LANTERNA ETERNĂ FARADAY FĂRĂ BATERII

Send

În lumea noastră, o mulțime de oameni sunt angajați în experimente făcute acasă în laboratoare și ateliere de casă. Pentru unii, aceasta este o modalitate de a se afirma, pentru alții, dorința de a-și dezvolta abilitățile. Și ce se întâmplă dacă acesta este un experiment cu piese lipite în grabă. Principalul lucru este ca dispozitivul sau circuitul să funcționeze. Astăzi vom analiza doar o astfel de invenție, făcută practic în genunchi. Cu toate acestea, se bazează pe principii și legi ale fizicii de necontestat, care nu pot fi negate.
Este vorba despre o lanternă care funcționează fără baterii. Poate că cineva a văzut deja cel mai simplu generator Faraday pe Internet, care vă permite să aprindeți un mic LED din mai multe mișcări ale conductorului în înfășurare. Nu sunt mai puțin frecvente ansamblurile dintr-o baterie aproape moartă, un autotransformator și un tranzistor, care sunt capabile să furnizeze un LED 3V la o tensiune inițială de zeci de volți.
Aici, autorul a mers puțin mai departe prin modernizarea circuitului dispozitivului, adăugând un redresor, supercapacitor (ionistor), rezistență și eliminând complet sursa de alimentare. Drept urmare, munca lanternei a devenit mult mai stabilă și mai eficientă. Și dacă carcasa este zguduită timp de câteva minute, poate fi încărcată pentru o lungă perioadă de timp de funcționare a LED-ului. Cum funcționează? Hai să înțelegem.

Principiul de lucru

Aparatul este format din mai mulți inductori, pe care îi puteți asambla. Inductorul principal servește de fapt ca sursă de alimentare sau înlocuiește complet omologul său familiar - o baterie. Datorită mișcării unei tije de magneți permanenți în ea, este indus un curent electric. Datorită mișcărilor oscilatorii într-un câmp magnetic, sunt generate unde electrice, care provin din bobină cu o anumită frecvență. Rectificatorul sau podul cu diode ajută la stabilizarea lor și la transformarea în curent continuu.
Fără un rezervor de stocare, un astfel de dispozitiv ar trebui să fie zguduit constant, prin urmare, următorul element din circuit este un supercapacitor care se poate reîncărca după tipul de baterie. În continuare, este conectat un transformator gradat sau convertor de tensiune, care constă dintr-o bobină de ferită toroidă și două înfășurări - baza și colectorul. Numărul de ture poate fi același și este de obicei 20-50. Transformatorul are o conexiune la punctul mijlociu la capetele opuse ale ambelor înfășurări și trei ieșiri la tranzistor. Autotransformatorul mărește impulsurile de curent slab la suficient pentru ca LED-ul să funcționeze și un tranzistor bipolar este conectat pentru a le controla. Un circuit electric similar are denumiri diferite în surse diferite: un hoț de joule, un generator de blocare, un generator Faraday etc.

Baza de resurse necesară pentru casă

materiale:

Țevi din PVC, diametru 20 mm;
Fir de cupru, diametru - 0,5 mm;
Tranzistor cu conductivitate inversă cu putere redusă;
Magneți neodim rotunzi, dimensiuni 15x3 mm;
Podul de diodă sau redresorul 2W10;
rezistor;
Supercapacitor sau Ionistor 1F 5.5V
Comutator pentru butoane;
LED alb sau albastru la 5V;
Adeziv transparent tip epoxidic;
Clei fierbinte;
Bucăți de placaj, bumbac;
Cabluri de cupru izolate.

Instrumente:

Fier de lipit;
Pistol cu clei fierbinte;
Ferastraie pentru metal;
Fișier, șmirghel.

Procesul de fabricație a lanternei

Corpul lanternei va fi din țeavă din PVC. Marcăm un segment lung de 16 cm și îl tăiem cu un ferăstrău pentru metal.

Din centrul segmentului marcați 1,5 cm în fiecare direcție. Se dovedește o zonă pentru o înălțime de 3 cm lățime.

