Как сделать динамомашину: Динамо-машина своими руками: сложно не будет

Содержание

Динамо-машина своими руками: сложно не будет

Использование множества электронных устройств делают человека зависимым от источников питания. Поэтому авария на централизованной сети или быстро севшие батарейки приобретают масштаб глобальной катастрофы. Приобрести свободу от посторонних факторов и всегда иметь под рукой энергонезависимое зарядное устройство позволит сборка динамо-машины своими руками. Может показаться, что ее проще купить на Алиэкспресс. Но, чтобы разобраться с тонкостями физики процесса, лучше все же собрать динамо-машину, подогнав и заботливо отрегулировав каждый элемент.

Конструктивные элементы динамо-машины и их особенности

Небольшое количество деталей упрощает процесс сборки модели, но требует тщательности и внимания.

Подойдет консервная банка достаточного диаметра или отрезок металлической трубы. Оба варианта требуют утяжеления. Для этого на поверхность изделия приваривается небольшая металлическая полоса аналогичной ширины. Одновременно из остатков металла следует сделать сердечники для электромагнитов. Для этого несколько полос железа под размер корпуса взаимно скрепляют и соединяют паяльником по бортам. Готовые сердечники крепят к отверстиям в корпусе, проделанным друг против друга. Для закрепления вращающегося якоря, который будет изготовлен на следующем этапе, в корпусе делаются две подшипниковые полосы и стойка из латуни или жести.

  • Вращающийся якорь

Эта деталь – одна из самых сложных в устройстве. Потребуется несколько жестяных пластин, из которых вырезается около 120 кругов диаметром чуть меньше диаметра корпуса. Их следует разметить: разметить круг на 8 секторов и провести окружность относительно центра диаметром около 38-40 мм. В точках пересечения окружности и секторов сверлят отверстия 8 мм. Пластины фиксируются гайками и надеваются на ось.

Эту деталь проще изготовить из трубы. Фрагмент размерами 25 см длиной и таким же диаметром распиливается на 4 равные части. Из сухой древесины, эбонита или фибры вырезается цилиндр с диаметром и длиной около 25 мм.

В его центре высверливается отверстие, чтобы деталь села на ось якоря. Фрагменты трубы крепятся к цилиндру шурупами так, чтобы концы крепежей не подходили к оси якоря во избежание замыкания. Расстояния между фрагментами труб заполняются канифолью.

  • Щеткодержатель со щетками

Щеткодержатель применяется для снятия напряжения с поверхности коллектора. Его основание толщиной около 10 мм изготавливается из диэлектрика. В нем необходимо сделать три отверстия под щетки и одно в центре для надевания на ось подшипника. Щетки изготавливаются из медных или латунных пластин длиной около 40-50 мм со сквозным отверстием под болты. Благодаря его наличию по мере приближения к коллектору сила нажима будет меняться. Щетки фиксируют шайбами, а их концы затачиваются под небольшим углом, чтобы они плотно касались поверхности коллектора.

Как сделать обмотку

Чтобы сделать динамо-машину своими руками, потребуется около 0,5 кг медной проволоки с бумажной изоляцией 0,5 — 0,8 мм толщиной. При толщине 0,5 мм будет вырабатываться напряжение 25 В с силой тока в 1 ампер, при толщине 0,8 мм — 8 вольт и 3 ампера. Для электромагнита следует отмерить 450 гр проволоки, остаток пойдет на обмотку якоря. Намотка выполняется обычным способом с плотным прилеганием витков и надежной фиксацией концов.

Сборка конструкции

Последовательность работ выглядит так:

  • Для основания берется доска размером 150*200-30 мм.
  • К ней крепится корпус с помощью двух шурупов.
  • По бокам от корпуса плотно прикручивают два небольших деревянных бруска.
  • Свободный конец оси якоря вставляется через подшипник на корпусе.
  • Изнутри на ось подшипника надевается щеткодержатель.
  • Якорь устанавливается так, чтобы при вращении он не задевал стенки корпуса и другие элементы конструкции.

Есть и более простой вариант сборки, позволяющий получить общее представление о конструкции динамо-машины:

На заключительном этапе необходимо отрегулировать щетки, расположив их края вплотную к коллектору. Важно, чтобы его вращение не затрудняли расположенные рядом элементы. К собранному устройству можно подключить батарею на 20 Вт: если якорь будет вращаться, а мотор – работать, сборка проведена верно.

Самодельная ручная динамо-машина

Канал Игорь Круч представил вашему вниманию новую самоделку, которую уже давным-давно автор видео сделал, но все время не было снять и выложить на YouTube. Наконец-то самодельная большая динамо-машина. Творение, на которое ушел где-то месяц работы, неспешно, продумано, все делалось, качественно, на совесть.

Посмотрите на выбор ручных генераторов и неодимовых магнитов в этом китайском магазине.
Она изготовлена из того, что было в наличии: движок, ремень и натяжитель из струйного принтера. Кроме того: тумблер, литий-ионная акб 18650. Добавилось ребро жёсткости. Из дисков сделан шкив. На холостом ходу производит напряжение до 11 вольт и ток 1,5 Ампера. Мощности хватает на светодиодные фонари, маломощный усилитель, смартфон. Для ноутбука данной динамо машины, сделанной своими руками, недостаточно.
Итак, обзор. Стенка и днище сделано из ламината, оставшийся лишний после ремонта. Шкив для ремня сделан из оптических дисков, ненужных, как можно заметить, они были просверлены и скручены. Ремень большой, длинный, желтого цвета, из старого принтера, ровно как и натяжитель из старого принтера, он был побольше. Отпилил ненужную часть.

Генератор остался тот же самый, ручка тоже, была изогнута, это необходимо, чтобы не цеплялась за ремень и натяжитель. Она была изогнутая, и позиция расположения этой рукоятки изменилась, так удобнее. В данном случае достигается оптимальное передаточное число. Также нововведение – ребро жесткости, потому что стенки из ламината слишком высокие получились, и она начала сильно раскачиваться, благодаря ему все надежно, ничего не шатается.

Электроника самодельного генератора с ручным приводом

Стоит сказать следующее. Генератор, диод и конденсаторы остались совершенно те же самые, как и в предыдущей динамо-машине. Также добавился один тумблер и блок аккумуляторов. Добавил разъемы соответственно, чтобы можно было к ней нагрузку подключать, удобно через разъемы. Слева кусочек отпиленной материнской платы ноутбука, неисправной материнской платы. У нас получилось 3 USB-порта для подключения питания. Чуть правее самодельная платка, макетная плата с 5-ю штырями. Соответственно можно подключить 5 потребителей энергии и к 3-ем USB-портам можно подключить 3 потребителя энергии.

В итоге суммарно параллельно вместе одновременно можно запитывать от этой динамо-машины 8 потребителей, но пока эксплуатируются лишь 2 потребителя, о них тоже скоро скажу. Тумблер спереди находится, а так динамо-машина выглядит снизу. Особо смотреть ничего: 4 резиновые ножки на двухсторонний скотч приклеены и 2 винтика от ребра жесткости.

Примечание. Винты, которыми скручены диски – с потайной головкой; на шкиве нанесены поперечные насечки (иначе ремень проскальзывал) и “железка”, на которой вращается шкив – это керн от старого динамика. Аккумуляторы скреплены с металлическими пластинами неодимовыми магнитами, которые благодаря покрытию из никеля прекрасно проводят ток. Сами металлические пластины – от сердечника трансформатора. Между шкивом и “железкой”, а также между шкивом и ламинатом густая смазка.

