De gamle grekerne har allerede gjettet om tilstedeværelsen av en usynlig kraft som setter visse objekter i bevegelse. Imidlertid skjedde den virkelige begynnelsen av dette emnet bare i løpet av industrialiseringsperioden på 1800-tallet. Det var da den berømte vitenskapsmannen Michael Faraday oppdaget fenomenet elektromagnetisk induksjon, som forklarer forekomsten av elektrisk strøm i et magnetfelt når en leder beveger seg i det. I dag inviterer vi deg til å teste denne teorien eksperimentelt.
Essensen av eksperimentet er produksjonen av en elektromekanisk omformer basert på en DC-motor, som vil rotere magneter plassert i induktorens ramme. Som et resultat av eksitasjonen av magnetiske felt og utseendet til elektromagnetisk emf ved utgangen, får vi en elektrisk strøm.Opplevelsen er også interessant fordi spenningsverdiene som oppnås vil være større enn de som brukes på drift av motoren. Men først ting først.
Materialer – Verktøy
- 3V DC motor;
- Neodym firkantede magneter 10x8 mm;
- Stålstang med et tverrsnitt på 2-3 mm;
- Kobbertråd i lakkert isolasjon;
- Biter av plast;
- 3,7 V batteri;
- Kobber ledninger; varmekrympe;
- Superlim.
Verktøyet vi trenger til arbeidet er: en loddebolt med loddetinn, en lighter, en kniv og tang med tang. En tester vil være nødvendig for de som ønsker å måle utgangsspenningen på omformeren.
Montering av en elektromekanisk spenningsomformer
Vi lager to små statorrammer av en stålstang. Bruk en tang til å bøye omrisset og skjær av overflødig. Endene av spolene skal også bøyes (bilde).
Vi kobler rammene med superlim og legger varmekrympe på midten. Vi varmer den opp med en lighter, og får dermed en isolert spolekjerne.
Til vikling bruker vi tynn kobbertråd i lakkert isolasjon. Den må vikles rundt isolatorområdet. Antall svinger – 600.
Etter fullføring av viklingen forlater vi to ender av spolen - de første og siste. Vi fjerner isolasjonen ved å brenne den med en vanlig lighter. Dette blir statoren.
På motorakselen fester vi et par guider laget av plastbiter for neodymmagneter ved hjelp av superlim. Vi plasserer dem på motsatte sider av akselen for å øke kontaktområdet med magnetene.
Vi fester neodymmagneter til skaftet ved hjelp av superlim. Vær oppmerksom på at de kun kan kobles til hvis de har forskjellig polaritet. Dette vil være rotoren til omformeren vår.
Vi kuttet to strimler av tynn plast til størrelsen på motoren og rammen. De kan bøyes litt ved å varme opp midten med en lighter.
Lim strimlene til motorkroppen. Deretter fester vi statorrammen slik at dens åpne ender, uten å berøre magnetene, plasseres i midten av rotoren.
Vår enkleste mikrokonverter er klar. Alt som gjenstår er å koble til motoren, lodde endene med kontakter og supplere hele kretsen med en strømforsyning. Et vanlig 3,7 V litiumbatteri fra en bærbar datamaskin egner seg som strømforsyning.
Målinger med en tester viser en utgangsspenning som er en størrelsesorden høyere enn inngangsspenningen, noe som betyr at denne kretsen fungerer ganske bra.
Konklusjon
For rettferdighetens skyld er det verdt å merke seg at elektromekaniske omformere ble en saga blott med fremkomsten av elektroniske mikrokretser og transistorer. I dag kan du kjøpe ferdige spenningsforsterkende moduler som lar deg få høy ytelse på omtrent 50 V fra et konvensjonelt 3,2 -3,7 V batteri. De er lydløse, kompakte og rasjonelle, fordi du med deres hjelp kan drive 12 og 24 V enheter slik som , som kjølere og trinnmotorer med bare ett batteri!
