Nie zbudujemy elektrowni podłączonej do sieci publicznej. Stworzymy mały eksperymentalny generator do celów demonstracyjnych. Niezależnie od tego, czy chodzi o wytwarzanie energii elektrycznej dla miasta, czy o zasilanie pojedynczej żarówki LED, fizyka jest taka sama.
Generator jest zasadniczo konwerterem energii. Przekształca energię kinetyczną (ruchu) lub energię cieplną w energię elektryczną. Podstawowa zasada jest prosta: zmienne pole magnetyczne indukuje prąd elektryczny w cewkach. Do montażu nie jest wymagany doktorat. Wszystko czego potrzebujesz to drut, magnesy i coś, co może się obracać.
Poniżej przedstawiono sposób montażu podstawowego działającego modelu.
Komponenty i montaż
Najpierw musisz wybrać główny silnik. Co zapewni rotację? Najlepszym wyborem będzie rower treningowy. Odpowiednia jest każda oś, która może się obracać.
Następnie utwórz kotwicę. Weź miedziany drut i skręć go w duży pierścień. Spraw, aby końcówki połączeń były wygodne. Im więcej zwojów, tym wyższe napięcie. To jest bezpośredni związek.
Przymocuj ten pierścień do źródła energii. Jeśli korzystasz z roweru, przymocuj pierścień do osi. Upewnij się, że jest bezpiecznie zamocowany. Unikaj kontaktu z pedałami i ruchomymi częściami. Tarcie zmniejsza wydajność.
Następnie porozmawiajmy o polach magnetycznych. Umieść silny magnes wokół cewki. Pierścień powinien swobodnie obracać się pomiędzy nimi. Dopasuj bieguny magnetyczne, aby zmaksymalizować siłę pola magnetycznego. Umieść południowy biegun jednego magnesu naprzeciwko północnego bieguna sąsiedniego magnesu. Tworzy to silne, skoncentrowane pole magnetyczne w środku cewki.
Podłącz wyjście do obciążenia. W podstawowym teście źródło zasilania podłącza się do baterii lub małej żarówki i sprawdza się natężenie prądu.
Pedał. Obrót. Kiedy pierścień obraca się w polu magnetycznym, zmienia się strumień magnetyczny. Elektrony się poruszają. Wygenerowałeś prąd.
„Generator przekształca energię cieplną lub kinetyczną w energię elektryczną poprzez wychwytywanie energii kinetycznej.”
Analiza domowego generatora
Czy praktyczne jest zbudowanie własnego generatora? Absolutnie. Chociaż ten przewodnik dotyczy małych modeli, Internet jest pełen instrukcji budowania większych, bardziej złożonych urządzeń. Poszukaj konkretnych rozmiarów w zależności od potrzeb w zakresie zasilania.
Z jakich materiałów faktycznie korzystamy? Prawdziwy generator wymaga ramy, wału obrotowego, łożysk, uzwojeń wzbudzenia, zwory, stojana (nieruchoma część magnetyczna), komutatora i zespołu szczotek. W naszym eksperymencie sprowadzamy go do najważniejszych rzeczy: drutów, magnesów i mechanizmów obrotowych.
Czy każdy silnik może stać się generatorem? Prawie każdy. Większość silników może wytwarzać prąd, jeśli są prawidłowo podłączone, przystosowane do obciążenia i mieszczą się w granicach operacyjnych. Najważniejsze to dopasować moc swojego silnika do mocy jaką chcesz zapewnić.
Jak to działa w praktyce? Dzieje się tak na skutek indukcji elektromagnetycznej. Ruch został uchwycony. Ta energia kinetyczna jest przenoszona na pierścień z drutu. Kiedy cewka przechodzi przez linie pola magnetycznego, powstaje siła elektromotoryczna. Rezultatem jest prąd.
Nauka jest tutaj stara. Aplikacja jest elastyczna. Po prostu zacznij się obracać.
