AMŽINAS FARADĖJAUS ŽIBINTUVĖLIS BE BATERIJŲ

Send

Mūsų pasaulyje gana daug žmonių užsiima namų eksperimentais namų laboratorijose ir dirbtuvėse. Vieniems tai yra būdas patvirtinti save, kitiems - norą tobulinti savo sugebėjimus. O kas, jei tai skubotai priklijuotų dalių eksperimentas. Svarbiausia, kad prietaisas ar grandinė turėtų veikti. Šiandien mes analizuosime tik tokį išradimą, padarytą praktiškai ant mūsų kelių. Tačiau jis remiasi nepajudinamais fizikos principais ir įstatymais, kurių negalima paneigti.
Kalbama apie žibintuvėlį, kuris veikia be baterijų. Galbūt kažkas jau pamatė paprasčiausią „Faraday“ generatorių internete, kuris leidžia apšviesti nedidelį šviesos diodą iš kelių laidininko judesių apvijoje. Taip pat nėra neįprasti mazgai iš beveik išsikrovusio akumuliatoriaus, autotransformatoriaus ir tranzistoriaus, galinčio tiekti 3 V šviesos diodą esant pradinei dešimties voltų įtampai.
Čia autorius nuėjo šiek tiek toliau, atnaujindamas įrenginio grandinę, pridėdamas lygintuvą, superkondensatorių (jonistorių), atsparumą ir visiškai pašalindamas energijos šaltinį. Dėl to žibintuvėlio darbas tapo daug stabilesnis ir efektyvesnis. O jei dėžutė keletą minučių purtoma, ilgą laiką ji gali būti įkraunama. LED veikia. Kaip tai veikia? Leiskime tai teisingai.

Darbo principas

Prietaisą sudaro keli induktoriai, kuriuos galite surinkti patys. Pirminis induktorius iš tikrųjų tarnauja kaip energijos šaltinis arba visiškai pakeičia jam pažįstamą kolegą - akumuliatorių. Dėl joje esančių nuolatinių magnetų strypo judėjimo sukeliama elektros srovė. Dėl virpesių judesių magnetiniame lauke sukuriamos elektrinės bangos, sklindančios iš ritės tam tikru dažniu. Lygintuvas arba diodinis tiltas padeda juos stabilizuoti ir paversti į nuolatinę srovę.
Be akumuliacinės talpos tokį įrenginį reiktų nuolat purtyti, todėl kitas grandinės elementas yra superkondensatorius, galintis įkrauti pagal akumuliatoriaus tipą. Toliau yra prijungtas pakopinis transformatorius arba įtampos keitiklis, kurį sudaro toroidinė ferito ritė ir dvi apvijos - pagrindas ir kolektorius. Posūkių skaičius gali būti vienodas ir paprastai yra 20–50. Transformatorius turi vidurio taško jungtį priešinguose abiejų apvijų galuose ir tris išėjimus į tranzistorių. Autotransformatorius padidina silpnus srovės impulsus iki pakankamo, kad šviesos diodas veiktų, o jiems valdyti prijungtas bipolinis tranzistorius. Panaši elektros grandinė turi skirtingus pavadinimus skirtinguose šaltiniuose: džaulių vagis, blokuojantis generatorius, Faradėjaus generatorius ir kt.

Būtina išteklių bazė namie

Medžiagos:

PVC vamzdis, skersmuo 20 mm;
Varinė viela, skersmuo - 0,5 mm;
Mažos galios atvirkštinio laidumo tranzistorius;
Neodimio magnetai apvalūs, dydis 15x3 mm;
Diodų tiltas arba lygintuvas 2W10;
Rezistorius;
Superkondensatorius arba jonistorius 1F 5,5 V
Mygtukų jungiklis;
LED baltas arba mėlynas, esant 5 V;
Skaidraus klijų tipo epoksidinė medžiaga;
Karšti klijai;
Fanera, medvilnė;
Vario laidų izoliacija.

Įrankiai

Lituoklis;
Karštų klijų pistoletas;
Metaliniai pjūklai;
Byla, švitrinis popierius.

Žibintuvėlių gamybos procesas

Žibintuvėlio korpusas bus pagamintas iš PVC vamzdžio. Mes pažymime 16 cm ilgio segmentą ir supjaustome metaliniu metalo pjūviu.

Nuo segmento centro pažymėkite 1,5 cm kiekviena kryptimi. Pasirodo, 3 cm pločio apvijos zona.