Далее на видео с 4 минуты. А еще простая модель из подручных материалов тут.

Делаем походную динамо-машинку для зарядки телефона своими руками


Привет всем! Сегодня в статье я попытаюсь вам подробнейшим способом описать изготовление полезной самоделки. А именно сегодня мы подробно рассмотрим, как сделать компактную динамо-машину для зарядки различных электронных устройств.
Конечно, рассматривать данную самоделку как зарядку, которой вы будете постоянно заряжать ваш смартфон, не стоит. Но в какой-нибудь экстремальной ситуации где-нибудь в дороге или в лесу, экстренно зарядить пару процентов аккумулятора для звонка или просмотра своего местоположения по навигатору, отлично подойдет. Я считаю, что такая страховка должна валяться в рюкзаке каждого туриста. Тем более + ко всему этот девайс будет иметь функцию фонарика. Ну, что ж, думаю не стоит тянуть с длинным предисловием, погнали.

Ссылки на некоторые компоненты конструкции вы может найти в конце статьи.

Для динамо-машины понадобятся:
— Электродвигатель с металлическим редуктором
— Провода
— Micro BEC на 5 В
— Стандартное гнездо USB
— Светодиод 5 В
— Отрезок от ПВХ трубы (таким же диаметром как у редуктора двигателя)
— Тонкая фанера (лучше всего будет использовать бамбуковую фанеру) или пластик листовой
— Выключатель


Из инструментов также понадобится.
— Канцелярский нож
— Суперклей
— Термоклей
— Паяльник с паяльными принадлежностями
— Линейка
— Маркер
— Канцелярский нож
— Ножовка по металлу
— Изолента.

Изготовление динамо-машинки для зарядки устройств.
Первым делом необходимо раздобыть основной компонент самоделки. А именно основным компонентом у нас является электродвигатель с металлическим редуктором. Конечно, можно использовать и более простые версии движков с редукторами, где внутренние шестерни будут выполнены из пластика, но в таком случае самоделка потеряет свою надёжность и сможет подвести вас тогда когда она вам будет действительно необходима. Такие двигатели можно приобрести, как и в местных радио рынках, так и в интернет магазинах китайских коллег.

После того как раздобыли электродвигатель, переходи дальше. Сейчас нужно припаять пару проводов к контактам электродвигателя. Провода можно брать самые тонюсенькие, так как большой нагрузки они испытывать не будут. Длиной провода должны быть не более чем 10 см каждый, такой длинны будет более чем достаточно. Убираем изоляцию с кончиков проводов и припаиваем.


Для следующего шага необходимо приобрести micro BEC, ссылку на него вы можете обнаружить в конце данной статьи. Этот модуль является простейшим стабилизатором напряжения, который на вход принимает от 7 до 21 В. А на выходе он выдаёт 5 или 12 В, как переключить выходное напряжение смотрите в инструкции продавца к конкретно вашему модулю. Конечно, можно использовать и другие преобразователи, которые, стоят в 3-4 раза дешевле. Но основной особенностью micro моделей является их компактность, которая позволит максимально уменьшить корпус.

С micro BEC-ом следует сделать следующее. А именно другие концы проводов, что ранее припаяли к электродвигателю необходимо припаять во вход micro BAC-а (обычно эти контакты обозначаются как «IN» и «GND»).



Следующим шагом добавим в начинку классический USB разъём и светодиод.
Для этого понадобится сам разъем, найти который я думаю, ни у кого не составит труда, а светодиод тем более. Возьмём два выше перечисленных компонента, снимем изоляцию с концов их проводов и параллельно соединим их между собой самым лучшим способом, скруткой.

Заготовку, состоящую из светодиода и USB разъёма, припаиваем к выходу на micro BEC-е. В итоге, на данном этапе у нас все должно получаться точно также как на изображение данном ниже.

Переходим к немаловажной части самоделки, а именно к корпусу. В качестве корпуса лучше всего использовать ПВХ трубу, в ней можно будет все аккуратно и компактно разложить. Трубу следует взять с внутренним диаметром 40 мм, так как внешний диаметр редуктора равен 39 мм, что позволит просто и плотно закрепить двигатель в корпусе, намотав на него пару витков изоленты.

Для корпуса из пластиковой трубы необходимо изготовить две заглушки. Эти заглушки можно вырезать из листового пластика, но автор решил их сделать из бамбуковой фанеры. Это хороший материал, с которым очень легко работать, он сам по себе как боле плотный картон.

Прикладываем ПВХ трубу к фанере и обводим её маркером, начерчивая при этом окружность необходимого для нас размера. Таких окружностей необходимо вырезать две. Вырезать можно при помощи обыкновенного канцелярского ножа. Вырезав окружности, их следует выронить, чтобы окружности были «идеальными».

Сначала необходимо взять одну из только что вырезанных окружностей и сделать с ней следующее. А именно на ней нужно будет расположить USB разъём и светодиод. Прикладываем USB разъём к фанере, обводим его маркёром и уже по конторы вырезаем отверстие при помощи того же канцелярского ножа. Затем то же самое проделываем и со светодиодом. Компоненты на заглушке вы можете располагать как угодно, а точнее как вам удобнее.


На второй заглушке тоже необходимо вырезать отверстие, но уже для вала редуктора. Для этого маркером отмечаем расположение непосредственно самого вала и вырезаем отверстие канцелярским ножом. И у нас должно получаться как на фото ниже. Также автор для предания более опрятного вида обклеил заглушки с внешней стороны самоклеящейся пленкой под карбон.


После чего на корпусе необходимо расположить выключатель. Рекомендую использовать миниатюрный выключатель. Прикладываем выключатель к той части ПВХ трубы, где мы хотим его расположить, маркером оставляем метки и аккуратно вырезаем отверстие канцлерским ножом.

Далее необходимо все компоненты засунуть в корпус. Для этого как я уже упоминал ранее необходимо сделать шире корпус редуктора, для этого используем изоленту. Наматываем изоленту на сам корпус так, чтобы двигатель плотно зашёл в корпус и сидел в нём надёжно.

Просовываем через отверстие провод от светодиода через отверстие и прикусываем его. К концам перекусанного провода припаиваем выключатель. Выключатель в данном случае будет служить только для включения и выключения светодиода. Это нужно для того чтобы светодиод не забирал часть энергии и ток зарядки не терялся.


Устанавливаем заглушки. Приклеиваем к заглушке разъём USB и светодиод, при помощи термоклея в свои посадочные места. Саму заглушку к корпусу приклеиваем на суперклей, смазав сначала ПВХ трубу клеем и подождав пару секунд пока клей подплавит пластик. Вторую заглушку крепим к корпусу с другой стороны и делаем это точно так же как и с первой заглушкой.

После чего необходимо изготовить рукоятку для удобного вращения вала. Для этого автор использовал 3Д принтер, сделав примитивную модельку, и распечатал её. Я вам рекомендую сделать также, тем более в настоящее время цены на услуги 3Д печати упали, и такая рукоятка обойдётся в пару копеек. К этой рукоятке необходимо прикрутить винтик и закрепить его гайкой.

Надеваем ручку на вал и все готово! Остаётся лишь протестировать самоделку. Для этого возьмём телефон и попробуем его зарядить, результаты тестов вы можете наблюдать ниже.

