ETERNAL FARADAY FLASHLIGHT BEZ BATERII

Send

W naszym świecie sporo ludzi bierze udział w domowych eksperymentach w domowych laboratoriach i warsztatach. Dla niektórych jest to sposób na potwierdzenie siebie, dla innych chęć rozwijania swoich umiejętności. A jeśli to eksperyment pośpiesznie sklejonych części. Najważniejsze, że urządzenie lub obwód powinien działać. Dzisiaj będziemy analizować właśnie taki wynalazek, wykonany praktycznie na kolanach. Opiera się jednak na niezachwianych zasadach i prawach fizyki, których nie można zaprzeczyć.
Chodzi o latarkę, która działa bez baterii. Być może ktoś już widział najprostszy generator Faradaya w Internecie, który pozwala zapalić małą diodę LED z kilku ruchów przewodnika w uzwojeniu. Zespoły z prawie rozładowanego akumulatora, autotransformatora i tranzystora, które są w stanie dostarczyć diodę LED o napięciu 3 V przy początkowym napięciu dziesiątych części wolta, również nie są rzadkie.
Tutaj autor poszedł nieco dalej, modernizując obwód urządzenia, dodając prostownik, superkondensator (jonistor), rezystancję i całkowicie eliminując źródło zasilania. W rezultacie praca latarki stała się znacznie bardziej stabilna i wydajna. A jeśli obudowa jest wstrząsana przez kilka minut, może być ładowana przez długi czas działania diody LED. Jak to działa Zróbmy to dobrze.

Zasada działania

Urządzenie składa się z kilku induktorów, które można samodzielnie zmontować. Cewka pierwotna faktycznie służy jako źródło zasilania lub całkowicie zastępuje jej znany odpowiednik - baterię. Z powodu ruchu w nim pręta z magnesami trwałymi indukowany jest prąd elektryczny. Z powodu ruchów oscylacyjnych w polu magnetycznym generowane są fale elektryczne, które emanują z cewki o określonej częstotliwości. Prostownik lub mostek diodowy pomaga je ustabilizować i przekształcić na prąd stały.
Bez pojemności takie urządzenie musiałoby być stale wstrząsane, dlatego następnym elementem w obwodzie jest superkondensator, zdolny do ładowania przez rodzaj baterii. Następnie podłączany jest transformator podwyższający napięcie lub przekształtnik napięcia, który składa się z toroidalnej cewki ferrytowej i dwóch uzwojeń - podstawy i kolektora. Liczba zwojów może być taka sama i zwykle wynosi 20-50. Transformator ma połączenie środkowe na przeciwnych końcach obu uzwojeń i trzy wyjścia do tranzystora. Autotransformator zwiększa skromne impulsy prądu do poziomu wystarczającego do działania diody LED, a do ich kontrolowania podłączony jest tranzystor bipolarny. Podobny obwód elektryczny ma różne nazwy w różnych źródłach: złodziej dżuli, generator blokujący, generator Faradaya itp.

Niezbędna baza zasobów na domowe

Materiały:

Rura PVC, średnica 20 mm;
Drut miedziany, średnica - 0,5 mm;
Tranzystor o odwrotnej przewodności niskiej mocy;
Magnesy neodymowe okrągłe, rozmiar 15x3 mm;
Mostek diodowy lub prostownik 2W10;
Rezystor;
Superkondensator lub jonizator 1F 5,5 V.
Przełącznik przyciskowy;
LED biała lub niebieska przy 5V;
Przezroczysty klej typu epoksydowego;
Gorący klej;
Kawałki sklejki bawełnianej;
Okablowanie miedziane w izolacji.

Narzędzia:

Lutownica;
Pistolet do klejenia na gorąco;
Piła do metalu;
Pilnik, papier ścierny.

Proces produkcji latarki

Korpus latarki zostanie wykonany z rury PVC. Zaznaczamy odcinek o długości 16 cm i przecinamy go piłą do metalu.

Od środka segmentu zaznacz 1,5 cm w każdym kierunku. Okazuje się strefa dla uzwojenia o szerokości 3 cm.

