Nel nostro mondo, molte persone sono impegnate in esperimenti fatti in casa in laboratori e officine domestiche. Per alcuni è un modo per affermarsi, per altri è il desiderio di sviluppare le proprie capacità. E se si trattasse di un esperimento fatto con parti incollate frettolosamente? La cosa principale è che il dispositivo o il circuito funzioni. Oggi analizzeremo proprio un'invenzione del genere, realizzata praticamente in ginocchio. Tuttavia, si basa su principi incrollabili e leggi fisiche che non possono essere negate.
Parleremo di una torcia che funziona senza batterie. Forse qualcuno ha già visto su Internet il più semplice generatore di Faraday, che ti permette di accenderne un piccolo Diodo ad emissione luminosa. Assemblaggi da batteria quasi scarica, autotrasformatore e transistor, in grado di alimentare con una tensione iniziale di decimi di volt Diodo ad emissione luminosa anche su 3V non è più raro.
Qui l'autore è andato un po' oltre, modernizzando il circuito del dispositivo, aggiungendo un raddrizzatore, un supercondensatore (ionistore), resistenza ed eliminando completamente la fonte di alimentazione.Di conseguenza, il funzionamento della torcia è diventato molto più stabile ed efficiente. E se scuoti la custodia per alcuni minuti, può essere caricata a lungo GUIDATO. Come funziona? Scopriamolo.
Principio di funzionamento
Il dispositivo è composto da diversi induttori che puoi assemblare da solo. L'induttore primario funge effettivamente da fonte di energia o sostituisce completamente la sua controparte abituale: la batteria. A causa del movimento di un'asta di magneti permanenti al suo interno, viene indotta una corrente elettrica. A causa dei movimenti oscillatori nel campo magnetico, si creano onde elettriche provenienti dalla bobina ad una certa frequenza. Un raddrizzatore o un ponte a diodi aiuta a stabilizzarli e a convertirli in corrente continua.
Senza capacità di accumulo, un dispositivo del genere dovrebbe essere costantemente agitato, quindi l'elemento successivo nel circuito è un supercondensatore che può essere ricaricato come una batteria. Successivamente, viene collegato un trasformatore step-up o un convertitore di tensione, costituito da una bobina toroidale in ferrite e due avvolgimenti: base e collettore. Il numero di turni può essere lo stesso e solitamente è 20-50. Il trasformatore ha un punto di connessione centrale alle estremità opposte di entrambi gli avvolgimenti e tre uscite al transistor. L'autotrasformatore trasforma piccoli impulsi di corrente in impulsi sufficienti per il funzionamento GUIDATOe per controllarli è collegato un transistor bipolare. Un circuito elettrico simile ha nomi diversi in diverse fonti: ladro di joule, generatore di blocco, generatore di Faraday, ecc.
La base di risorse necessaria per i prodotti fatti in casa
Materiali:
- Tubo in PVC, diametro 20 mm;
- Filo di rame, diametro – 0,5 mm;
- Transistor a conduzione inversa a bassa potenza;
- I magneti al neodimio sono rotondi, dimensioni 15x3 mm;
- Ponte a diodi o raddrizzatore 2W10;
- Resistore;
- Supercondensatore o ionistore 1F 5,5 V
- Interruttore;
- Diodo ad emissione luminosa bianco o blu a 5V;
- Adesivo trasparente di tipo resina epossidica;
- Colla calda;
- Pezzi di compensato, cotone idrofilo;
- Isolamento del cablaggio in rame.
- Saldatore;
- Pistola per colla a caldo;
- Seghetto per metallo;
- Lima, carta vetrata.
Processo di creazione della torcia elettrica
Realizzeremo il corpo della torcia con tubi in PVC. Segna un segmento lungo 16 cm e taglialo con un seghetto.
Dal centro del segmento segniamo 1,5 cm in ciascuna direzione. Ciò si traduce in un'area di avvolgimento larga 3 cm.