Приобрести комплектующие, которые могут пригодиться для сборки данной самоделки можно тут:
— Электродвигатель с металлическим редуктором
— Micro BEC на 5 v
— Стандартное гнездо USB
— Выключатель

Вот видео автора самоделки (сборка данной самоделки начинается с 3:50 и длится по 6:15) :

Если взять много провода например, в катушке и перемещая ее в поле, вы создаете более мощный «поток» электронов.Мощность вашего генератора зависит от по телефону:

«л» -Длина проводник в магнитном поле
«v» — скорость проводника (скорость ротора)
«B» — сила электромагнитного поля

Вы можете производить расчеты, используя эта формула: e = B x l x v

Смотрите видео чтобы увидеть все это наглядно:

О магнитах:

Вверху: простой электромагнит называется соленоидом.Термин «соленоид» на самом деле описывает трубчатая форма, созданная витой проволокой.

Магниты обычно не из природного магнетита или постоянного магнит (если это не маленький генератор), но они медные или алюминиевый провод, намотанный на железный сердечник. Каждая катушка должна быть под напряжением с некоторой силой, чтобы превратить его в магнит. Эта спираль вокруг железа называется соленоид. Соленоиды используются вместо природного магнетита, потому что соленоид НАМНОГО мощнее.Небольшой соленоид может создать очень сильное магнитное поле.

Вверху: Катушки с проволокой в ​​генераторах должны быть изолированы. Отказ генератора вызвано слишком высоким повышением температуры, что приводит к поломке изоляции и короткое замыкание между параллельными проводами. Подробнее о проводах>

Термины :
Электромагнетизм — изучение сил, которые происходят между электрически заряженными частицами
Ротор — часть генератора динамо, которая вращается
Якорь — такой же, как ротор
Поток — силовые линии в магнитном поле, это измеряется в плотности, единица СИ Вебера
Статор — магниты в генераторе / динамо-машине, которые не двигаются, они устанавливают стационарное магнитное поле
Соленоид — магнит, созданный проволочной катушкой вокруг утюга / ферриса сердечник (соленоид технически означает форму этого магнита, но инженеры называют соленоид и электромагнит как синонимы.
Коммутатор — Узнайте больше о них здесь
Крутящий момент — сила во вращательном движении

г. Динамо

Динамо — это старый термин, используемый для описания генератора, вырабатывающего постоянный ток мощность . Мощность постоянного тока отправляет электроны только в одном направлении. Эта проблема с простым генератором заключается в том, что когда ротор вращается, он в конечном итоге полностью поворачивается, меняя направление тока.Ранние изобретатели не знать, что делать с этим переменным током, переменный ток более сложные в управлении и проектировании двигателей и фонарей. Ранние изобретатели пришлось придумать способ улавливать только положительную энергию генератора, поэтому они изобрели коммутатор. Коммутатор — это переключатель, позволяющий ток течет только в одном направлении.

См. видео ниже, чтобы увидеть, как работает коммутатор:

Динамо состоит из 3 основных компонентов : статора, якоря и коммутатор.

Кисти являются частью коммутатора, щетки должны проводить электричество, поскольку контакт с вращающимся якорем. Первые кисти были актуальны проволочные «щетки» из мелкой проволоки. Они легко изнашивались и они разработали графические блоки для выполнения той же работы.

статор представляет собой неподвижную конструкцию, которая делает магнитные поле, вы можете сделать это в небольшой динамо-машине с помощью постоянного магнита.Для больших динамо требуется электромагнит.

Якорь изготовлен из спиральных медных обмоток, которые вращаются внутри магнитного поля, создаваемого статором. Когда обмотки движутся, они прорезают силовые линии магнитного поля. Этот создает импульсы электроэнергии.

Коммутатор необходим для выработки постоянного тока. В потоках мощности постоянного тока только в одном направлении через провод, проблема в том, что вращающийся якорь в динамо-машине меняет направление тока каждые пол-оборота, поэтому коммутатор — это поворотный переключатель, который отключает питание в течение обратной текущей части цикла.

Самовозбуждение:

Так как магниты в динамо являются соленоидами, для работы они должны быть запитаны. Так что помимо кистей какая мощность крана выйти на главную цепь, есть другой набор щеток для получения энергии от якоря для питания статора магниты. Ничего страшного, если динамо-машина работает, но как начать? динамо-машина, если у вас нет мощности для запуска?

Иногда арматура сохраняет некоторый магнетизм в железном сердечнике, и когда он начинает вращаться, он делает небольшая мощность, достаточная для возбуждения соленоидов статора.Затем напряжение начинает расти, пока динамо-машина не наберет полную мощность.

Если нет магнетизма осталось в железе якоря, чем часто используется аккумулятор для возбуждения соленоиды в динамо-машине, чтобы начать. Это называется «поле» мигает ».

Ниже в обсуждении проводя динамо, вы заметите, как мощность проходит через соленоиды иначе.

Есть два способа проводка динамо: серия рана и шунт ранить.См. Диаграммы, чтобы узнать разницу.

Ниже видео небольшого простая динамо-машина, похожая на схемы выше (построена в 1890-х годах):

Генератор

Генератор отличается от динамо-машина в том смысле, что она вырабатывает мощность переменного тока . Электроны входят в в обоих направлениях в сети переменного тока. Только в 1890-х годах инженеры придумали, как проектировать мощные двигатели, трансформаторы и другие устройства, которые могут использовать мощность переменного тока таким образом, чтобы конкурировать с постоянным током мощность.

Пока генератор использует коммутаторах, генератор использует контактное кольцо со щетками для постукивания по выключение ротора. К контактному кольцу прикреплены графит или углерод. «щетки», которые подпружинены, чтобы протолкнуть щетку на звенеть. Это поддерживает постоянный поток энергии. Кисти изнашиваются время и нуждаются в замене.

Ниже, видео контактных колец и щеток, множество примеров от старого к новому:

Со времен Грамма в 1860-х годах было выяснено, что лучший способ построить динамо-генератор было расположить магнитные катушки по широкому кругу, с широким вращением арматура.Это выглядит иначе, чем простые маленькие примеры динамо-машин. вы видите, как они используются в обучении работе устройств.

На фото ниже вы будете хорошо видна одна катушка на якоре (остальные были сняты для обслуживания) и другие катушки, встроенные в статор.

С 1890-х до наших дней Трехфазное питание переменного тока было стандартной формой питания. Три фазы сделано за счет конструкции генератора.

Изготовить трехфазный генератор вы должны разместить определенное количество магнитов на статоре и якоре, все с правильным интервалом. Электромагнетизм так же сложен, как и волны и вода, поэтому вам нужно знать, как контролировать поле через ваш дизайн. Проблемы включают неравномерное притяжение вашего магнита. к железному сердечнику, неправильные расчеты искажения магнитного поле (чем быстрее вращается, тем сильнее искажается поле), ложный сопротивление в катушках якоря и множество других потенциальных проблем.

Почему 3 фазы? Если хочешь Чтобы узнать больше о фазах и почему мы используем 3 фазы, посмотрите наше видео с пионером трансмиссии Лайонелом Бартольдом.

2.) Краткая история динамо и генераторов:

Генератор возникла из работ Майкла Фарадея и Джозефа Генрих в 1820-х годах. Как только эти два изобретателя обнаружили и задокументировали явления электромагнитной индукции, это приводит к экспериментам другими как в Европе, так и в Северной Америке.

1832 — Ипполит Пикси (Франция) построил первую динамо-машину с помощью коммутатора, его модель создавала электрические импульсы, разделенные отсутствием тока. Он также случайно создали первый генератор переменного тока. Он не знал, что чтобы сделать с изменяющимся током, он сосредоточился на попытке устранить переменный ток для получения постоянного тока, это привело его к созданию коммутатор.