În continuare, luăm un fir de cupru cu o secțiune transversală de 0,5 mm, lăsăm un capăt al acestuia cu o lungime de aproximativ 10-15 cm și înfășurăm firul pe corpul tubului al lanternei în conformitate cu marcajul manual. Va fi necesar să se vântă destul de mult, mai mult de cinci sute de viraje. Primele dintre ele pot fi fixate cu lipici. Rândul inițial al bobinei este strâns presat între ele și îl facem strict consecvent.

În punctele maxime, înfășurarea trebuie să aibă grosimea de aproximativ jumătate de centimetru. Curățăm ambele capete ale firului cu șmirghel pentru o aderență fiabilă.

Nucleul magnetic în mișcare al bobinei poate fi integral sau asamblat în părți. Magneții de neodim sunt selectați în funcție de diametrul interior al tubului din PVC. Lungimea necesară a tijei magnetice este obținută experimental, prin oscilațiile cărora se va crea un curent electric.

Autorul a folosit zece magneți cu o grosime de 3 mm pentru a obține lungimea rațională maximă pentru astfel de vibrații și, în același timp, egală cu lățimea înfășurării.

centru

Pe scara osciloscopului puteți vedea diferența dintre potențialele obținute din oscilațiile unuia și zece magneți. Autorul a primit o tensiune de 4,5 V din oscilațiile tijei magnetice. De asemenea, arată clar ciclicitatea undei sinusoidale la intervale de frecvență variabilă.

În această etapă, conform exemplului autorului, este posibil să conectați un LED direct la capetele de ieșire ale bobinei și să verificați funcționalitatea acestuia. După cum se poate vedea în fotografie, LED-ul răspunde la mișcarea tijei magnetice și la curentul puls creat de ea însăși.

Acum trebuie să mușești ambele capete ale tubului, pentru a nu le ține cu mâinile în timp ce se agită. Pentru a face acest lucru, utilizați același ferăstrău pentru a tăia câteva pete de la placaj, prelucrați marginile cu un dosar, așezați un tampon de bumbac pe spate pentru a se înmuia și a le pune pe lipici, astfel încât să nu cadă.

A venit rândul să conectăm redresorul. Diagrama prezentată în fotografie arată care două dintre cele patru contacte ale sale din patru sunt conectate la bobină. Un astfel de pod de diodă este capabil să primească curent alternativ și să dea o constantă strict într-o direcție.

Autotransformatorul intensificat va ajuta la transformarea impulsurilor spontane scăzute de la bobina primară în tensiune suficientă pentru ca LED-ul să funcționeze din cauza auto-inducerii uneia dintre înfășurări - colector. Deoarece este conectat la înfășurarea de bază, un superioară condensator va fi furnizat cu un curent electric constant și stabil. Rezistorul va limita excesul de valori admise. Un condensator cu o capacitate suficientă este, de asemenea, selectat experimental de către autor folosind măsurători ale semnalelor de ieșire de către un osciloscop.

Tranzistorul bipolar cu conductivitate inversă închide acest circuit, care controlează curentul electric care intră la LED. Puteți asambla circuitul fără o placă, deoarece nu există atât de multe piese. Instalăm butonul de comutare pe unul dintre contactele care provin de la autotransformator.

Autorul a preferat să asambleze designul improvizat al lanternei pe lipici fierbinte, îmbunătățind în același timp izolarea grupurilor de contact. Butonul de comutare este situat în partea laterală a lanternei. Cu toate acestea, autorul a lipit elementele principale ale circuitului unul de la altul de la unul dintre capete. LED-ul rămâne elementul de blocare, care poate fi înnobilat cu sticlă de protecție sau reflector.

În ciuda aspectului nepretențios al dispozitivului, potrivit numai pentru lucrări de laborator experimentale de casă, o astfel de lanternă este destul de funcțională și, dacă este necesar, nu va permite întunericul să dispară. A asambla o astfel de schemă nu este dificil acasă și la costuri minime. Iar lipsa completă a bateriilor îl face un dispozitiv cu adevărat util pentru diferite situații de urgență.