Inhoud
- Zelfgemaakte Dynamo Generator Frame Setup
- DIY Generator magnetische veldbedrading
- Zelfgemaakte dynamogenerator testen
- DIY Generator energie omzetten
- Magnet Dynamo Physics
Op dezelfde manier als elektrische generatoren elektriciteit opwekken door chemische reacties, hydrostatische krachten, wind en andere vormen van energie om steden te voeden, kunnen magnetische generatoren zowel magnetische krachten opwekken als elektriciteit leveren. Je kunt zelfs een magnetische generator of een magnetische dynamo maken met benodigdheden die je in de winkel kunt kopen of die rond je huis kan liggen.
Zelfgemaakte Dynamo Generator Frame Setup
Je kunt een doe-het-zelf generator, of dynamo, maken door enkele eenvoudige items die je in huis hebt liggen. Om er een te maken, heb je dik semi-dik karton, vier kleine keramische magneten, een heet lijmpistool, ongeveer 200 voet magnetische draad, een kleine gloeilamp en een grote spijker nodig. De generator werkt het beste met deze materialen, dus probeer ze niet te vervangen. Deze zelfgemaakte dynamogenerator moet sterk genoeg zijn om een paar kleine gloeilampen op te lichten.
Het eerste dat u nodig heeft, is een kartonnen frame in de vorm van een rechthoekig prisma zonder boven- of ondervlakken. Een goede maat is om de bovenste en onderste lege ruimtes ongeveer 8 cm x 3 cm te maken met de gezichten naar links en rechts 8 cm x 8 cm en de gezichten naar voren en naar achteren gericht 8 cm x 3 cm. Andere formaten kunnen voordeliger zijn, afhankelijk van de grootte van de magneten die u zult gebruiken.
In plaats van de vlakken van het karton uit te knippen en vervolgens aan elkaar te plakken, kan het effectiever zijn om een lange strook karton uit te snijden met de breedte van het frame en de lengte als de som van de lengtes in één richting zodat u kunt vouw het in de vorm van het frame. Dit betekent een lengte van 22 cm (8 cm + 3 cm + 8 cm + 3 cm) met een breedte van 8 cm uitsnijden, vouwen en vastplakken. Zorg ervoor dat het frame niet wiebelt of te veel buigt.
Maak met het grootste gezicht van het frame naar u toe een klein gat in het midden ervan en een klein gat in het midden van het gezicht er tegenover. Dit is het gat waar je de spijker doorheen gaat die de magnetische stroom kan detecteren. Zorg ervoor dat het gat klein genoeg is om de nagel te bevestigen, maar groot genoeg dat de nagel vrij kan ronddraaien in reactie op het magnetische veld. Kijk of je het zelf kunt draaien zonder het frame te beschadigen.
DIY Generator magnetische veldbedrading
Verwijder de spijker van het frame en plak het uiteinde van de draad op de doos. Begin de draad rond de doos te wikkelen. U hebt honderden spoelen rond het frame nodig om een aanzienlijk magnetisch veld te maken dat u kunt meten. U kunt overwegen de magneten in het frame te plaatsen terwijl u het wikkelt om het frame sterk en veilig genoeg te maken om de kracht te weerstaan waarmee de draad eromheen wordt gewikkeld.
Plaats de nagel terug in de twee gaten en bevestig twee magneten in het frame aan beide zijden van de nagel. Gebruik hete lijm om ervoor te zorgen dat ze blijven zitten in tegenstelling tot tape of ander materiaal dat geen elektrische stroom geleidt. Verbind de uiteinden van de draad met de twee uiteinden van de gloeilamp en draai je nagel om te zien of deze oplicht. Probeer zo mogelijk de magnetische nagel te draaien om deze zo snel mogelijk te draaien.
Zelfgemaakte dynamogenerator testen
Deze hobbydynamo of doe-het-zelfgenerator zou moeten werken door het magnetische veld om te zetten dat de beweging van de nagel in de stroom opwekt om het licht te voeden. Het magnetische veld zou een spanning in de wikkelingen van de draden moeten induceren. U kunt een ander soort zelfgemaakte dynamogenerator maken met behulp van andere methoden, zoals het variëren van het aantal wikkelingen van de spoel, met behulp van verschillende maten van de spoel en met behulp van verschillende magnetische spoelmaterialen.