1830s-1860s — Аккумулятор по-прежнему является самым мощным способом питания электричество для различных экспериментов, происходивших в этот период.Электричество по-прежнему было коммерчески невыгодным. Электрический аккумулятор с питанием от аккумулятора поезд из Вашингтона в Балтимор потерпел неудачу, что привело к серьезному затруднению в новую область электричества. После миллионов долларов потраченного впустую пара по-прежнему оказался лучшим источником энергии. Электричество все еще необходимо для оказались надежными и коммерчески выгодными.

1860 — Антонио Пачинотти — Создал динамо-машину, Источник питания постоянного тока

1867 — Вернер фон Сименс и Чарльз Уитстон создают более мощная, более полезная динамо-машина, в которой использовался электромагнит с автономным питанием в статоре вместо слабого постоянного магнита.

1871 — Зеноб Грамм положил начало коммерческая революция электроэнергии. Он заполнил магнитное поле железный сердечник, который лучше пропускал магнитный поток. Это увеличило мощность динамо-машины до такой степени, что ее можно было использовать для многих коммерческих Приложения.

1870-е годы — Произошел взрыв новых конструкций динамо-машин, конструкций варьировал дикий ассортимент, лишь немногие выделялись как превосходящие эффективность.

1876 — Чарльз Ф. Браш (Огайо) разработала самую эффективную и надежную конструкцию динамо-машины из когда-либо существовавших. к этому моменту. Его изобретения продавались через Telegraph Supply. Компания.

1877 — Франклин Институт (Филадельфия) проводит испытания динамо-машин со всего мира. Публичность этого события стимулирует развитие других людей, таких как Элиху. Томсон, лорд Кельвин и Томас Эдисон.

Вверху: Длинноногая Мэри Эдисона, коммерчески успешная динамо-машина для его системы постоянного тока 1884

1878 — The Компания Ganz начинает использовать генераторы переменного тока в небольших коммерческих инсталляции в Будапеште.

1880 — Чарльз F. Brush использовало более 5000 дуговых ламп , что составляет 80 процентов всех ламп в мире. Экономическая сила электрического возраст начался.

1880–1886 — Системы переменного тока разрабатываются в Европе совместно с Siemens, Сабастиан Ферранти, Люсьен Голар и другие. Царство динамо-машин постоянного тока на прибыльном американском рынке многие скептически относятся к инвестировать в AC.Генераторы переменного тока были мощными, однако генератор само по себе не было самой большой проблемой. Системы контроля и распределения мощности переменного тока необходимо было улучшить, прежде чем она сможет конкурировать с DC на рынке.

1886 — дюйм изобретатели Североамериканского рынка, такие как William Стэнли , Джордж Вестингауз, Никола Тесла и Элиху Thomson разрабатывает собственный кондиционер системы и конструкции генераторов.Большинство из них использовали Siemens и генераторы Ферранти в качестве основы для изучения. Уильям Стэнли быстро смог изобрести генератор получше, будучи неудовлетворенным с генератором Сименса, который он использовал в своем первом эксперимент.

Вверху: Генераторы переменного тока Siemens, используемые в Лондоне в 1885 году, в США Эдисон не хотел перейти в область питания переменного тока, в то время как в Европе технология развивалась быстро.


1886-1891 — Полифазный Генераторы переменного тока разработаны C.S. Bradly (США), August Haselwander. (Германия), Михаил Доливо-Добровский (Германия / Россия), Галилео Феррарис (Италия) и др. Системы переменного тока, которые включают улучшенный контроль и мощные электродвигатели позволяют AC конкурировать.


1891 — трехфазный Электропитание переменного тока оказалось лучшей системой для выработки электроэнергии и распространение на Международном Электротехническая выставка во Франкфурте.

Трехфазный генератор конструкции Михаила Доливо-Добровского, использованный на выставке видно слева.

1892 — Чарльз П. Стейнмец представляет свой доклад AIEE по гистерезису. Понимание Штейнмеца математики мощности переменного тока опубликована и помогает произвести революцию Проектирование систем питания переменного тока, включая большие генераторы переменного тока.

1890-е — Генератор дизайн быстро улучшается благодаря коммерческим продажам и имеющиеся деньги на исследования.Westinghouse, Siemens, Oerlikon, и General Electric разрабатывают самые мощные генераторы в мире. Некоторые генераторы все еще работают 115 лет спустя. (Механиквилл, Нью-Йорк)

Вверху: 1894 Элиу Томсон разработал много Генераторы переменного тока для General Electric

Более поздний генератор Westinghouse 2000 кВт на 270 В от после 1900

3.Видео

Mechanicville Генераторы с объяснением истории (1897), разработанные вдохновителем переменного тока Чарльз П. Стейнмец

Генератор Вестингауза сконструирован и испытан (1905 г.), спроектирован Оливером Шалленбергером, Tesla и другие в Westinghouse.

1895 Ранние мощные генераторы используется в Фолсоме, Калифорния (разработан Элиу Томпсон, доктором.Луи Белл и другие в GE)

1891 Генератор производства Oerlikon для Международной электротехнической выставки (дизайн Добровольского в Германии)


Связанные темы:

Источники:
-The История General Electric — Зал истории , Скенектади, штат Нью-Йорк, 1989 г. Второе издание
— Википедия (Генераторы, Чарльз Браш)
— Википедия (Коммутатор)
— Принципы электричества — от General Electric
— История энергоснабжения переменного тока — Технический центр Эдисона
— Руководство по электричеству Хокинса

Фото / Видео:
-Copyright 2011 Технический центр Эдисона.Снято в Немецком музее, Мюнхен.
. Некоторые генераторы сфотографированы в Техническом центре Эдисона в Скенектади. NY

Как сделать ветряную мельницу с помощью велосипеда Динамо

Динамо-машина — это тип генератора переменного тока, обычно ассоциируемый с велосипедами для выработки электричества, который используется для освещения небольшой налобной лампы. Устройство устраняет необходимость в батарее и представляет собой простую альтернативу для включения лампы всякий раз, когда велосипед находится в движении.

Динамо-машина — это довольно интересный небольшой генератор, который начинает вырабатывать чистое электричество в момент вращения колеса.По сути, он работает на фундаментальных принципах электромагнетизма, когда ток индуцируется в катушках из медной проволоки под действием вращающегося магнитного потока, создаваемого попеременным смещением северного и южного полюсов магнитов.

Прежде чем мы перейдем к собственно проекту, заинтересованные энтузиасты могут попробовать построить самодельную динамо-машину с помощью объяснений, представленных в следующем разделе.

Кредит изображения — https://www.seeedstudio.com/depot/bicycle-dynamo-with-bracket-6v-3w-p-798.html

Как сделать самодельное динамо

Вам понадобятся следующие материалы:

  • Плоский железный стержень = шесть дюймов длиной, толщиной половину мм,
  • Суперэмалированный медный провод = 28-30 SWG, примерно 25 метров ,
  • Маленький магнитный стержень = квадратной формы, 1,5 квадратных дюйма, толщиной половину мм.
  • Подходящий шпиндель, зажим, колесный механизм, как указано в тексте и на диаграмме.
  • Лампа горелки = 3 В

Процедура:

Согните железный стержень в форме буквы «U» с размерами, указанными на диаграмме.

Закройте горизонтальную часть U-образной формы достаточно толстым бумажным шаблоном или изолируйте его какой-нибудь лентой из ПВХ.