Successivamente, prendiamo un filo di rame con una sezione trasversale di 0,5 mm, lasciamo un'estremità lunga circa 10-15 cm e avvolgiamo manualmente il filo sul tubo del corpo della torcia secondo i segni. Dovrai avvolgere parecchio, più di mezzo migliaio di giri. I primi possono essere riparati con la colla. Premiamo saldamente la fila iniziale delle bobine l'una contro l'altra e la rendiamo rigorosamente coerente.
Nei suoi punti massimi lo spessore dell'avvolgimento dovrebbe essere di circa mezzo centimetro. Puliamo entrambe le estremità del filo con carta vetrata per una saldatura affidabile.
Il nucleo magnetico mobile della bobina può essere solido o assemblato in parti. I magneti al neodimio sono selezionati in base al diametro interno del tubo in PVC. Si ottiene sperimentalmente la lunghezza richiesta dell'asta magnetica, attraverso le cui vibrazioni verrà creata una corrente elettrica.
L'autore ha utilizzato dieci magneti dello spessore di 3 mm per ottenere una lunghezza quanto più razionale possibile per tali vibrazioni, e allo stesso tempo pari alla larghezza dell'avvolgimento.
Sulla scala dell'oscilloscopio puoi vedere la differenza tra i potenziali ottenuti dalle vibrazioni di uno e dieci magneti. L'autore ha ricevuto una tensione di 4,5 V dalle oscillazioni dell'asta magnetica. Mostra anche chiaramente la ciclicità della sinusoide in intervalli di frequenza variabile.
A questo punto, seguendo l'esempio dell'autore, è possibile collegare un LED direttamente alle estremità di uscita della bobina e verificarne le prestazioni. Come puoi vedere nella foto, il LED reagisce al movimento dell'asta magnetica e alla corrente pulsante che crea.
Ora devi tappare entrambe le estremità del tubo in modo da non tenerle con le mani mentre tremi. Per fare questo, usa lo stesso seghetto per ritagliare diversi pezzi di compensato, lavora i bordi con una lima, rivestili con un batuffolo di cotone sul retro per ammorbidirli e posizionali sulla colla in modo che non cadano.
È ora di collegare il raddrizzatore. Lo schema riportato in foto mostra quali dei suoi quattro contatti sono collegati alla bobina. Un tale ponte a diodi è in grado di ricevere corrente alternata e fornire corrente continua rigorosamente in una direzione.
Un autotrasformatore potenziato aiuterà a convertire i bassi impulsi spontanei dalla bobina primaria in una tensione sufficiente per far funzionare il LED grazie all'autoinduzione di uno degli avvolgimenti: il collettore. Poiché è collegato all'avvolgimento di base, al supercondensatore verrà fornita una corrente elettrica costante e stabile in quantità sufficiente. Il resistore limiterà il superamento dei valori consentiti. L'autore ha selezionato sperimentalmente un condensatore di capacità sufficiente utilizzando misurazioni dei segnali in uscita con un oscilloscopio.
Questo circuito è chiuso da un transistor bipolare inverso, che controlla la corrente elettrica in ingresso al LED.Puoi assemblare il circuito senza scheda, poiché non ci sono molte parti. Montiamo il pulsante dell'interruttore su uno dei contatti provenienti dall'autotrasformatore.
L'autore ha scelto di assemblare il suo progetto di torcia improvvisato utilizzando colla a caldo, migliorando allo stesso tempo l'isolamento dei gruppi di contatto. Il pulsante dell'interruttore si trova sul lato del corpo della torcia. L'autore ha incollato gli elementi principali del circuito uno sopra l'altro da una delle estremità. L'elemento di chiusura rimane il LED, che può essere arricchito con un vetro protettivo o un riflettore.
Nonostante l'aspetto sgradevole del dispositivo, adatto solo per prodotti fatti in casa sperimentali in laboratorio, una tale torcia è abbastanza funzionale e, a volte, non lascia scomparire l'oscurità. È facile assemblare un circuito del genere a casa e ad un costo minimo. E la completa assenza di batterie lo rende un dispositivo davvero utile per diverse situazioni di emergenza.