Następnie bierzemy drut miedziany o przekroju 0,5 mm, pozostawiamy jeden jego koniec o długości około 10-15 cm i nawijamy drut na korpus lampy latarki zgodnie z oznaczeniem ręcznym. Konieczne będzie sporo wiatru, ponad pięćset zwojów. Kilka pierwszych można naprawić za pomocą kleju. Początkowy rząd cewki jest ściśle dociśnięty do siebie, a my zapewniamy ścisłą spójność.

W maksymalnych punktach uzwojenie powinno mieć grubość około pół centymetra. Oczyszczamy oba końce drutu papierem ściernym, aby zapewnić niezawodną przyczepność.

Ruchomy rdzeń magnetyczny cewki może być integralny lub montowany w częściach. Magnesy neodymowe dobierane są zgodnie z wewnętrzną średnicą rurki PCV. Niezbędną długość pręta magnetycznego uzyskuje się eksperymentalnie, poprzez oscylacje, których powstanie prąd elektryczny.

Autor zastosował dziesięć magnesów o grubości 3 mm, aby uzyskać maksymalną racjonalną długość takich drgań, a jednocześnie równą szerokości uzwojenia.

centrum

W skali oscyloskopu widać różnicę między potencjałami uzyskanymi z oscylacji jednego i dziesięciu magnesów. Autor otrzymał napięcie 4,5 V z oscylacji pręta magnetycznego. Wyraźnie pokazuje również cykliczność fali sinusoidalnej w przedziałach o zmiennej częstotliwości.

Na tym etapie, zgodnie z przykładem autora, możliwe jest podłączenie diody LED bezpośrednio do wychodzących końców cewki i sprawdzenie jej działania. Jak widać na zdjęciu, dioda LED reaguje na ruch pręta magnetycznego i wytwarzany przez niego prąd pulsacyjny.

Teraz musisz stłumić oba końce rurki, aby nie trzymać ich rękami podczas potrząsania. Aby to zrobić, użyj tej samej piły do metalu, aby wyciąć kilka miejsc ze sklejki, przetworzyć krawędzie pilnikiem, położyć bawełniany wacik z tyłu, aby zmiękczyć i nałożyć go na klej, aby nie wypadły.

Przyszła kolej na podłączenie prostownika. Schemat pokazany na zdjęciu pokazuje, które dwa z czterech styków z czterech są podłączone do cewki. Taki mostek diodowy jest w stanie odbierać prąd przemienny i dawać stałą ściśle w jednym kierunku.

Zwiększający się autotransformator pomoże przekształcić niskie spontaniczne impulsy z cewki pierwotnej w wystarczające napięcie, aby dioda LED działała z powodu indukcji własnej jednego z uzwojeń - kolektora. Ponieważ jest on podłączony do uzwojenia podstawy, stały i stabilny prąd elektryczny będzie dostarczany do superkondensatora w wystarczającej ilości. Rezystor ograniczy przekroczenie dopuszczalnych wartości. Kondensator o wystarczającej pojemności jest również wybierany eksperymentalnie przez autora za pomocą pomiarów sygnałów wychodzących za pomocą oscyloskopu.

Obwód ten jest zamknięty dwubiegunowym tranzystorem o przewodnictwie zwrotnym, który kontroluje przychodzący prąd elektryczny do diody LED. Możesz złożyć obwód bez płytki, ponieważ nie ma tak wielu części. Instalujemy przycisk przełącznika na jednym ze styków pochodzących z autotransformatora.

Autor wolał montować swój improwizowany projekt latarki na gorącym kleju, jednocześnie poprawiając izolację grup kontaktowych. Przycisk przełącznika znajduje się z boku latarki. Jednak autor wkleił ze sobą główne elementy obwodu na jednym z końców. LED pozostaje elementem blokującym, który można uszlachetnić szkłem ochronnym lub odbłyśnikiem.

Pomimo bezpretensjonalnego wyglądu urządzenia, odpowiedniego tylko do laboratoryjnych eksperymentalnych prac domowych, taka latarka jest dość funkcjonalna i, jeśli to konieczne, nie pozwoli zniknąć ciemności. Złożenie takiego schematu nie jest trudne w domu i przy minimalnych kosztach. A całkowity brak baterii sprawia, że jest to naprawdę przydatne urządzenie na różne sytuacje kryzysowe.