Аккуратно и осторожно намотайте медный провод на одетый выше участок U-образного канала с равномерным перекрытием, пока у вас не останется не менее 6 дюймов концов проводов для внешних подключений.

Возьмите магнит и закрепите его (приклеиванием или другим подходящим способом) на центральном металлическом стержне и расположите механизм, как показано на схеме.

Подсоедините концы катушки к маленькой лампочке горелки на 3 В.

Теперь достаточно просто повернуть узел центрального стержня / магнита с такой скоростью, насколько это позволяет механизм.

Если характеристики обмотки и механизма идеально оптимизированы, то нить накала лампы мгновенно засияет.

Ваша самодельная динамо-машина готова.

Однако вышеуказанная модель не может быть даже близко к готовой динамо-машине с точки зрения эффективности, поэтому для нашего следующего основного проекта мы хотели бы приобрести готовую велосипедную динамо-машину хорошего качества.

Подсказки для строительства

В одной из моих предыдущих статей мы обсуждали конструкцию ветряной мельницы с использованием обычного двигателя. В статье я рекомендовал использовать принцип анемометра при проектировании гребных винтов. Причина этого заключалась в том, чтобы избежать использования громоздких рулей и сложного механизма поворота. Пропеллеры, связанные с анемометрами, не зависят от направления ветра и способны производить последовательные однонаправленные высокоскоростные обороты при большинстве ветровых условий.

Хотя использование шагового двигателя имеет преимущество в том, что он приводит в действие нагрузку (заряжают аккумуляторы) напрямую, без необходимости во внешней цепи, устройство является дорогостоящим и требует более высоких скоростей ветра для оптимального уровня насыщения. Более того, новые энтузиасты электроники часто путаются со спецификациями при их приобретении.

Здесь использование динамо-машины велосипеда делает процедуры очень простыми, однако, поскольку устройство вырабатывает электроэнергию на относительно низких уровнях, может потребоваться схема внешнего усилителя напряжения для последовательного управления нагрузкой.В настоящем приложении мы можем использовать генерируемое напряжение для последовательной зарядки многих никель-кадмиевых элементов (1,2 В каждый).

Механическая установка, показанная на схеме, не требует пояснений и довольно проста в сборке. Согласно закону момента инерции, более длинные гребные валы помогут создать больший крутящий момент и, следовательно, более высокие токи от динамо-машины.

На практике вы обнаружите, что только на оптимальных скоростях генератор вырабатывает напряжение выше 4 вольт.Следовательно, чтобы получить это напряжение, которое идеально подходит для применения даже при унылой скорости ветра, нам потребуется схема повышения напряжения или то, что широко известно как схема «нагнетания заряда».

Схема нагнетательного насоса

Показанная здесь простая схема нагнетательного насоса сама по себе проста. Соединяя между собой шесть вентилей НЕ или КМОП-инверторов, как показано на схеме, вы можете повысить любое напряжение на его входе более чем в два раза по сравнению с уровнем на его выходе.

Теперь все дело в упорядочивании этапов и получении требуемых результатов.

Необходимые детали

Для изготовления этой динамо-цепи ветряной мельницы вам потребуются следующие детали:

  • Все конденсаторы — 22 мкФ / 25 В,
  • Все диоды — 1N4007,
  • Шесть ворот НЕ взяты из IC 4049,
  • Динамо — 6 В, 3 Вт, стандартное велосипедное динамо.
  • Чашка и шпиндельный механизм, как показано на схеме.

Список литературы

  • Собственный опыт авторов.
  • Изображения — Нарисовано автором

Как работают генераторы и динамо-машины

Как работают генераторы и динамо-машины — Объясните это Реклама

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 10 августа 2020 г.

Нефть может быть любимым топливом в мире, но ненадолго. В современных домах в основном используется электричество. и скоро большинство из нас тоже станет водить электромобили.Электричество очень удобно. Вы можете производить его самыми разными способами, используя все, от угля и нефти до ветра и волн. Вы можете сделать это в в одном месте и используйте его на другом конце света, если хотите. И, как только вы его изготовите, вы можете хранить его в батареях и использовать это дни, недели, месяцы или даже годы спустя. Что делает электрический возможная мощность — и действительно практичная — это превосходный электромагнитный устройство, называемое электрогенератором: разновидность электродвигателя. работа в обратном направлении, которая преобразует обычную энергию в электричество.Давайте подробнее рассмотрим генераторы и узнаем, как они работают!

Фото: Дизельный электрогенератор середины 20 века, сделанный в музее электростанции REA недалеко от Хэмптона, штат Айова. Любезно предоставлены фотографиями в Кэрол М. Хайсмит Архив, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

Откуда берется электричество?

Лучший способ понять электричество — начать с того, что его собственное название: электрическая энергия. Если вы хотите запустить что-нибудь электрические, от тостера или зубную щетку MP3-плеер или телевидение, вам необходимо обеспечить его постоянным запасом электроэнергии.Откуда ты это возьмешь? Есть основной закон физики называется сохранение энергии, которое объясняет, как можно получить энергия — и как вы не можете. Согласно этому закону существует фиксированный количество энергии во Вселенной и некоторые хорошие новости и некоторые плохие новости о том, что мы можем с этим сделать. Плохая новость в том, что мы не можем создавать больше энергии, чем у нас уже есть; хорошая новость в том, что мы не можем уничтожить любую энергию. Все, что мы можем сделать с энергией, это преобразовать из одной формы в другую.

Фото: Большой электрогенератор, приводимый в движение паром, на геотермальной электростанции «Кожа» компании CalEnergy в округе Империал, Калифорния.Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерством энергетики США / Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Если вы хотите найти электричество для питания своего телевизора, вы не будет производить энергию из воздуха: сохранение энергии говорит нам, что это невозможно. Вы будете использовать энергию преобразуется из какой-либо другой формы в необходимую вам электрическую энергию. Обычно это происходит на электростанции. на некотором расстоянии от вашего дома. Подключите телевизор к розетке, и электрическая энергия течет в него кабель.Кабель намного длиннее, чем вы думаете: на самом деле он проходит от вашего телевизора — под землей или по воздуху — до электростанция, на которой для вас подготавливается электроэнергия из богатое энергией топливо, такое как уголь, нефть, газ или атомное топливо. В этих экологически чистые времена, часть вашей электроэнергии также будет поступать из ветряные турбины, гидроэлектростанции (которые вырабатывают энергию, используя энергию плотин рек) или геотермальную энергию (внутренняя высокая температура). Откуда бы ни пришла ваша энергия, она почти наверняка будет превратился в электричество с помощью генератора.Только солнечные элементы и топливные элементы производить электричество без использования генераторов.

Рекламные ссылки

Как мы можем производить электричество?

Фото: Типичный электрогенератор. Он может производить до 225 кВт электроэнергии и используется для испытаний прототипов ветряных турбин. Фото Ли Фингерша любезно предоставлено Министерство энергетики США / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Если вы читали нашу подробную статью о электродвигатели, вы уже довольно много знают, как работают генераторы: генератор — это просто электродвигатель, работающий в обратном направлении.Если ты не прочтите эту статью, вы можете быстро взглянуть, прежде чем читать на — но вот краткое изложение в любом случае.

Электродвигатель — это, по сути, просто плотный моток медной проволоки, намотанный железный сердечник, который свободно вращается с высокой скоростью внутри мощного постоянного магнита. Когда вы подаете электричество в медную катушку, она становится временный магнит с электрическим приводом — другими словами, электромагнит — и создает вокруг себя магнитное поле. Этот временное магнитное поле противодействует магнитному полю, которое постоянный магнит создает и заставляет катушку вращаться.Немного продуманная конструкция, катушка может непрерывно вращаться в в том же направлении, вращаясь по кругу и питая что угодно из электрическая зубная щетка к электричке.

