Ми не будуватимемо електростанцію, підключену до загальної електромережі. Ми створимо невеликий експериментальний генератор для демонстраційних цілей. Незалежно від того, чи йдеться про вироблення електроенергії для міста або забезпечення електрикою однієї світлодіодної лампи, фізичні явища залишаються однаковими.
Генератор – це, по суті, перетворювач енергії. Він перетворює кінетичну енергію (рух) чи теплову енергію на електричну. Основний принцип простий: магнітне поле, що змінюється, індукує електричний струм у котушках. Для складання не потрібен докторський ступінь. Вам знадобляться лише провід, магніти та щось, що може обертатися.
Нижче описано, як зібрати базову робочу модель.
Компоненти та збірка
Спочатку потрібно вибрати основний двигун. Що забезпечуватиме обертання? Найкращий вибір – велотренажер. Підходить будь-яка вісь, здатна обертатися.
Далі створіть якір. Візьміть мідний дріт і скрутіть його у велике кільце. Зробіть кінці для підключення зручними. Чим більше витків, тим вища напруга. Це пряма залежність.
Прикріпіть це кільце до джерела енергії. Якщо ви використовуєте велосипед, закріпіть кільце на осі. Переконайтеся, що він надійно закріплений. Уникайте контакту з педалями та частинами, що рухаються. Тертя знижує ефективність.
Далі поговоримо про магнітні поля. Розмістіть сильний магніт навколо котушки. Кільце повинне вільно обертатися між ними. Вирівняйте магнітні полюси так, щоб максимізувати силу магнітного поля. Розмістіть південний полюс одного магніту навпроти північного полюса сусіднього магніту. Це створює сильне концентроване магнітне поле у центрі котушки.
Підключіть вихід до навантаження. У базовому тесті джерело енергії підключається до батареї або маленької лампочки і перевіряється струм.
Педаль. обертання. Коли кільце обертається магнітному полі, магнітний потік змінюється. Електрони рухаються. Ви згенерували електрику.
«Генератор перетворює теплову або кінетичну енергію на електричну, захоплюючи кінетичну енергію».
Розбір саморобного генератора
Чи практично будувати власний генератор? Абсолютно. Хоча цей посібник охоплює невеликі моделі, в інтернеті повно інструкцій зі створення більших і складніших пристроїв. Шукайте конкретні розміри залежно від ваших потреб у потужності.
Які матеріали насправді задіяні? Справжній генератор вимагає рами, валу, що обертається, підшипників, обмоток збудження, якоря, статора (нерухомої магнітної частини), колектора і щіткового вузла. Для нашого експерименту ми зводимо все до essentials: дроти, магніти і механізми, що обертаються.
Чи може будь-який двигун стати генератором? Майже будь-хто. Більшість двигунів можуть виробляти струм, якщо вони правильно підключені, розраховані на навантаження та дотримуються їх робочих меж. Найголовніше – узгодити потужність вашого двигуна з потужністю, яку ви хочете забезпечити.
Як це працює на практиці? Це завдяки електромагнітної індукції. Рух захоплюється. Ця кінетична енергія передається на дротяне кільце. Коли котушка проходить через лінії магнітного поля, створюється електрорушійна сила. Результатом є електрика.
Наука тут стара. Застосування гнучке. Просто почніть обертати.
