stalowy pręt o przekroju 2-3 mm;
- Drut miedziany w lakierowanej izolacji;
- Kawałki plastiku;
- Bateria 3,7 V;
- Okablowanie miedziane, termokurczliwe;
- Superglue.
Z narzędzi do pracy będziemy potrzebować: lutownica z lutem, zapalniczka, nóż, szczypce z szczypcami. Tester jest potrzebny dla tych, którzy chcą zmierzyć napięcie wyjściowe na przetwornicy.
Montujemy elektromechaniczny przetwornik napięcia
Ze stalowego pręta wykonujemy dwie małe ramy stojana. Wyginamy kontur szczypcami, odcinamy nadmiar. Końce cewek powinny być również wygięte (zdjęcie).
Łączymy ramki z super klejem i zakładamy termokurczliwość na środku. Ogrzewamy go zapalniczką i w ten sposób uzyskujemy izolowany rdzeń cewki.
Do nawijania używamy cienkiego drutu miedzianego w lakierowanej izolacji. Musi być owinięty wokół obszaru izolatora. Liczba zwojów wynosi 600.
Po zakończeniu uzwojenia pozostawiamy dwa końce cewki - początkową i końcową. Usuwamy izolację, spalając ją zwykłą zapalniczką. To będzie stojan.
Na wałek silnika wkładamy parę prowadnic wykonanych z plastikowych elementów dla magnesów neodymowych na superglue. Umieszczamy je po przeciwnych stronach wału, aby zwiększyć obszar kontaktu z magnesami.
Mocujemy magnesy neodymowe do wału na superglue. Należy pamiętać, że mogą się łączyć tylko pod warunkiem innej polaryzacji. To będzie wirnik naszego konwertera.
Przecinamy dwa paski cienkiego plastiku do wielkości silnika i ramy. Mogą być lekko zgięte, ogrzewając środek zapalniczką.
Przyklej paski do korpusu silnika. Następnie naprawiamy ramę stojana, tak aby jej otwarte końce, bez dotykania magnesów, były umieszczone na środku wirnika.
Nasz najprostszy mikrokonwerter jest gotowy. Pozostaje podłączyć silnik, lutować jego końce stykami i uzupełnić cały obwód baterią. Zwykła bateria litowa z laptopa 3,7 V nadaje się jako bateria zasilająca.
Pomiary przeprowadzane przez tester pokazują napięcie wyjściowe, o rząd wielkości wyższe niż napięcie wejściowe, co oznacza, że taki obwód działa całkiem dobrze.
Wniosek
Mówiąc uczciwie, warto zauważyć, że przetworniki elektromechaniczne należą już do przeszłości wraz z pojawieniem się układów elektronicznych i tranzystorów. Dzisiaj możesz kupić gotowe moduły podwyższające napięcie, które pozwalają uzyskać wysokie wartości około 50 V ze zwykłej baterii 3,2 -3,7 V. Są one bezgłośne, kompaktowe i racjonalne, ponieważ z ich pomocą można zasilać urządzenia o napięciu 12 i 24 V, takie jak jak chłodnice i silniki krokowe z jednym akumulatorem!