Фотография: Вращающаяся часть (ротор) типичного небольшого электродвигателя. Электрогенератор имеет точно такие же компоненты, но работает противоположным образом, превращая движение в электрическую энергию.

Так чем же генератор отличается? Предположим, у вас есть электрический зубная щетка с аккумулятором внутри.Вместо того, чтобы позволить батарее питать двигатель, который толкает щетку, что, если бы вы сделали противоположный? Что, если вы несколько раз поворачиваете щетку вперед и назад? То, что вы делали бы, было бы вручную крутить электродвигатель. ось вокруг. Это заставит медную катушку внутри двигателя повернуться постоянно внутри его постоянного магнита. Если вы переместите электрический провод внутри магнитного поля, вы заставляете течь электричество через провод — по сути, вы производите электричество. Так что держи поворачивая зубную щетку достаточно долго, и теоретически вы получите электричества достаточно для подзарядки аккумулятора.По сути, вот как генератор работает. (На самом деле, это немного сложнее, чем это и вы не можете зарядить зубную щетку таким образом, хотя добро пожаловать!)

Как работает генератор?

Изображение: такой простой генератор вырабатывает переменный ток (электрический ток, который периодически меняет направление на противоположное). Каждая сторона генератора (зеленая или оранжевая) движется вверх или вниз. Когда он движется вверх, он будет генерировать односторонний ток; когда он движется вниз, ток течет в другую сторону.Если вы измеритель, подключенный к проводу, вы не знаете, в какую сторону движется провод: все, что вы видите, — это то, что направление тока периодически меняется на противоположное: вы видите переменный ток.

Возьмите кусок провода и подключите его к амперметру (то, что измеряет ток) и поместите его между полюсами магнита. Теперь резко проведите проволокой сквозь невидимое магнитное поле, создаваемое магнитом, и через провод на короткое время протекает ток (регистрируемый на измерителе). Это фундаментальная наука, лежащая в основе электрогенератора, продемонстрированная в 1831 году британским ученым Майклом Фарадеем. (прочитать краткая биография или длинная биография).Если вы переместите провод в противоположном направлении, вы создадите ток, который течет в обратном направлении. (Если вам интересно, вы можете выяснить направление, в котором течет ток, используя то, что называется правило правой руки или правило генератора, которое является зеркальным отображением правила левой руки, используемого для определения того, как работают двигатели.)

Важно отметить, что вы генерируете ток только тогда, когда вы перемещаете провод через магнитное поле (или когда вы перемещаете магнит мимо провода, что равносильно тому же).Недостаточно просто поднести провод к магниту: для выработки электричества провод должен пройти мимо магнита или наоборот. Предположим, вы хотите производить много электроэнергии. Поднимать и опускать провод в течение всего дня не будет особенным удовольствием, поэтому вам нужно придумать способ, как провести провод мимо магнита, установив тот или иной из них на колесо. Затем, когда вы поворачиваете колесо, проволока и магнит перемещаются друг относительно друга, и возникает электрический ток.

А теперь самое интересное.Предположим, вы сгибаете проволоку в петлю, помещаете ее между полюсами магнита и размещаете так, чтобы она постоянно вращалась, как на схеме. Вероятно, вы увидите, что при повороте петли каждая сторона провода (оранжевая или зеленая) иногда будет двигаться вверх, а иногда — вниз. Когда он движется вверх, электричество будет течь в одну сторону; когда он движется вниз, ток будет течь в другую сторону. Таким образом, базовый генератор, подобный этому, будет производить электрический ток, который меняет направление каждый раз, когда петля провода переворачивается (другими словами, переменный ток или переменный ток).Однако большинство простых генераторов на самом деле вырабатывают постоянный ток — так как же им управлять?

Генераторы постоянного тока

Так же, как простой электродвигатель постоянного тока использует электричество постоянного тока (DC) для создания непрерывного вращательного движения, так и простой генератор постоянного тока производит стабильную подачу электричества постоянного тока, когда он вращается. Как двигатель постоянного тока, Генератор постоянного тока использует коммутатор. Звучит технически, но это всего лишь металлическое кольцо с трещинами в нем, которое периодически меняет местами электрические контакты катушки генератора, одновременно меняя направление тока.Как мы видели выше, простая проволочная петля автоматически меняет направление тока, которое он производит каждые пол-оборота, просто потому, что он вращается, а задача коммутатора — нейтрализовать эффект вращения катушки, обеспечивая создание постоянного тока.

Иллюстрация: Сравнение простейшего генератора постоянного тока с простейшим генератором переменного тока. В этой конструкции катушка (серая) вращается между полюсами постоянного магнита. Каждый раз, когда он поворачивается на пол-оборота, ток, который он генерирует, меняется на противоположный.В генераторе постоянного тока (вверху) коммутатор меняет направление тока каждый раз, когда катушка перемещается на пол-оборота, отменяя реверсирование тока. В генераторе переменного тока (внизу) нет коммутатора, поэтому выходная мощность просто поднимается, опускается и меняет направление вращения при вращении катушки. Вы можете увидеть выходной ток от каждого типа генератора на диаграмме справа.

Генераторы переменного тока

Что, если вы хотите генерировать переменный ток (AC) вместо постоянного тока? Тогда вам понадобится генератор, который представляет собой просто генератор переменного тока.Самый простой вид генератора переменного тока похож на генератор постоянного тока без коммутатора. Когда катушка или магниты вращаются мимо друг друга, ток естественным образом растет, падает и меняет направление, давая на выходе переменный ток. Так же, как есть Асинхронные двигатели переменного тока, в которых для создания вращающегося магнитного поля используются электромагниты, а не постоянные магниты, поэтому существуют генераторы, которые работают за счет индукции аналогичным образом.

Генераторы в основном используются для выработки электроэнергии от двигателей транспортных средств. В автомобилях используются генераторы, приводимые в движение их бензиновые двигатели, которые заряжают свои аккумуляторов во время движения (переменный ток преобразуется в постоянный диоды или выпрямительные схемы).

Генераторы в реальном мире

Фото: Генератор переменного тока — это генератор, вырабатывающий переменный ток (переменный ток) вместо постоянного (постоянного). Здесь мы видим механика, снимающего генератор с двигателя подвесной моторной лодки. Фото Есении Росас любезно предоставлено ВМС США.

Производство электричества звучит просто — и это так. Сложность в том, что нужно приложить огромное количество физических усилий. для выработки даже небольшого количества энергии. Вы поймете это, если у вас есть велосипед с динамо-машиной. фары, работающие от колес: вам нужно немного крутить педали, чтобы фары светились — и это просто для производства крошечного количества электричества, необходимого для питания пара лампочек.Динамо — это просто очень маленькое электричество генератор. Напротив, на реальных электростанциях гигантские генераторы электричества приводятся в действие паровыми турбинами. Это немного похоже на вращающиеся пропеллеры или ветряные мельницы, приводимые в движение паром. Пар производится путем кипячения воды с использованием энергии, выделяемой при сжигании угля, масло или другое топливо. (Обратите внимание, как применяется сохранение энергии здесь тоже. Энергия, питающая генератор, поступает от турбина. Энергия, питающая турбину, поступает от топлива.И топливо — уголь или нефть — изначально поступало с заводов, работающих на энергия Солнца. Суть проста: энергия всегда должна исходить от где-то.)