Toliau mes paimame varinę vielą, kurios skerspjūvis yra 0,5 mm, vieną jos galą paliekame maždaug 10–15 cm ilgio ir pagal rankinį žymėjimą viela apvyniojame ant žibintuvėlio vamzdžio korpuso. Reikės vėjo gana daug, daugiau nei penki šimtai posūkių. Pirmuosius kelis iš jų galima pritvirtinti klijais. Pradinė ritės eilė yra sandariai prispaudžiama viena prie kitos, ir mes ją padarome griežtai nuoseklią.

Maksimaliuose taškuose apvijos storis turėtų būti maždaug pusė centimetro. Abu vielos galus nuvalome švitriniu popieriumi, kad būtų galima patikimai sukišti.

Judančioji ritės magnetinė šerdis gali būti vientisa arba sujungta dalimis. Neodimio magnetai parenkami atsižvelgiant į vidinį PVC vamzdžio skersmenį. Eksperimentu įgyjamas reikiamas magnetinio strypo ilgis, kurio virpesiams pasibaigus bus sukurta elektros srovė.

Autorius panaudojo dešimt magnetų, kurių storis 3 mm, kad gautų maksimalų racionalų tokių virpesių ilgį ir tuo pačiu lygų apvijos pločiui.

centre

Osciloskopo skalėje galite pamatyti skirtumus tarp potencialų, gaunamų iš vieno ir dešimties magnetų virpesių. Autorius iš magnetinio strypo virpesių gavo 4,5 V įtampą. Tai taip pat aiškiai parodo sinuso bangos cikliškumą skirtingo dažnio intervalais.

Šiame etape, remiantis autoriaus pavyzdžiu, galima tiesiogiai prijungti šviesos diodą prie išeinančių ritės galų ir patikrinti jo veikimą. Kaip galima pamatyti nuotraukoje, šviesos diodas reaguoja į magnetinio strypo judėjimą ir jo paties sukuriamą impulsų srovę.

Dabar reikia prislopinti abu vamzdelio galus, kad drebėjimo metu jų nelaikytum rankomis. Norėdami tai padaryti, naudokite tą patį pjūklą, iš faneros iškirpdami keletą dėmių, kraštus apdorokite failu, padėkite medvilninį tamponą ant nugaros, kad suminkštėtų, ir užklijuokite juos klijais, kad jie neiškristų.

Buvo eilė prijungti lygintuvą. Nuotraukoje pavaizduota schema parodo, kurie du iš keturių kontaktų iš keturių yra prijungti prie ritės. Toks diodinis tiltas sugeba priimti kintamąją srovę ir suteikia pastovią griežtai viena kryptimi.

Pagreitėjęs autotransformatorius padės paversti žemus spontaninius impulsus iš pirminės ritės į pakankamą įtampą, kad šviesos diodas galėtų veikti dėl vienos iš apvijų - kolektoriaus - indukcijos. Kadangi jis yra prijungtas prie bazinės apvijos, superkondensatoriui bus tiekiama pastovi ir stabili elektros srovė. Rezistorius apribos leistinų verčių viršijimą. Autorius taip pat eksperimentiškai pasirenka pakankamos talpos kondensatorių, naudodamas matuojamus siunčiamus signalus osciloskopu.

Ši grandinė uždaroma atvirkštinio laidumo bipoliniu tranzistoriumi, kuris kontroliuoja gaunamą elektros srovę į LED. Galite surinkti grandinę be lentos, nes dalių nėra tiek daug. Įdiegiame jungiklio mygtuką ant vieno iš kontaktų, gaunamų iš autotransformatoriaus.

Autorius linkėjo montuoti savo improvizuotą žibintuvėlio dizainą ant karštų klijų, tuo pačiu pagerindamas kontaktinių grupių izoliaciją. Perjungimo mygtukas yra žibintuvėlio šone. Tačiau autorius įklijavo pagrindinius grandinės elementus vienas ant kito iš vieno galo. Šviesos diodas išlieka fiksavimo elementu, kurį galima pagardinti apsauginiu stiklu ar atšvaitu.

Nepaisant nepretenzingo įrenginio išvaizdos, tinkančio tik laboratoriniams ir eksperimentiniams namų darbams, toks žibintuvėlis yra visiškai funkcionuojantis ir prireikus neleis išnykti tamsoje. Surinkti tokią schemą nėra sunku namuose ir už minimalias išlaidas. Visiškas baterijų trūkumas daro jį tikrai naudingu prietaisu įvairioms kritinėms situacijoms.