I vår värld är ganska många människor engagerade i hemgjorda experiment i hemlaboratorier och verkstäder. För vissa är det ett sätt att hävda sig, för andra är det en önskan att utveckla sina förmågor. Så tänk om det är ett experiment gjort av hastigt limmade delar. Huvudsaken är att enheten eller kretsen fungerar. Idag kommer vi att analysera just en sådan uppfinning, gjord praktiskt taget på våra knän. Den bygger dock på orubbliga principer och fysikens lagar som inte kan förnekas.
Vi kommer att prata om en ficklampa som fungerar utan batterier. Kanske har någon redan sett på Internet den enklaste Faraday-generatorn, som låter dig tända en liten Ljusdiod. Sammansättningar från ett nästan urladdat batteri, autotransformator och transistor, som kan driva med en initial spänning på tiondels volt Ljusdiod på 3V är inte heller ovanligt längre.
Här gick författaren lite längre, moderniserade enhetskretsen, lade till en likriktare, en superkondensator (jonistor), motstånd och helt eliminera strömkällan.Som ett resultat har ficklampans funktion blivit mycket mer stabil och effektiv. Och skakar du fodralet i några minuter kan det laddas länge LED. Hur det fungerar? Låt oss ta reda på det.
Funktionsprincip
Apparaten består av flera induktorer som du kan montera själv. Den primära induktorn fungerar faktiskt som en strömkälla eller ersätter helt sin vanliga motsvarighet - batteriet. På grund av rörelsen av en stav av permanentmagneter i den induceras en elektrisk ström. På grund av de oscillerande rörelserna i magnetfältet skapas elektriska vågor som utgår från spolen med en viss frekvens. En likriktare eller diodbrygga hjälper till att stabilisera dem och omvandla dem till likström.
Utan en lagringskapacitet skulle en sådan enhet ständigt behöva skakas, så nästa element i kretsen är en superkondensator som kan laddas som ett batteri. Därefter ansluts en step-up transformator eller spänningsomvandlare, som består av en toroidformad ferritspole och två lindningar - bas och kollektor. Antalet varv kan vara detsamma, och är vanligtvis 20-50. Transformatorn har en mittanslutning i motsatta ändar av båda lindningarna och tre utgångar till transistorn. Autotransformatorn ökar små strömpulser till tillräckligt många för drift LED, och en bipolär transistor är ansluten för att styra dem. En liknande elektrisk krets har olika namn i olika källor: joule-tjuv, blockeringsgenerator, Faraday-generator, etc.
Den nödvändiga resursbasen för hemgjorda produkter
Material:
- PVC-rör, diameter 20 mm;
- Koppartråd, diameter – 0,5 mm;
- Låg effekt omvänd ledningstransistor;
- Neodymmagneter är runda, storlek 15x3 mm;
- Diodbrygga eller likriktare 2W10;
- Motstånd;
- Superkondensator eller jonistor 1F 5,5V
- Växla knapp;
- Ljusdiod vit eller blå vid 5V;
- Genomskinligt lim av epoxihartstyp;
- Varmt lim;
- Bitar av plywood, bomullsull;
- Kopparledningsisolering.
- Lödkolv;
- Lim pistol;
- Bågfil för metall;
- Fil, sandpapper.
Ficklampa tillverkningsprocessen
Vi kommer att göra ficklampans kropp från PVC-rör. Markera ett segment som är 16 cm långt och skär det med en bågfil.
Från mitten av segmentet markerar vi 1,5 cm i varje riktning. Detta resulterar i ett slingrande område på 3 cm brett.
Därefter tar vi en koppartråd med ett tvärsnitt på 0,5 mm, lämnar ena änden ca 10-15 cm lång och lindar tråden på ficklampans kroppsrör enligt markeringarna manuellt. Du kommer att behöva linda ganska mycket, mer än ett halvt tusen varv. De första av dem kan fixas med lim. Vi trycker den första raden av spolarna tätt mot varandra och gör det strikt konsekvent.
Vid sina maxpunkter bör lindningen vara ungefär en halv centimeter tjock. Vi rengör båda ändarna av tråden med sandpapper för pålitlig lödning.
Den rörliga magnetiska kärnan i spolen kan vara antingen solid eller monterad i delar. Neodymmagneter väljs enligt PVC-rörets innerdiameter. Den erforderliga längden på magnetstaven erhålls experimentellt, genom vars vibrationer en elektrisk ström kommer att skapas.
Författaren använde tio 3 mm tjocka magneter för att få en längd som var så rationell som möjligt för sådana vibrationer, och samtidigt lika med lindningens bredd.
På oscilloskopskalan kan du se skillnaden mellan potentialerna som erhålls från vibrationerna från en och tio magneter. Författaren fick en spänning på 4,5V från oscillationerna av magnetstaven. Den visar också tydligt sinusoidens cyklicitet i intervall med varierande frekvens.
I det här skedet, efter författarens exempel, kan du ansluta en lysdiod direkt till spolens utgångsändar och kontrollera dess prestanda. Som du kan se på bilden reagerar lysdioden på magnetstavens rörelse och den pulsström som den skapar.
Nu måste du plugga båda ändarna av röret för att inte hålla dem med händerna medan du skakar. För att göra detta, använd samma bågfil för att skära ut flera fläckar av plywood, bearbeta kanterna med en fil, fodra dem med bomullsull på baksidan för att mjuka upp dem och lägg dem på lim så att de inte faller ut.
Det är dags att ansluta likriktaren. Diagrammet som visas på bilden visar vilka två av dess fyra kontakter som är anslutna till spolen. En sådan diodbrygga kan ta emot växelström och leverera likström i strikt en riktning.
En step-up autotransformator hjälper till att omvandla låga spontana pulser från primärspolen till tillräcklig spänning för att driva lysdioden på grund av självinduktionen av en av lindningarna - kollektorn. Eftersom den är ansluten till baslindningen kommer en konstant och stabil elektrisk ström att tillföras superkondensatorn i tillräcklig mängd. Motståndet kommer att begränsa överskridandet av tillåtna värden. En kondensator med tillräcklig kapacitet valdes också av författaren experimentellt med hjälp av mätningar av utgående signaler med ett oscilloskop.
Denna krets är sluten av en omvänd bipolär transistor, som styr den inkommande elektriska strömmen till lysdioden.Du kan montera kretsen utan ett kort, eftersom det inte finns många delar. Vi monterar omkopplarknappen på en av kontakterna som kommer från autotransformatorn.
Författaren valde att sätta ihop sin improviserade ficklampsdesign med hjälp av varmt lim och samtidigt förbättra isoleringen av kontaktgrupperna. Omkopplarknappen är placerad på sidan av ficklampans kropp. Författaren klistrade in huvudelementen i kretsen ovanpå varandra från en av ändarna. Stängningselementet förblir LED, som kan förstärkas med skyddsglas eller en reflektor.
Trots det fula utseendet på enheten, lämplig endast för laboratorieexperimentella hemgjorda produkter, är en sådan ficklampa ganska funktionell och kommer ibland inte att låta mörkret försvinna. Det är lätt att montera en sådan krets hemma och till minimal kostnad. Och den totala avsaknaden av batterier gör den till en verkligt användbar enhet för olika nödsituationer.