Какую мощность вырабатывает генератор?

Генераторы указаны в ваттах (измерение мощности, указывающее, сколько энергии производится каждую секунду). Как и следовало ожидать, чем больше генератор, тем большую мощность он производит. Вот приблизительное руководство от самого маленького до самого большого:

Тип Мощность (Вт)
Велосипед динамо 3
Генератор USB с ручным приводом 20
Ветряная микро турбина 500
Малый дизельный генератор 5000 (5 кВт)
Ветряная турбина 2 000 000 (2 МВт)

Переносные генераторы

Фото: Переносной электрогенератор, работающий от дизель.Фото Брайана Рида Кастильо любезно предоставлено ВМС США.

В большинстве случаев мы принимаем электричество как должное. Мы включаем фонари, телевизоры или стиральные машины, не переставая думать, что электрическая энергия, которую мы используем, должна откуда-то поступать. Но что, если вы работаете на улице, в глуши, и нет источник электроэнергии, который вы можете использовать для питания вашей бензопилы или вашего электродрель?

Одна из возможностей — использовать аккумуляторные инструменты с перезаряжаемые батарейки. Другой вариант — использовать пневматические инструменты, такие как отбойные молотки.Они полностью механические и питаются от сжатый воздух вместо электричества. Третий вариант — использовать портативный электрогенератор. Это просто небольшой бензиновый двигатель (бензиновый двигатель), похожий на компактный двигатель мотоцикла, с прилагается электрогенератор. Когда двигатель пыхтит, дожигая бензин, он толкает поршень взад и вперед, поворачивая генератор и вырабатывающий на выходе постоянный электрический ток. С с помощью трансформатора вы можете использовать такой генератор для производите практически любое необходимое напряжение в любом месте, где оно вам нужно.В виде пока у вас достаточно бензина, вы можете производить собственное электричество поставка на неопределенный срок. Но помните о сохранении энергии: кончится газа, и у вас кончится электричество!

Artwork: Генераторные технологии быстро развивались в 19 веке. Английский химик и физик Майкл Фарадей построил первый примитивный генератор в 1831 году. В течение нескольких десятилетий многочисленные изобретатели создавали практические электрические генераторы. Эта («динамо-электрическая машина») была разработана Эдвардом Уэстоном в 1870-х годах как способ «преобразовывать механическую энергию в электрическую с большей эффективностью, чем прежде.«Он имеет статическое внешнее кольцо из магнитов (синий) и вращающийся якорь (катушки) в центре (красный). Коммутатор (зеленый) преобразует генерируемый ток в постоянный. Из патента США 180 082, переиздание 8141 Эдварда Уэстона, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

Вам могут понравиться эти другие статьи на нашем сайте по смежным темам:

Видео

  • Демонстрация электрического генератора ?: Превосходное короткое видео доктора Джонатана Хэра и Vega Science Trust очень ясно показывает, как перемещение катушки через магнитное поле может производить электричество.
  • Простой генератор: электрический генератор для научной выставки: Уильям Бити дает пошаговое руководство по созданию простого генератора с использованием простых для поиска компонентов (эмалевый провод, магниты, картон и т. Д.).
  • Велогенератор: Как привести в действие кухонный комбайн с помощью велосипеда, приводящего в действие генератор переменного тока (разновидность электрогенератора). Довольно изящный эксперимент, хотя комментарий мог бы быть немного яснее.

Книги

Для читателей постарше
Для младших читателей

Статьи

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис.(2009/2020) Генераторы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/generators.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Мотор как динамо

В = -N (dΦ / dt)

Электричество и магнетизм

Мотор как динамо

Практическая деятельность для 14-16

Практический класс

Этот простой эксперимент показывает обратимость эффектов двигателя и динамо.

Аппаратура и материалы

На каждую студенческую группу

  • Электродвигатель, малый напр. один построен студенческой группой в предыдущем мероприятии
  • Гальванометр, чувствительный, например, к 3,5–0–3,5 мА, сопротивление 10 Ом (см. Примечание ниже)
  • Зажимы Crocodile, 2
  • Выводы, 4 мм, 2
  • Медный провод, изолированный с оголенными концами, 200 см

Обратите внимание: строго говоря, мы генерируем e.м.ф. но часто измеряйте ток через нагрузочный резистор (то есть провод) с помощью гальванометра (не амперметра).

Техника безопасности и здоровья

Выбирайте электродвигатели с осью, которую можно легко поворачивать вручную. У них также должно быть два контакта, куда можно прикрепить зажимы типа «крокодил».

Прочтите наше стандартное руководство по охране труда

Смотрите эксперимент:

Электродвигатель

Процедура

  1. Подключите электродвигатель к гальванометру.
  2. Прокрутите мотор; наблюдать за гальванометром. Вы можете крутить мотор большим и большим пальцем на оси; в качестве альтернативы оберните кусок хлопка вокруг оси и потяните за любой конец, как показано на рисунке.
  3. Изучите факторы, влияющие на показания гальванометра. Что произойдет, если вы перевернете направление вращения?
  4. Если вы используете модельный электродвигатель, вы можете преобразовать его так, чтобы он генерировал переменный ток (AC) следующим образом.
  5. Снимите резинки и отсоедините проводку коммутатора.
  6. Изолируйте оба конца алюминиевой трубки, обернув их липкой лентой.
  7. Вытащите концы выводов на противоположных концах якоря.
  8. Оголите провода на два или три сантиметра и плотно намотайте оголенные концы на алюминиевую трубку.
  9. Сделайте щетку на каждом конце и подсоедините к счетчику.
  10. Изучите факторы, влияющие на показания гальванометра. Что произойдет, если вы сейчас измените направление вращения?

Учебные заметки

  • Вращение двигателя вручную превращает двигатель в динамо-машину.Разность потенциалов можно измерить с помощью чувствительного гальванометра. Часто достаточно просто использовать чувствительный амперметр, пока не возникает путаница. Эффект динамо производит э.д.с. (разность потенциалов}, а не ток.
  • Студенты должны отметить, что более быстрое вращение динамо-машины приводит к большему отклонению измерителя. При изменении вращения динамо-машины происходит отклонение в противоположном направлении.
  • Форму волны этого динамо-машины постоянного тока можно наблюдать на C.Р.О. Это будет не плоский график , а скорее отслеживание изменений величины ЭДС. на протяжении всего цикла. Однако он будет однонаправленным. Если ни одна из щеток не сможет установить соединение при вращении, между входными клеммами C.R.O. будет значительная разница потенциалов переменного тока. Это приведет к появлению на лампе ложного следа сети переменного тока. Подключение резистора 10 кОм ко входным клеммам C.R.O. предотвратит это.
  • Если вы используете самодельный электродвигатель, который проработал продолжительное время, щетки и коммутатор будут загрязнены и будут иметь высокое сопротивление.Зачистите и очистите щетки и коммутатор наждачной бумагой. Избегайте смазки пальцев. Принятие этих мер предосторожности может увеличить отклонение гальванометра в несколько раз.
  • Версия
  • AC: в качестве альтернативы контактным кольцам можно сделать временную динамо-машину, которая будет работать несколько оборотов. Вытащите пару выводов из тонкой проволоки из катушки и позвольте им скручиваться вверх по мере вращения катушки.
  • Форма волны переменного тока, создаваемой динамо-машиной, лучше всего видна при подключении динамо-машины к C.Р.О. Кривая должна напоминать традиционную синусоиду.