Gloeilampen met een hogere spanning kunnen effectiever werken omdat ze kunnen oplichten met kleinere hoeveelheden stroom. LED-verlichting werkt mogelijk nog beter omdat ze ook kunnen oplichten met kleine hoeveelheden stroom. Krachtiger generatoren kunnen worden gebruikt om hele circuits van gloeilampen van stroom te voorzien.
DIY Generator energie omzetten
Deze doe-het-zelf generator is een voorbeeld van een wisselstroomgenerator (wisselstroom). De stroom aan de uiteinden van de twee draden die op de gloeilamp worden aangesloten, wisselt tussen de voorwaartse en achterwaartse richting telkens wanneer u de magneet draait. Bij elke rotatie van de magneet ondergaat de stroom een voorwaartse halve cyclus en een omgekeerde halve cyclus, en de stroom wisselt tussen hen met behulp van een sinusvorm. In de meeste huishoudelijke apparaten is wisselstroom aanwezig.
Dit type hobbydynamo laat zien hoe magnetische generatoren mechanische energie omzetten in elektromagnetische energie. Wanneer u een galvanometer, een instrument om elektrische stroom te meten, om de hoeveelheid stroom te meten die door een generator of draad gaat, kunt u de naald van het instrument zien afbuigen. U kunt deze verandering in het magnetische veld van de dynamo meten om te testen hoe sterk deze is. Wetenschappers en ingenieurs blijven het potentieel van magnetische motoren bestuderen om de motorefficiëntie te verbeteren.
In industriële omgevingen wikkelen commerciële elektrische generators wikkelingen van draad strak rond cirkelvormige arrangementen van magneten.Het magnetische veld van de spoel veroorzaakt een elektromagnetische kracht in de magneten. Waterkrachtcentrales zetten mechanische energie om door een waterturbine door de kracht van vallend water. Deze generatorconversie van mechanische naar elektrische energie staat in contrast met die van motoren, die elektrische energie omzetten in mechanische energie.
Magnet Dynamo Physics
U kunt het berekenen elektromotorische kracht (emf) geproduceerd door het aantal spoelen in uw generator met behulp van de vergelijking V = NBAω sin ωt voor emf-spanning V, aantal spoelen N, magnetisch veld B, gebied waarover de spoelen zijn gerangschikt EEN, hoekfrequentie ω ("omega") en in de loop van de tijd t. De hoekfrequentie meet de frequentie, het aantal elektriciteitsgolven dat in een seconde over een enkele locatie gaat, vermenigvuldigd met 2π.
Je kunt een magneetdynamo behandelen alsof het een elektrische generator is, omdat elektriciteit en magnetisme beide deel uitmaken van dezelfde kracht. Veranderingen in een elektrisch veld creëren een magnetisch veld terwijl veranderingen in een magnetisch veld een elektrisch veld creëren. Terwijl deze doe-het-zelfgenerator laat zien hoe een magnetisch veld een elektrische stroom kan creëren, kunnen andere waarnemingen u tonen hoe elektriciteit magnetische fenomenen kan veroorzaken als onderdeel van dezelfde elektromagnetische kracht.
Als u een magnetisch kompas in de buurt van een draad in een elektrisch circuit zou plaatsen, zou u afbuiging van de kompasnaald opmerken. Dit gebeurt omdat de stroom door de draden in het circuit magnetische velden veroorzaakt waardoor de kompasnaald van richting verandert. Kompassen zijn gebouwd om te reageren op veranderingen in het magnetische veld van de aarde, zodat de aanwezigheid van een extern magnetisch veld ook deze afbuiging zou veroorzaken.
Deze fundamentele verbinding tussen elektriciteit en magnetisme betekent ook dat u uw eigen elektrische generator op dezelfde manier kunt maken als de magnetische. Een magnetisch object rond een draadspoel spinnen zou zowel een elektrisch als een magnetisch veld genereren. Voor andere creatieve ideeën zijn mogelijk krachtigere bronnen van mechanische energie nodig, zoals fietsmachines of windmolens om op dezelfde manier elektriciteit op te wekken.