Этот эксперимент был проверен на безопасность в июле 2007 г.

  • Видео, демонстрирующее аналогичную практику электромагнитной индукции:

3 Лучшие методы создания твердых тел в Dynamo

Бесплатное руководство из курса Black Spectacles Основы вычислительного проектирования в Dynamo.

В этом бесплатном руководстве Black Spectacles вы изучите 3 лучших метода создания твердых тел в Dynamo. Это руководство является частью курса Black Spectacles по вычислительному дизайну в Dynamo , в котором вы изучите основы навигации по Dynamo и сможете использовать возможности вычислительного дизайна для быстрого и точного создания сложных форм.

В этом руководстве вы собираетесь создавать твердые тела несколькими способами. Есть три способа создать твердое тело.Первый — просто создать поверхность и сделать ее утолщенной. Вы можете просмотреть руководство по этому процессу здесь .

Второй способ — создать твердое тело по чердаку.

Создание твердого тела по чердаку:

Шаг 1. Создайте круг

Для начала перейдите к «Новому» и начните с совершенно нового определения.

Как и в большинстве случаев в «Динамо», нужно начинать с очков. Выберите узел Point.ByCoordinates. Для одной из этих точек нам нужно Z, равное 20, поэтому создайте блок кода из 20, а X и Y равны нулю, так что вы можете просто оставить их как есть.Затем создайте еще один Point.ByCoordinates, который просто равен нулю. Таким образом, вам не нужно вводить какие-либо числа. Теперь у вас есть точка в 0 и точка в 20.

Теперь вы создадите круг в нижней точке. Выберите узел «Circle.ByCenterPointRadius». Вставьте центральную точку в нулевую точку, а для радиуса сделайте блок кода из 15 и вставьте его. Теперь у вас есть большой круг.

Шаг 2. Создайте многоугольник

Теперь вы собираетесь создать многоугольник из этого круга.Выберите «Polygon.RegularPolygon» и создайте блок кода из 6 для количества сторон и вставьте входной круг в круг, который вы создали на предыдущем шаге.

Теперь у вас есть шестиугольник. Это будет одна сторона твердого тела, которое вы собираетесь создать.

Шаг 3. Создайте второй круг

Другая часть твердого тела будет исходить от ваших 20 точек. Для начала нужно создать простой круг. Самый простой способ — просто скопировать и вставить ваши последние узлы круга, а затем изменить радиус на новом круге на 10 и соединить центральную точку с вашей точкой, которая находится в 20.

Теперь у вас есть круг вверху и многоугольник внизу.

Шаг 4: Лофт двух предметов

Затем вам нужно просто смешать их вместе, используя чердак. Вы собираетесь создать список из этих двух элементов с помощью List.Create. У вас всего два элемента, поэтому подключите многоугольник к одному, а круг — к другому.

Выберите узел «Sold.ByLoft» и вставьте в него свой список. Вы можете видеть, что теперь у вас есть сплошная форма. Если вы нажмете escape и покрутите его, вы увидите, что это не поверхность, а твердый геометрический объект.

Теперь вы освоили создание твердого тела по сечениям, утолщая поверхность, и третий способ сделать это — создать кривую и выдавить эту кривую как твердое тело.

Создание твердого тела по кривой выдавливания:

Шаг 1. Создайте две точки

Для начала нужно установить кривую. Для начала вам понадобится два Point.ByCoordinates. Для первой поместите точки X и Y на 50. Для второй точки, снова используя кодовые блоки, требуется X, равный 60, Y, равный 40, и Z, равный 20.Итак, теперь у вас есть две точки в разных местах.

Затем вы возьмете эти две точки и создадите круг на одной из них. Затем вы воспользуетесь другой точкой как вектором и создадите твердое тело между ними.

Шаг 2. Создайте круг

Для точки 50 вы создадите круг. Выберите Circle.ByCenterPointRadius и вставьте центральную точку в точку 50 и блок кода 10 для радиуса. Теперь вы можете увидеть кружок в углу экрана.

Шаг 3. Создайте вектор

Если вы проведете линию между этими двумя точками, она может представлять линию или вектор. В этом конкретном случае вы хотите представить его как вектор. Для этого используйте «Vector.ByTwoPoints».

Началом вектора будет точка 50, которая является центром вашего круга. И конец вектора будет вашей другой точкой. Когда вы их подключаете, ничего не меняется, потому что вектор — это направление, а не визуальный.

Шаг 4: выдавите кривую как сплошную

Но теперь, когда у вас есть форма и вектор, вы можете использовать этот вектор как кривую. Узел для этого называется Curve.ExtrudeAsSolid. В этом случае кривая на самом деле является кругом, а расстояние — вектором.

Теперь вы можете видеть, что он выдавливает круг вдоль этого вектора или между двумя точками.

Когда ваш коллега спросит вас о различных способах (наряду с утолщением поверхности для создания твердого тела) для создания твердого тела в Dynamo, вы сможете с уверенностью дать им учебное пособие!

Бесконтактный динамо-генератор 5 Вт для велосипеда

Мы были вдохновлены генераторами ветряных турбин, сделанными своими руками, на создание динамо-машины для велосипедов.Они использовали двойной генератор осевого потока, состоящий из мощных магнитов, размещенных по обе стороны от неподвижной обмотки статора без железа, как сэндвич, создающий между ними очень сильный магнитный поток и, таким образом, индуцирующий электрическую энергию в обмотке статора. Поскольку сердечник обмотки статора немагнитный (воздушный), для райдера не требуется дополнительного сопротивления (крутящего момента). Вот подробности об этом типе генератора [1] .

Две вращающиеся железные части, удерживающие магниты, изготовлены лазерным резаком из стали толщиной 4 мм.Держатель статора с катушками и магнитными сепараторами изготавливается из акрила аналогично. Рабочие чертежи прилагаются в разделе файлов.
В нашей конструкции мы использовали прямоугольные магниты и круглые катушки. Это не оптимальный дизайн, но круглые колисы легко сделать. Для лучших энергетических характеристик катушки также должны иметь прямоугольную форму, как магниты. Все катушки имеют одинаковое направление намотки и соединены последовательно параллельно, как показано на Рис. 1 . Причина, по которой мы сделали это, — уменьшить напряжение и увеличить выходной ток.Если бы мы использовали катушки из более толстой проволоки с меньшим числом витков, мы могли бы соединить их только последовательно

.

Рисунок 1

Наш генератор на самом деле не является динамо-машиной, которая создает постоянный ток (DC), потому что вырабатываемый переменный ток (AC) преобразуется в постоянный ток выпрямителем и конденсатором. Блок-биграмма показана на Рис. 2 ниже. Поскольку выходное напряжение зависит от скорости вращения колеса, мы использовали понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный, чтобы получить постоянное напряжение 5 В.Преобразователь настраивается, поэтому вы также можете выбрать другое выходное напряжение.

Рисунок 2


Вот некоторые измерения мощности на Таблица 1 , выполненные с переменной резистивной нагрузкой. Значение выходного тока измерялось при достижении напряжения 5 В. Для каждой скорости значение резистора было разным. Мы решили выбрать выход с пятью напряжениями, поэтому он совместим с большинством внешних аккумуляторов. Мы не рекомендуем подключать чувствительные устройства (телефон, GPS) непосредственно к выходу преобразователя, так как это может привести к их повреждению или, если вы перестанете ездить, выключится свет :-))

Таблица 1

Скорость [км / ч] 5 20 25 30
I [A] 0.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *