Трехфазный (380 В) генератор своими руками: пошаговая инструкция
Трехфазный (380 В) генератор своими руками: пошаговая инструкция
Генератор для дома, дачи или мастерской необходим для получения альтернативного электричества.
Если питание должно поступать и к однофазным, и к трехфазным приборам (инструментам, станкам), то нужен генератор трехфазный. Он способен запитать разную по фазности технику, как на 220 Вольт, так и на 380 Вольт — вот, что значит трехфазный генератор. Таким образом, при отсутствии тока в стационарной сети, вы сможете включать и перфоратор или дрель на 220В и бетономешалку на 380В, но только не одновременно, а поочередно. Трехфазный генератор – необходимое приобретение как для домашнего пользования, так и для производственных площадок.
Самодельный генератор, возможно ли это
Хоть электростанция трехфазная — агрегат весьма сложный, его можно собрать самостоятельно, изучив принцип работы генератора и имея доступные элементы и детали.
Принцип работы основан на всем знакомой динамо-машине — заставить ротор вращаться принудительно. Как работает трехфазный генератор? На основе асинхронного двигателя. Для того, чтобы этот мотор, не включенный в сеть, заработал в роли источника электричества, нужно передать на его якорь вращательный момент. Крутящий момент возникает от любой механической энергии.
Лучший способ, как сделать трехфазный генератор — задействовать двигатель внутреннего сгорания. Причем, вы можете создать не только бензиновый генератор, а экономный газовый или мощный дизельный. Для подключения к двигателю используют амортизирующую муфту, чтобы ротор вращался не рывками, а плавно.
Даже больше — детально разобравшись, что такое трехфазный генератор, вы поймете, что механическую энергию можно получить не только от ДВС, а от совершенно бесплатных носителей. Это значит, что можно использовать энергию речки или ветра (если природные условия содействуют). В этом случае нужно собрать и установить турбину, ветряную или водяную. Получается отличная возможность сэкономить на оплате электроэнергии, получаемой от стационарной сети.
В некоторых населенных пунктах Украины для вращения ротора используют даже лошадей. Этот способ соорудить электрогенератор своими руками популярен среди определенных религиозных общин, которые принципиально не пользуются стационарным электричеством. Несколько запряженных коней вращают якорь, создавая нужную механическую энергию. Получается дешевая электроэнергия от живой конской силы.
Как работает генератор 380 Вольт собственного изготовления
При вращении ротора, в статоре возникает магнитное поле, формирующее ЭДС. Привод устроен так, что, если подсоединить к концам обмоток конденсатор, то по виткам начинает идти ток. Емкость конденсаторной батареи должна быть выше критического номинала, чтобы генератор был пригоден для активной нагрузки и выдавал симметричные трехфазные вольтажи.
Кроме этого показателя, на мощность электрогенератора влияет и двигатель, создающий крутящий момент, его конструкция и мощность.
Для продуцирования электричества 380 Вольт со стандартной частотой 50 Гц, скорость вращения якоря привода должна поддерживаться на определенном уровне. Магнитные силовые линии возникнут только при условии, что скорость выше асинхронной составляющей на коэффициент скольжения S (равен 2÷10 процентов) и соответствовать уровню синхронной частоты. В противном случае правильной синусоиды тока добиться невозможно, а ее искривление (скачки частоты) недопустимы, если подключаем к электростанции 380 Вольт приборы, оснащенные электрическими двигателями (дрели, перфораторы, болгарки, пилы). Если мотора нет, а только нагревательный ТЭН или лампа накаливания, то значение частоты и синусоида тока не настолько имеют значение.
Существует также вариант использования генераторов на 220 Вольт для оборотов электродвигателя. В этом случае, мы получаем самодельный трехфазный генератор из однофазного. Передача вращательного момента идет на якорь асинхронного трехфазного привода, в результате чего получается трехфазная сеть.
Какой асинхронный двигатель нужен: характеристики ротора и статора
Асинхронный трехфазный привод — основная база для генератора переменного тока. Очень часто такие моторы списываются на предприятиях, поэтому найти его можно за низкую цену или бесплатно. Обязательные условия выбора, какой у него ротор и статор:
- Ротор у такого движка может быть фазный или короткозамкнутый;
- Статор — с тремя отдельными медными обмотками. Соединение витков между собой допускается по типу «треугольник» или «звезда».
Устройство и принцип работы такого привода состоит в том, что ротор (якорь) — вращающийся элемент, статор — неподвижный. У них обоих основу составляют изолированные стальные пластины. На этих пластинах расположены пазы, в которых идут витки обмотки.
В статоре выходы витков нужно подсоединить в клеммную коробку и установить перемычки для соединения. Кабель для питания также устанавливают здесь.
К каждой фазе статора подсоединяются идентичные напряжения, смещенные на угол, который составляет примерно треть круга. Эти синхронные подводки отвечают за формирование тока в витках статора.
В роторе подключение зависит от особенностей его строения: фазный или короткозамкнутый.
- Фазный ротор. У такого ротора витки обмотки аналогичны, как у статора. Их выходы нужно смонтировать на кольца, которые проводят контакт и соприкасаются со схемой запуска и прижимными щетками. Конструкция получается непростая, с ней нужно повозиться. К тому же нужно постоянно наблюдать за частотой вращения и смотреть, не разомкнулись ли контактные кольца, не отошли ли прижимные щетки. Поэтому лучше выбрать ротор короткозамкнутого типа. Или же сделать короткозамкнутый якорь из фазного ротора. Для этого концы обмотки не подключают к кольцам, а сочетают между собой — коротят.
- Короткозамкнутый ротор. Как мы уже сказали, он более удобный для самостоятельного создания генератора, так как, в отличие от синхронного генератора, схема у него простая. Кольца-перемычки своими концами соединены и закорочены, подвижных прижимных щеток-контактов нет.
Получается все очень просто и надежно, поэтому именно такой якорь и советуем выбирать для своей самоделки.
На что влияют схемы подключения
Схема трехфазного генератора в плане размещения обмоток на статоре мотора влияет на последующую работу устройства, определяет его технические характеристики.
- Электросхема соединения «звезда». Это стандартный тип соединения витков и очень популярный. Он самый практичный при подключении конденсаторной батареи. Ее присоединение можно выполнить:
- К двум обмоткам. В результате такой схемы асинхронные генераторы обеспечивают питание однофазным приборам (причем, двум группам) и трехфазным (одна линия). Клавиши выключателей для рабочего и пускового конденсатора — отдельные.
- К одной обмотке (по такой же схеме). Получим одну однофазную линию. И одну трехфазную.
- Схема подключения «треугольник» применяется для переключения обмоток для получения однофазного питания.
На какие характеристики двигателя еще нужно обратить внимание
Для надежной и стабильной работы генератора, сделанного своими руками, важны определенные технические характеристики двигателя. Они указаны на наклейке или же в паспорте (если он есть). Важные моменты, это:
- Класс защиты (обозначение IP). Чем меньше цифра — тем лучше корпус привода защищен о проникновения пыли и влаги.
- Мощность.
- Количество оборотов.
- Схема сочетания витков обмотки статора.
- Коэффициент полезного действия.
- Пусковой ток (коэффициент фи).
Все это следует выяснить, а если мотор старый и много лет использованный, то его нужно протестировать вольтметром, амперметром и «прозвонить» на предмет рабочего состояния.
Как просчитать мощность генератора
Чтобы работа самодельной электростанции была стабильной, нужно, чтобы ее номинальный вольтаж и мощность были одинаковыми в режимах генератора и электрического мотора. Перед тем, как выбрать конденсаторную батарею, нужно учесть:
- Реактивную мощность Q. Она равняется 2n*f*C*U2, где С — емкость конденсатора. Отсюда, нужная нам емкость С будет равна Q/2n*f *U2.
- Режим работы. Для того, чтобы в режиме холостого хода не возникала перегрузка обмоток и их перегрев, конденсаторные элементы подключают ступенчатым способом, в соответствии с нагрузкой.
Рекомендуемая нами марка пусковых конденсаторов — К78-17, с вольтажом 400 Вольт и выше. Допускаются и аналогичные по характеристикам металлобумажные элементы. Подключение их параллельное.
Батареи на электролите для переменного тока использовать не советуем. На них может работать генератор постоянного тока, а при переменном элементы электролитного конденсатора будут быстро выходить из строя.
Советы и рекомендации по соблюдению безопасности
Трехфазный вольтаж 380 Вольт — это большая опасность поражения человека и его смерти. Поэтому, безопасная эксплуатация самоделки — самое важное требование. Для ее гарантии необходимо выполнить такие условия:
- Управление единым электрощитом, в состав которого входят:
- Измерительные приборы: вольтметр (с максимумом не ниже 500 Вольт), амперметр и частотомер.
- Выключатели для взаимодействия нагрузок (три клавиши). Одна из них включает питание непосредственно к потребителю, а две других отвечают за подключение конденсаторных элементов.
- Систему защиты — автовыключатель, который срабатывает при коротком замыкании или перегрузке по мощности. Сюда также входит и устройство защитного отключения, которое должно сработать, если фаза пробьет на корпус.
Советы по эксплуатации: какие трудности могут возникнуть
Частым проблемным явлением работы генератора является перегрузка по мощности. При ней идет интенсивный нагрев обмотки, пробой изоляции. Как следствие — поломка генератора. Возникает из-за:
- Неверного подбора емкости конденсаторной батареи;
- Подсоединения большого количества электротехники, суммарная мощность которой превышает номинальную мощность.
О правилах подбора емкости и расчетах мы уже говорили выше. А по проблеме перегруза по мощности в генераторе на три фазы, нужно отметить еще некоторые нюансы при подключении однофазных потребителей:
- Потребителей с вольтажом 220 Вольт можно подключать только на одну треть общей мощности (к примеру, если ген выдает 6 кВт, то это только для приборов на 380 Вольт, а для однофазных будет только 2 кВт, не больше). Иначе, возникнет перегрузка.
- Если у вашего генератора две однофазных линии, то вместе мощность по ним будет составлять 2/3 от общего показателя мощности. То есть, 6 кВт — это 4 кВт для однофазных, по 2 кВт на каждую фазу. Причем, при одновременном задействовании фаз, следите, чтоб нагрузка не отличалась от мощности до 10%, иначе возникнет явление «перекос фаз», и ток поступать не будет.
При работе важно следить за показателем частоты переменного тока. Если вы не встроили частотомер на общий электрощит, то на холостом ходу выходной вольтаж выше значения 380 Вольт (или 220 при подключении однофазных) на 4÷6 процентов.
Самодельный генератор из постоянных магнитов на 12В
Решил показать на всеобщее обозрение свой генератор собраный на велосипедной втулке от заднего колеса. Я имею дачу на берегу реки. Очень интересно мастерить самоделки своими руками на дачу, потому расскажу о своем генераторе.
Часто летом ночюем с детьми на даче а электричества нет, и меня толкнуло собрать этот генератор. Вообще-то этот генератор уже второй. Первый был попроще и послабее. Но при ветре приёмник работал. Его фото нет, я его уже разобрал. Конструкция была не такой.
Все детали моего генератора при желании можно найти. Магниты брал от сгоревших громкоговорителей (колокольчик). Эти колокольчики висят на вокзалах и в парках ж. д оборудованых громкой связью.
Мне понадобилось 4 сгоревших динамика. Попросил сгоревшие у людей обслуживающих эти устройства. Вытащил магниты, поделил на 16 частей болгаркой. Магниты стоят друг к другу одним полюсом.
На катушке 4 вывода, потому что я наматывал сразу 2 провода диаметром по1мм каждый. Если их запараллелить — увеличится ток, а соединяя последовательно увеличится напряжение, но ток соответственно будет меньше. В общем нужного напряжения добиваюсь методом эксперимента.
Катушка намотана на куске трубы 50 с резьбой. С одной стороны щечка затянута гайкой с другой — щечка приварена. И прикреплена к алюминевой пластине а пластина уже к основанию. При необходимости можно разобрать и поменять катушку. Провод 1 мм сечением, сколько витков не считал.
Куда приспособить этот генератор ещё думаю, может заставлю речку работать.
Затраты на изготовление такие:
- велосипедная втулка 250 руб;
- кусок трубы с гайкой 70руб;
- сварщику 50руб;
- проволоку от старых тансформаторов и полоску дал тот же сварщик.
У генератора есть магнитное залипание. Стронуть с места требуется усилие. 10 -12 кгс на звездочке 70 мм. Около 3,6 Нм. На маленьких оборотах чувствуется небольшая вибрация.
Пробовал подключать маленкий телевизор, и крутил руками. Немного не хватало скорости, чтоб кинескоп развернулся. При 1обороте в секунду генератор даёт 12 вольт 0,8 ампер.
Автор: Афанасьев Юрий (rosinmn.ru).
принцип действия, инструкция по сборке в домашних условиях
Очень часто любителям отдыха на природе не хочется отказываться от удобств повседневной жизни. Поскольку большинство из этих удобств связано с электричеством, появляется необходимость в таком источнике энергии, который можно было бы взять с собой. Кто-то покупает электрогенератор, а кто-то решается сделать генератор своими руками. Задача не из лёгких, но вполне выполнимая в домашних условиях для любого, кто обладает техническими навыками и нужным оборудованием.
Выбор типа генератора
Прежде чем решиться сделать самодельный генератор на 220 В, стоит подумать о целесообразности такого решения. Необходимо взвесить все за и против и определить, что подойдет вам больше — заводской образец или самодельный. Вот основные достоинства промышленных аппаратов:
- Надёжность.
- Высокая производительность.
- Гарантия качества и возможность получения технического обслуживания.
- Безопасность.
Однако у промышленных образцов есть один существенный недостаток — очень высокая цена. Не всем по карману такие агрегаты, поэтому стоит подумать и о достоинствах самодельных устройств:
- Низкая цена. В пять раз, а иногда и больше, меньшая цена по сравнению с заводскими электрогенераторами.
- Простота устройства и хорошее знание всех узлов аппарата, так как всё собрано собственноручно.
- Возможность модернизировать и улучшать технические данные генератора под свои потребности.
Сделанный своими руками в домашних условиях электрогенератор вряд ли будет отличаться высокой производительностью, но обеспечить минимальные запросы вполне способен. Ещё один минус самоделки — это электробезопасность.
Не всегда она отличается высокой надёжностью, в отличие от промышленных образцов. Поэтому следует очень серьезно подойти к выбору вида генератора. От этого решения будет зависеть не только экономия денежных средств, но и жизнь, здоровье близких и самого себя.
Конструкция и принцип работы
Электромагнитная индукция лежит в основе работы любого генератора, вырабатывающего ток. Всем, кто помнит закон Фарадея из курса физики за девятый класс, понятен принцип преобразования электромагнитных колебаний в постоянный электроток. Также очевидно, что создать благоприятные условия для подачи достаточного напряжения не так уж просто.
Любой электрогенератор состоит из двух основных частей. Они могут иметь разную модификацию, но присутствуют в любой конструкции:
- Статор. Это статичная часть генератора. В ней находится двигатель, металлический регулятор электромагнитного поля, другие вспомогательные приспособления и крепления.
- Ротор. Подвижная часть с равноудалёнными от середины магнитами. Его роль заключается в создании электромагнитного поля.
Существуют две основных разновидности генераторов в зависимости от типа вращения ротора: асинхронные и синхронные. Выбирая одну из них, учитывают преимущества и недостатки каждой. Чаще всего выбор народных умельцев падает на первый вариант. Для этого есть веские причины:
- Генераторы из первой группы обладают более простой конструкцией, поэтому их проще собрать в домашних условиях.
- Потери КПД у первой группы ниже, чем во второй на 5−6%.
- У асинхронных генераторов есть выпрямитель и они более устойчивы к перепадам напряжения, что защищает подключённые электроприборы от поломок.
- Простой корпус позволяет быстрее и качественнее обслуживать агрегат, в отличие от синхронного аналога.
- Асинхронные электрогенераторы можно подключать к компьютеру и другим электроприборам, высокочувствительным к перепадам электронапряжения.
- Низкий процент нагрева корпуса тоже говорит в пользу асинхронного варианта.
- Детали, из которых собирают асинхронный аппарат, могут служить до 15 лет при должном уходе, с приборами из второй группы в этом отношении всё намного сложнее.
В связи с приведёнными доводами, наиболее вероятным выбором для самостоятельного изготовления является асинхронный генератор. Остается только найти подходящий образец и схему его изготовления.
Порядок сборки агрегата
Для начала следует оборудовать рабочее место необходимыми материалами и инструментами. Рабочее место должно соответствовать правилам техники безопасности при работе с электроприборами. Из инструментов понадобится всё, что связано с электрооборудованием и техобслуживанием автомобилей. По сути, хорошо оснащенный гараж вполне годится для создания своего генератора. Вот что понадобится из основных деталей:
- Источник энергии. Здесь выбор огромный: от ветряной мельницы до солнечных батарей, но наиболее приемлемым является жидкое топливо.
- Двигатель. Опять же всё зависит от выбора источника энергии. Мотор для генератора кто-то решается сделать собственноручно, обычно переделав или починив сломанный двигатель. А кто-то берёт электромотор от испорченного бытового прибора, например, от стиральной машины или насоса.
- Статор и ротор. Лучший вариант — найти готовые, чтобы не заниматься перемоткой и очень сложными работами по их подгонке. Обычно в электродвигателе всё уже есть.
- Электропровода и различные клеммы для крепления. Кроме того, понадобится изоляция.
- Выпрямитель или трансформатор для регулирования выходящего тока.
- Дополнительные электроприборы и датчики для контроля работы агрегата.
Собрав необходимые материалы, приступают к расчёту будущей мощности аппарата. Для этого необходимо выполнить три операции:
- Тахометром замерить скорость вращения двигателя.
- К полученному результату добавить 10% и записать полученное значение. Это число показывает предел перегрева двигателя.
- Используя специальную таблицу, подобрать конденсаторы для увеличения или уменьшения мощности, если в этом есть необходимость.
Когда конденсаторы припаяны на места, и на выходе получается нужное напряжение, производят сборку конструкции.
При этом следует учитывать повышенную электроопасность таких объектов. Важно продумать правильное заземление генератора и тщательно изолировать все соединения. От выполнения этих требований зависит не только срок службы прибора, но и здоровье тех, кто им будет пользоваться.
Устройство из автомобильного двигателя
Пользуясь схемой сборки приспособления для получения тока, многие придумывают собственные невероятные конструкции. Например, генератор на велосипедной или водяной тяге, ветряной мельнице. Однако есть вариант, который не требует особых конструкторских навыков.
В любом двигателе автомобиля есть электрогенератор, который чаще всего вполне исправен, даже если сам движок уже давно отправлен в утиль. Поэтому разобрав двигатель, можно воспользоваться готовым изделием для своих целей.
Решить проблему с вращением ротора намного проще, чем думать, как его сделать заново. Можно просто восстановить поломанный двигатель и использовать его, как генератор. Для этого из двигателя удаляются все лишние узлы и приспособления.
Ветряная динамо-машина
В местах, где ветра дуют, не прекращая, неугомонным изобретателям не даёт покоя пустая трата энергии природы. Многие из них решаются на создание маленькой ветряной электростанции. Для этого нужно взять электродвигатель и переоборудовать его в генератор. Последовательность действий будет следующей:
- Достать ротор и проточить его под установку магнитов.
- Используя шаблон, приклеить эпоксидной смолой магниты к ротору.
- Перемотать двигатель более толстым проводом для поднятия силы тока и уменьшения напряжения.
- Собрать генератор и проверить электродрелью его работоспособность. Для этого можно подключить лампочку или прибор для замера силы тока.
- Можно приступать к изготовлению лопастей ветряка. Для этого нужно взять трубу ПВХ (160 мм) и вырезать из неё лопасти по чертежу.
- Взять винт 1,7 мм диаметром и приварить к нему широкую шляпку для крепления лопастей.
- Приклеить лопасти к винту.
- Закрутить винт в ротор генератора.
- Сделать металлическую подставку для динамо-машины. Её оснащают хвостом и подшипником для вращения по ветру.
- Установить стойку для подъёма конструкции и удержания. Её делают из металлической трубы среднего диаметра.
- Подключить контролёр и другие приборы для более эффективной работы.
Сделав свой ветряк с маленьким электрогенератором или генератор из автомобильного двигателя своими руками, хозяин может быть спокоен во время непредвиденных катаклизмов: в его доме всегда будет электрический свет. Даже выехав на природу, он сможет продолжать пользоваться удобствами, которые обеспечивает электрооборудование.
Генератор на неодимовых магнитах | НПК «Магниты и системы»
Магнитный генератор
Магнитный двигатель – это реально бесплатный генератор энергии, который может эффективно заменить подключение от локальной электрической сети, и не требует сложной разработки, нужно только купить магниты. Форум электриков утверждает, что таким образом можно создать бесшумный источник тока.
Фото — Магнитный генератор
Он работает по принципу мощных неодимовых постоянных магнитов. Когда магнитная сила достигает необходимого уровня, чтобы преодолеть трение, скорость двигателя направляется на пандусы, значение доходит до равновесия. В обычном двигателе, магнитное поле возникает от электрических катушек, которые как правило, состоят из меди (Cu), а иногда алюминия (Al).
Поскольку медь и алюминий не являются сверхпроводниками (их сопротивление не равно нулю), обычный электродвигатель должен непрерывно производить электроэнергию для поддержания магнитного поля и компенсации потерь. Этому построению сложно работать из-за высоких показателей потерь.
В магнитной конструкции не нужны катушки самоиндукции, поэтому он работает практически без потерь. Магнита использует постоянное магнитное поле, в котором генерируется сила движущегося ротора. Недостатком магнитов является то, что он не может управлять потоком. Вы не сможете переключить магнит на резистор или реле. Но преимуществ намного больше, чем недостатков:
- Низкая себестоимость;
- Отличные показатели работоспособности;
- Практически нет потерь электроэнергии.
Инструкция по сборке магнитного генератора с фото
Практическую модель этого генератора легко построить самостоятельно. Все, что вам нужно, это подходящий набор неодимовых магнитов. Очень маленькие неодимовые магниты можно найти даже в компакт-дисках или DVD фокусирующей системе.
Простейший самодельный механический генератор энергии подходит для генерации низких и средних уровней свободной мощности. Максимальная выходная величина значительно выше, чем максимум электрического контура энергии. При более легкой конструкции, чем электромагнитный прибор, мы получаем аналоговый асинхронный генератор.
Для генерации полезной электроэнергии, есть два варианта:
- 1.Использование мотков электродвигателя в качестве основы магнитного движка.
Такой домашний прибор гораздо проще в конструировании, но в таком случае мотор должен иметь достаточно места для набора магнитов и обмотки катушек (при необходимости намотка осуществляется самостоятельно), для работы на дисбалансе.
- 2.Подключить к магнитному двигателю электрогенератор. Вы можете напрямую связывать валы или использовать зубчатую передачу. Второй вариант генератора способен генерировать больше энергии, но его сложно сконструировать.
Рассмотрим самостоятельный способ сборки.
Вентилятор компьютера может быть использован для создания небольшого прототипа магнитного генератора свободной энергии.
Фото — Компьютерный радиатор как двигатель
Фото — Вентилятор от компьютера в разборке
Изначально катушки используются для создания магнитного поля. Мы можем заменить катушки неодимовыми магнитами. Магниты должны быть помещены в тех же направлениях, в которых расположены исходные катушки. Это гарантирует, что ориентация магнитного поля, необходимая для работы двигателя, остается такой же. В этом двигателе, есть четыре катушки, поэтому нужно использовать четыре магнита.
Фото — Катушки Фото — Подключение неодимовых магнитов к катушке
Магниты, расположены в направление катушек. Двигатель работает из-за образовавшегося МП, он не нуждается в электроэнергии. Меняя направление магнитов, Вы можете изменять скорость вращения двигателя, соответственно и его энергию.
Фото — Правильное расположение магнитов
Фото — Поворот магнитов и работа двигателей
Эти генераторы свободной энергии – вечные, двигатели будут работать до тех пор, пока из цепи не уберется какой-то магнит. Если собрать такой мотор в домашних условиях из более мощного радиатора, то электричества хватит для питания лампочки или даже нескольких бытовых приборов (до 3 кВт), просто Вам понадобится прикрепить к устройству провода, которые будут передавать ток к потребителю электроэнергии.
Следите за новостями!
p.s. в статье использованы материалы с источников сети интернет
Самодельный генератор из асинхронного электродвигателя
В стремлении получить автономные источники электроэнергии специалисты нашли способ как своими руками переделать, трехфазный асинхронный электродвигатель переменного тока в генератор. Такой метод имеет ряд преимуществ и отдельные недостатки.
Внешний вид асинхронного электродвигателя
В разрезе показаны основные элементы:
- чугунный корпус с радиаторными рёбрами для эффективного охлаждения;
- корпус короткозамкнутого ротора с линиями сдвига магнитного поля относительно его оси;
- коммутационно контактная группа в коробке (борно), для коммутации обмоток статора в схемы звезда или треугольник и подключения проводов электропитания;
- плотные жгуты медных проводов обмотки статора;
- стальной вал ротора с канавкой для фиксации шкива клиновидной шпонкой.
Детальная разборка асинхронного электродвигателя с указанием всех деталей показана на рисунке ниже.
Детальная разборка асинхронного двигателя
Достоинства генераторов, переделанных из асинхронных двигателей:
- простота сборки схемы, возможность не разбирать электродвигатель, не перематывать обмотки;
- возможность вращения генератора электротока ветряной или гидротурбиной;
- генератор из асинхронного двигателя широко используется в системах мотор-генератор для преобразования однофазной сети 220В переменного тока в трёхфазную сеть с напряжением 380В.
- возможность использования генератора, в полевых условиях раскручивая его от двигателей внутреннего сгорания.
Как недостаток можно отметить сложность расчёта ёмкости конденсаторов, подключаемых к обмоткам, фактически это делается экспериментальным путём.
Поэтому трудно добиться максимальной мощности такого генератора, бывают сложности с электропитанием электроустановок, которые имеют большое значение пускового тока, на циркулярных электропилах с трёхфазными двигателями переменного тока, бетономешалках и других электроустановках.
Принцип работы генератора
В основу работы такого генератора заложен принцип обратимости: «любая электроустановка преобразующая электрическую энергию в механическую, может сделать обратный процесс». Используется принцип работы генераторов, вращение ротора вызывает ЭДС и появление электрического тока в обмотках статора.
Исходя из этой теории, очевидно, что асинхронный электродвигатель можно переделать в электрогенератор. Чтобы осознано провести реконструкцию необходимо понять, как происходит процесс генерации и что для этого требуется. Все двигатели, которые приводит в движение сила переменного тока, считаются асинхронными. Поле статора движется с небольшим опережением относительно магнитного поля ротора, подтягивая его за собой в сторону вращения.
Чтобы получить обратный процесс, генерацию, поле ротора должно опережать движение магнитного поля статора, в идеальном случае вращаться в противоположном направлении. Добиваются этого включением в сеть питания, конденсатора большой ёмкости, для увеличения ёмкости используют группы конденсаторов. Конденсаторная установка заряжается, накапливая магнитную энергию (элемент реактивной составляющей переменного тока). Заряд конденсатора по фазе противоположный источнику тока электродвигателя, поэтому вращение ротора начинает замедляться, обмотка статора генерирует ток.
Этот принцип работы используется практически в электровозах, трамваях при необходимости плавного торможения. По такому же принципу некоторые «Кулибины», замедляют вращение диска электросчётчиков, пытаясь сократить расходы на электроэнергию.
Преобразование
Как практически своими руками преобразовать асинхронный электродвигатель в генератор?
Для подключения конденсаторов надо открутить верхнюю крышку борно (коробка), где расположена контактная группа, коммутирующая контакты обмоток статора и подключены провода питания асинхронного двигателя.
Открытое борно с контактной группой
Обмотки статора могут быть соединены в схему «Звезда» или «Треугольник».
Схемы включения «Звезда» и «Треугольник»
На шильдике или в паспорте на изделие показаны возможные схемы подключения и параметры двигателя при различных подключениях. Указывается:
- максимальные токи;
- напряжение питания;
- потребляемая мощность;
- количество оборотов в минуту;
- КПД и другие параметры.
Параметры двигателя, которые указаны на шильдике
В трёхфазный генератор из асинхронного электродвигателя, который делают своими руками, конденсаторы подключаются по аналогичной схеме «Треугольником» или «Звездой».
Вариант включения со «Звездой» обеспечивает пусковой процесс генерации тока на более низких оборотах, чем при соединении схемы в «Треугольник». При этом напряжение на выходе генератора будет немного ниже. Подключение по схеме «Треугольника» предоставляет незначительное увеличение выходного напряжения, но требует более высоких оборотов при запуске генератора. В однофазном асинхронном электродвигателе подключается один фазосдвигающий конденсатор.
Схема подключения конденсаторов на генераторе в «Треугольник»
Используются конденсаторы модели КБГ-МН, или другие марки не менее 400 В бесполярные, двухполюсные электролитические модели в этом случае не подходят.
Как выглядит бесполюсный конденсатор марки КБГ-МН
Так как в бытовых условиях рассчитать необходимую ёмкость конденсаторов для используемого двигателя практически невозможно, экспериментальным путём была составлена таблица.
Расчёт ёмкости конденсаторов для используемого двигателя
Номинальная выходная мощность генератора, в кВт | Предположительная ёмкость в, мкФ |
---|---|
2 | 60 |
3,5 | 100 |
5 | 138 |
7 | 182 |
10 | 245 |
15 | 342 |
В синхронных генераторах возбуждение процесса генерации происходит на обмотках якоря от источника тока. 90% асинхронных двигателей имеют короткозамкнутые роторы, без обмотки, возбуждение создаётся остаточным в роторе статическим зарядом. Его достаточно чтобы на первоначальном этапе вращения создать ЭДС, которое наводит ток, и подзаряжает конденсаторы, через обмотки статора. Дальнейшая подзарядка уже поступает от генерируемого тока, процесс генерации будет непрерывным, пока вращается ротор.
Автомат подключения нагрузки к генератору, розетки и конденсаторы рекомендуется установить в отдельный закрытый щит. Соединительные провода от борно генератора до щита проложить в отдельном изолированном кабеле.
Даже при неработающем генераторе необходимо избегать прикосновения к клемам конденсаторов контактов розеток. Накопленный конденсатором заряд остаётся длительное время и может ударить током. Заземляйте корпуса всех агрегатов, мотора, генератора, щита управления.
Монтаж системы мотор-генератор
При монтаже генератора с мотором своими руками надо учитывать, что указанное количество номинальных оборотов используемого асинхронного электродвигателя на холостом ходу больше.
Схема мотор-генератора на ременной передаче
На двигателе в 900 об/м при холостом ходе будет 1230 об/м, чтобы получить на выходе генератора, переделанного из этого двигателя достаточную мощность, надо иметь количество оборотов на 10% больше холостого хода:
1230 + 10% =1353 об/м.
Ременная передача рассчитывается по формуле:
Vг = Vм x Dм\Dг
Vг – необходимая скорость вращения генератора 1353 об/м;
Vм – скорость вращения мотора 1200 об/м;
Dм – диаметр шкива на моторе 15 см;
Dг – диаметр шкива на генераторе.
Имея мотор на 1200 об/м где шкив Ø 15 см, остаётся рассчитать только Dг – диаметр шкива на генераторе.
Dг = Vм x Dм/ Vг = 1200об/м х 15см/1353об/м = 13,3 см.
Генератор на ниодимовых магнитах
Как сделать генератор из асинхронного электродвигателя?
Этот самодельный генератор исключает применение конденсаторных установок. Источник магнитного поля, которое наводит ЭДС и создаёт ток в обмотке статора, построен на постоянных ниодимовых магнитах. Для того чтобы это сделать своими руками необходимо последовательно выполнить следующие действия:
- Снять переднюю и заднюю крышки асинхронного электродвигателя.
- Извлечь ротор из статора.
Как выглядит ротор асинхронного двигателя
- Ротор протачивается, снимается верхний слой на 2 мм больше толщины магнитов.
В бытовых условиях сделать расточку ротора своими руками не всегда представляется возможным, при отсутствии токарного оборудования и навыков. Нужно обратиться к специалистам в токарные мастерские.
- На листе обычной бумаги готовится шаблон для размещения круглых магнитов, Ø 10-20мм, толщиной до 10 мм, с силой притяжения 5-9 кг, на кв/см, размер зависит от величины ротора. Шаблон наклеивается на поверхность ротора, магниты размещаются полосами под углом 15 – 20 градусов относительно оси ротора, по 8 штук в полосе. На рисунке ниже видно, что на некоторых роторах отмечены тёмно-светлые полосы смещения линий магнитного поля относительно его оси.
Установка магнитов на ротор
- Ротор на магнитах рассчитывается так, чтобы получилось четыре группы полос, в группе по 5 полосок, расстояние между группами 2Ø магнита. Промежутки в группе 0.5-1Ø магнита, такое расположение снижает силу залипания ротора к статору, он должен проворачиваться усилиями двух пальцев;
- Ротор на магнитах, сделанный по рассчитанному шаблону, заливается эпоксидной смолой. После того как она немного подсохнет цилиндрическая часть ротора покрывается слоем стекловолокна и опять пропитывается эпоксидной смолой. Это исключит вылет магнитов при вращении ротора. Верхний слой на магнитах не должен превышать первоначального диаметра ротора, который был до проточки. В противном случае ротор не встанет на своё место или при вращении будет тереться об обмотку статора.
- После просушки, ротор можно поставить на место и закрыть крышки;
- Испытывать, электрогенератор необходимо – проворачивать ротор электродрелью, измеряя напряжение на выходе. Количество оборотов при достижении нужного напряжения измеряется тахометром.
- Зная необходимое количество оборотов генератора, ременная передача рассчитывается по методике описанной выше.
Интересный вариант применения, когда электрогенератор на основе асинхронного электродвигателя, используется в схеме электрический мотор-генератор с самоподпиткой. Когда часть мощности вырабатываемой генератором поступает на электродвигатель, который его раскручивает. Остальная энергия расходуется на полезную нагрузку. Осуществив принцип самоподпитки практически можно на долгое время обеспечить дом автономным электропитанием.
Видео. Генератор из асинхронного двигателя.
Для широкого круга потребителей электроэнергии покупать мощные дизельные электростанции как TEKSAN TJ 303 DW5C с мощностью на выходе 303 кВА или 242 кВт не имеет смысла. Маломощные бензиновые генераторы дорогие, оптимальный вариант сделать своими руками ветровые генераторы или устройство мотор-генератор с самопдпиткой.
Используя эту информацию можно собрать генератор своими руками, на постоянных магнитах или конденсаторах. Такое оборудование очень полезно на загородных домах, в полевых условиях, как аварийный источник питания, когда отсутствует напряжение в промышленных сетях. Полноценный дом с кондиционерами, электрическими плитами и нагревательными бойлерами, мощный мотор циркулярной пилы они не потянут. Временно обеспечить электроэнергией бытовые приборы первой необходимости могут, освещение, холодильник, телевизор и другие, которые не требуют больших мощностей.
Оцените статью:трехфазный генератор переменного тока своими руками
Не все существующие электросети (в особенности действующие в удалённых от городов регионах) могут обеспечить потребителя полноценным питанием, подходящим для работы современного бытового оборудования. В связи с низким качеством поступающего с подстанций напряжения и его частыми отключениями многие пользователи вынуждены задумываться о том, чтобы изготовить самодельный генератор электроэнергии. С тем, как выглядит такой асинхронный генератор внешне, можно ознакомиться на рис. ниже.
Общий вид самодельного генераторного устройства
Указанный подход к решению проблемы электропитания за городом позволяет существенно сэкономить в сравнении с ситуацией, когда генераторное оборудование приобретается через торговую сеть в готовом виде.
Эффект обратимости
Известно, что принцип работы любого генерирующего электрический ток устройства основан на преобразовании одной формы энергии (тепла, например) в необходимый для электропитания оборудования вид. Можно воспользоваться так называемыми альтернативными (их ещё называют возобновляемыми) источниками энергоснабжения, однако указанный способ связан с ещё большими материальными и производственными издержками.
Гораздо проще и экономнее сделать самодельный генератор тока, воспользовавшись потенциальными возможностями имеющегося в распоряжении пользователя старого асинхронного электродвигателя.
Основанием для такого изготовления является известный в электротехнике принцип обратимости процессов взаимодействия электромагнитных полей, что объясняется спецификой происходящих при этом электрических процессов. Если в двигателе трёхфазную энергию тока используют для превращения её в механическое вращение вала, то в генераторе всё происходит строго наоборот. В этих агрегатах принудительное вращение якоря трансформируется в текущий по фазным обмоткам электрический ток, мощность которого расходуется на обслуживание потребителя (смотрите рисунок ниже).
Принцип работы генератора
Таким образом, перед тем, как сделать образец самодельного электрогенератора из бывшего в употреблении асинхронного двигателя в самом общем случае необходимо проделать следующие манипуляции:
- Клеммы, на которые подаётся трёхфазное (или однофазное – для коллекторных образцов изделий) напряжение нужно превратить в выходные контакты генератора;
- К подвижной части генератора, от которой работал тот или иной механизм (станок, например) следует приспособить привод от внешнего источника механического вращательного импульса;
Дополнительная информация. В качестве такого источника может применяться любой подходящий для конкретных условий движитель, вращающийся под воздействием энергии сгорающего топлива (бензина, газа или солярки). При наличии в частном хозяйстве ветряка или самодельной водяной мельницы решение вопроса с приводом существенно упрощается.
- Из-за дороговизны бензина в условиях загородного хозяйства единственно приемлемым вариантом является изготовление небольшой электростанции, работающей от дизельного движка или на газу.
В этом случае работающий на сравнительно дешёвом топливе двигатель через специальную приводную муфту подсоединяется к валу сооружаемой конструкции, которая после небольшой доработки превращается в генератор переменного тока.
Выбор конструкции
Изготовить генератор из асинхронного двигателя можно вполне успешно, если внимательно изучить конструкцию и устройство каждого из указанных механизмов. Рассмотрим сначала типовой асинхронный двигатель, работающий по принципу скольжения ротора в отстающем по фазе электромагнитном поле статора. Неподвижная часть этого агрегата (статор) оборудуется, как известно, тремя катушками, смещёнными относительно друг друга в пространстве на 120 геометрических градусов.
За счёт взаимодействия подвижного и неподвижного поля в статорных катушках наводится переменное напряжение, представленное последовательностью трёх рабочих фаз (А, В и С).
Более простой вариант изготовления синхронной машины (генератора) предполагает применение б/у коллекторного однофазного двигателя, имеющего в своём составе устройство смещения фазы на конденсаторе фиксированной ёмкости.
Изготовление однофазной системы существенно упрощает конструкцию будущего генератора, но мощность такого изделия сравнительно невелика. Это обстоятельство не позволяет использовать его для питания некоторых образцов однофазных силовых агрегатов (скважинного насоса, например).
Обратите внимание! Однофазного устройства, собранного на базе коллекторного движка, по мощности может хватить разве что на энергоснабжение домашней осветительной сети.
В случаях, когда возникает необходимость в подключении к питающей линии более мощного силового оборудования, единственно правильное решение – изготовить генератор из асинхронного механизма (рисунок ниже).
Асинхронный двигатель
Рассмотрим, как можно переделать этот механизм в трехфазный генератор, более подробно.
Порядок доработки обмоток
Прежде чем сделать генератор из асинхронного двигателя, следует разобраться с его статорными катушками, соединёнными между собой и включаемыми в питающую линию по определённой схеме.
Дополнительная информация. Для классического подключения асинхронных механизмов используются два типа включения статорных обмоток: по так называемой схеме «звезда» или «в треугольник».
В первом случае все три линейных катушки (А, В и С) с одной стороны объединяются в общий нулевой провод, в то время как вторые их концы подключаются к трём фазным линиям. При включении «треугольником» конец одной катушки соединяется с началом второй, а её конец, в свою очередь, – с началом третьей обмотки и так далее вплоть до замыкания цепочки.
В результате такого подключения образуется правильная геометрическая фигура, вершины которой соответствуют трём фазным проводам, а нулевой провод вообще отсутствует.
Из соображений простоты монтажа и безопасности эксплуатации в бытовых схемах обычно выбирается подключение типа «звезда», обеспечивающее возможность организации местного (повторного) защитного заземления.
При доработке двигателя следует снять крышку распределительной коробки и получить доступ к клеммам, на которые в нормальных условиях поступает трёхфазное питающее напряжение. В генераторном режиме к этим контактам следует подсоединить питающую линию с подключёнными к ней бытовыми трёхфазными потребителями.
Для организации однофазного питания (розеточных линий и цепей освещения, в частности) их нужно будет подключить одним концом к выбранному фазному контакту А, В или С, а другим – к общему нулевому проводу. Порядок подсоединения проводов к асинхронному двигателю приводится на следующем рисунке.
Схема разводки на распредкоробке
Важно! В случае нескольких линейных (однофазных) нагрузок необходимо распределить их по фазам таким образом, чтобы те были загружены более-менее равномерно.
Таким образом, генератор своими руками, собранный из трёхфазного двигателя, будет нагружен на все питающие цепи, а конечные потребители получат полагающиеся им нормативные мощности.
Организация приводной части
В бытовых условиях в качестве механического привода, как правило, используются типовые бензогенераторы, с которых момент вращения передаётся непосредственно на рабочий вал. Основная проблема при таком подключении – организация надёжного муфтового сцепления, полностью передающего крутящий момент на ось якоря генератора (в данной ситуации его функцию выполняет ротор двигателя).
При её обустройстве самый оптимальный вариант – это обратиться за помощью к профессиональным механикам, которые помогут организовать муфтовое соединение требуемого качества и надёжности.
Обратите внимание! Ротор переделываемого механизма напоминает по своей конструкции обмотку статора с тремя сдвинутыми на 120 градусов обмотками (он называется в этом случае фазным).
Ротор фазного типа
Линейные выводы каждой из обмоток соединяются со съёмными контактными кольцами, посредством которых на механизм двигателя через графитовые щётки подавалось запускающее напряжение. Если оставить всё как было, получается очень непростая в изготовлении и обслуживании конструкция, использовать которую в составе будущего генератора не имеет смысла.
Для удобства переделки лучше всего воспользоваться схемой короткозамкнутой подвижной части, которая может быть получена путём закорачивания рабочих выводов каждой из катушек фазного ротора.
Генератор на постоянных магнитах
Известен ещё один способ обустройства бытовых генераторов, состоящий в использовании при изготовлении мощных постоянных магнитов и ряда дополнительных приспособлений (в некоторых средствах массовой информации их ещё называют «вечными»).
Принцип работы такого источника энергии на магнитах состоит во взаимодействии э\м полей, создаваемых постоянными магнитными заготовками, жёстко закреплёнными на статорной и роторной части устройства (смотрите рисунок ниже).
Генератор на магнитах
Основное преимущество таких двигателей, выполняющих функцию генератора, – отсутствие потребности в источнике внешней энергии или в топливе. Однако и в данном случае не обходится без недостатков, проявляющихся, в первую очередь, в том, что сильные магнитные поля могут негативно сказываться на здоровье обслуживающего персонала.
С учётом этого недостатка во всех остальных ситуациях такой электромотор широко применяется в различных приводных узлах, нередко устанавливаемых на промышленном оборудовании. В качестве примера может быть приведён известный среди специалистов генератор, под обозначением «г 303».
В заключение обзора самодельных генераторов следует заметить, что для переделки их из асинхронных двигателей может потребоваться целый комплект специального съёмного инструмента, по своему составу напоминающий автомобильное оборудование.
Видео
Генератор для ветряка своими руками: инструкции и методы сборки
Самостоятельная сборка ветрогенератора в первую очередь предполагает создание самого генератора. И, как оказывается, это можно сделать легко из подручных средств.
к содержанию ↑Варианты изготовления
За длительное время существования альтернативной энергетики были созданы электрогенераторы самых разных конструкций. Их можно сделать своими руками. Большинство людей думает, что это трудно, так как требуется определенный объем знаний, различные дорогостоящие материалы и т.д. При этом генераторы будут очень низкой производительности по причине большого количества просчетов. Именно эти мысли заставляют желающих отказаться от идеи сделать ветряк своими руками. Но все утверждения являются абсолютно неправильными, и сейчас мы это покажем.
Умельцы чаще всего создают электрогенераторы для ветряка двумя методами:
- Из ступицы;
- Переделывают готовый двигатель под генератор.
Рассмотрим эти варианты более подробно.
к содержанию ↑Изготовление из ступицы
Самым разрекламированным среди всех вариантов является обычный самодельный дисковый генератор для ветряка, который создается с использованием неодимовых магнитов. Главными его преимуществами являются: простота сборки, не требует особых знаний, возможность не придерживаться точных параметров. Даже если будут допущены ошибки — это не страшно, так как в любом случае ветряком вырабатывается электричество и его можно довести до ума с приходом практики.
Итак, для начала нам нужно подготовить основные элементы для сборки ветрогенератора:
- ступица;
- тормозные диски;
- неодимовые магниты 30х10 мм;
- медная лакированная проволока диаметром 1,35 мм;
- клей;
- фанера;
- стеклоткань;
- эпоксидная или полиэфирная смола.
Самодельные дисковые генераторы делаются на основе ступицы и двух тормозных дисков от ВАЗ 2108. Можно с уверенностью говорить, что практически у любого хозяина найдутся в гараже эти части автомобиля.
На тормозных дисках мы расположим неомагниты. Их нужно брать в количестве, делимом на 4. Рекомендуемо применять 12+12 или 16+16 единиц. Это самые приемлемые варианты по эффективности и затратам. Располагать их нужно с чередованием полюсов. Статор нашего самодельного электрогенератора для ветряка также делается с использованием фанеры, которая выпилена по форме. Далее, на него устанавливаются намотанные катушки, и все заливается эпоксидной или полиэфирной смолой. Из стеклоткани рекомендуется вырезать два круга такого же размера, как и статор. Они будут закрывать верхнюю и нижнюю стороны для большей жесткости конструкции.
Неомагниты можно применять любой формы. Старайтесь заполнять полностью все колесо с минимальными зазорами между элементами. Катушки требуется наматывать так, чтобы общее количество витков было в пределах 1000-1200. Это даст возможность генератору выдавать при 200 об/мин 30 В и 6 А. Также будет значительно лучше делать их овальными, а не круглыми. Ветровой электрогенератор станет более мощным благодаря такому решению.
=»Неомагниты для ветрогенератора» width=»640″ height=»480″ class=»aligncenter size-full wp-image-697″ />
Что касается статора нашего будущего генератора для ветряка, то его толщина обязательно должна быть меньше, чем размер магнитов, например, если магниты имеют толщину 10 мм, то статор лучше всего выполнить 8 мм (по 1 мм зазора оставить). Размеры дисков же должны быть больше толщины магнитов. Все дело в том, что через железо все магниты подпитывают друг друга и чтобы вся сила уходила именно в полезную работу требуется выполнять это условие. Если учитывать это, делая электрогенератор своими руками, то можно немного повысить его эффективность.
Подключение катушек
Собранный своими руками генератор для ветряка может быть как однофазным, так и трехфазным. Большинство начинающих выбирают первый вариант, так как он немного проще и легче. Но у однофазного подключения есть недостатки в виде повышенной вибрации под нагрузкой (гайки могут раскручиваться) и своеобразный гул. Если данные показатели не имеют значения, то катушки требуется соединять следующим образом: конец первой нужно спаять с концом второй, вторую катушку с третьей и т.д. Если что-то перепутать — схема работать не будет. Хотя здесь сложно что-то сделать не так.
Трехфазная схема хоть и требует большей внимательности, но при этом установка под нагрузкой не гудит и практически не вибрирует, а разведенные фазы под 120 градусов повышают мощность в определенных режимах работы. Трехфазное подключение катушек своими руками заключается в соединении их через 3 единицы. Например, при использовании 12 катушек распаиваются для первой фазы 1, 4, 7 и 10. Для второй — 2, 5, 8 и 11. Для третьей — 3, 6, 9 и 12. Все шесть получившихся концов можно смело выводить наружу из статора. Соединять фазы можно звездой (для получения большего напряжения) или треугольником (для получения большей силы тока).
Элементы основы можно заказать у токаря. Это будет более верным решением, так как автомобильная ступица и тормозные диски довольно массивные. Также можно сделать небольшую хитрость в виде увеличения диаметра всего колеса, ведь чем он больше, тем выше радиальная скорость ветрогенератора.
Дисковые генераторы имеют простую конструкцию, высокую эффективность и у них отсутствует эффект залипания. Дополнительно, ветровые установки, созданные на их основе, довольно легкие. Но по причине отсутствия сердечников, магнитов требуется использовать в два раза больше. Рассмотренный вариант является самым простым для создания ветряка своими руками.
к содержанию ↑Изготовление из асинхронного двигателя
Генератор для ветряка также можно сделать благодаря переделке асинхронного двигателя. Для этого требуется или переточить ротор на размер неомагнитов, или сделать его своими руками. Переточка родного ротора предполагает еще и использование стальной гильзы, которая бы замыкала магнитное поле. По этой причине нужно учитывать и ее толщину. Можно использовать как круглые, так и квадратные магниты. Последний вариант более эффективный по причине возможности установить их с большей плотностью.
Вследствие неизбежного залипания ротора, клеить неомагниты нужно с небольшим скосом. Смещение требуется делать по принципу зуб + паз. Делая генератор своими руками нужно также перематывать катушки. Причиной тому является использование обмотки из тонкого провода, который не рассчитан на большие напряжения и ампераж. Если используются низкооборотные двигатели, то перематывать их под генератор не требуется, так как у них уже используется хороший, толстый провод.
Перематывать двигатели под генераторы своими руками несложно, но рекомендуется доверить данную работу электрикам. Это позволит избежать ошибок и при этом ветряки из асинхронников получаются значительно эффективнее.
Решение оборудовать ветровые установки мультипликатором позволяет не перематывать двигатель. Также можно поставить небольшой электромагнит для самовозбуждения. Его запитка производится за счет самого вращения ветряка, а чтобы он не потреблял электричество с аккумулятора устанавливается в цепь мощный диод.
В конце хотелось бы сказать, что сделать самодельный генератор для своего ветряка довольно просто. И для этого не требуется особых знаний. Нужно запастись терпением и готовностью проводить опыты. Но при этом следует помнить о технике безопасности, так как электрогенераторы могут вырабатывать большие токи.
Оцените статью:
Загрузка…Поделитесь с друзьями:
8 доступных генераторов своими руками, которые презирает ваша электрическая компания
Невозможно перечислить все причины, по которым вы хотите построить генератор своими руками.
Может быть, вы готовитесь к долгосрочной чрезвычайной ситуации и хотите, чтобы вырабатывал собственную электроэнергию, если сеть выйдет из строя.
Может быть, вы живете в хижине в дикой местности, поддерживаемой землей, поддерживаемой матерью-природой.
Возможно, вы мечтаете о автономной независимости и самостоятельности.
Может быть, вы хотите сэкономить несколько долларов на счетах за электричество или даже полностью избавиться от них.
Может быть, вам не хочется тратить деньги на что-то вроде генератора энергии Патриота.
Или, может быть, вы хотите сделать это ради чистого удовольствия от создания функциональной науки.
Независимо от причины, цель всегда одна и та же; для производства и потребления собственного электричества.
Теперь для жизни вне сети электричество не требуется.Вы можете отключиться от сети без него. Без него люди выживали по всему миру десятки тысяч лет.
Можно разбить лагерь и прокормиться без электричества. Вместо лампочек используйте свечи. Забудьте о печи, используйте тепло камина. Вместо духовки используйте дровяную печь и толстые одеяла. Вы можете сделать это с правильным набором книг по выживанию и ноу-хау лесоруба.
Но электричество значительно облегчает жизнь.И большинство согласятся, что от этого становится лучше.
Например, холодильник и морозильник — очень сложная бытовая техника в нашем современном обществе.
Но электричество — это средство выживания, как и любой другой, просто нематериальное и нематериальное. Но чрезвычайно полезно.
Электричество — это универсальный инструмент, который помогает достичь многих целей, связанных с выживанием. Тепло, свет, готовка, развлечения, общение, строительство.
Приложения бесконечны.
Самое приятное то, что для создания генераторов своими руками не требуется интеллект Никола Тесла.
Или даже степень в области электротехники.
Вы можете купить генераторы энергии и установить их у себя в собственности. Или вы можете построить свой собственный. Генераторы своими руками — чрезвычайно полезные инструменты. И они могут даже способствовать повышению устойчивости вашего автономного аванпоста.
Создание собственного генератора — это навык, который имеет огромное значение в ситуации «SHTF».Даже если вы не планируете делать генератор своими руками сегодня, просто знание того, «как» — это ценный навык, которым вы должны обладать.
В качестве способа познакомить вас с навыками выживания, мы раздаем наш # 78 Item Complete Prepper Checklist. Нажмите здесь, чтобы получить БЕСПЛАТНУЮ копию .
Принципы производства электроэнергии
Прежде чем мы перейдем к различным генераторам, которые вы можете построить своими руками, давайте рассмотрим общую концепцию. Все электрические генераторы основаны на одних и тех же основных принципах.Итак, это действительно важные концепции, которые необходимо понять.
Каждый раз, когда вы используете электричество, вы используете энергию, пришедшую откуда-то еще. Будь то угольная электростанция, водопровод или ветер, энергия исходит из другого вида энергии.
Вы конвертируете один вид энергии ( ветровая, водяная, геотермальная, горения) в другой (, электричество, ).
Итак, как превратить энергию движущейся воды в электрическую энергию, хранящуюся в батарее?
Независимо от того, какие именно генераторы вы собираетесь построить своими руками, эти две части очень важны: статор и ротор.
Статор — это неподвижная оболочка, в которой находится ротор, который вращается внутри статора. Ротор наполнен магнитами, которые при вращении внутри статора генерируют электрический ток.
Этот ток улавливается встроенными катушками статора и передается в накопитель.
Теперь для хранения электроэнергии, вырабатываемой статором и ротором, вам понадобится аккумулятор.
Существует множество коммерческих аккумуляторов, предназначенных исключительно для хранения энергии собственного производства.По сути, чем больше батарея, тем больше энергии вы можете сохранить.
Если вы планируете часто использовать генератор, я бы порекомендовал приобрести большую батарею. Один со значительным потенциалом хранения энергии. Или, что еще лучше, набор батарей, соединенных последовательно.
Если вам нужно просто электричество для зарядки фотоаппарата и фонарика, то идеально подойдут небольшие батарейки.
Теперь можно собрать собственную батарею, но лично я предпочитаю вернуть старую батарею к нормальной жизни. Это проще и менее опасно.
Если вы хотите узнать, как восстановить старые батареи, ознакомьтесь с этим курсом по восстановлению батарей EZ.
В качестве способа познакомить вас с навыками выживания, мы раздаем наш # 78 Item Complete Prepper Checklist. Нажмите здесь, чтобы получить БЕСПЛАТНУЮ копию .
Изготовление самодельных генераторов своими руками — 8 лучших решений
Есть несколько способов снять шкуру с кошки.Верно? Если вам нужно электричество своими руками, вы можете смотреть в небо, смотреть на море, смотреть в землю, заглядывать в свой гараж…
Потенциал производства электроэнергии есть повсюду.
Это хорошо, потому что в любой ситуации есть возможность выработки электроэнергии. Вам просто нужно понять, как это использовать.
По этой причине я составил очень краткий, но исчерпывающий список генераторов DIY.
1 — Велогенератор:
Я поставил его первым, потому что это очень простая идея.
Поворачивая шестерни ( или колесо ) вашего велосипеда, вы превращаете его в ротор. Таким образом, вы можете одновременно производить электричество и тренироваться.
Нужно вскипятить воду? Нет проблем, потратите двадцать минут на самодельный велосипедный генератор — и готово!
Нужна лампа для чтения? Нажмите на педаль во время чтения, и у вас будет свет, пока вы находитесь на велосипеде!
Очевидно, это требует физического труда. Вы не будете обогревать большой дом с помощью велосипедного генератора.Но если вам нужно электричество для небольших быстрых задач, велосипедный генератор — отличный способ сделать это.
Для этой установки вам даже не понадобится целый велосипед — вы можете собрать велосипедный генератор своими руками, используя старые детали велосипеда. Таким образом, нет необходимости разбирать ваш любимый велосипед.
В следующем видео они используют двигатель беговой дорожки для преобразования энергии ног в электрические вольты, вот где вы можете получить двигатель беговой дорожки.
2 — Гидроэлектрический генератор:
Я собираюсь пойти дальше и назвать гидроэнергетику ЛУЧШИМ вариантом в этом списке.Потому что надежен, стабилен и чрезвычайно эффективен.
Гидроэлектроэнергия используется тысячи и тысячи лет. Древние греки были первыми приписывают преобразование движущейся воды в измельчение пшеницы. Они не использовали электричество, но они использовали энергию. Они превратили проточную воду в полезное занятие по производству муки.
Какая именно концепция лежит в основе производства гидроэлектроэнергии?
Гидравлические колеса — самый популярный способ получения гидроэлектроэнергии.Помещая колесо в движущуюся воду, движение воды передается на прялку. Это колесо затем прикрепляется к ротору. И энергия накапливается статором перед передачей в батарею.
Многие ручьи и реки текут с почти постоянной скоростью. Таким образом, гидроэлектроэнергия вырабатывается круглосуточно — эффективно и рационально.
К сожалению, построить и установить действующую гидроэлектростанцию самому сложно. Не невозможно, но требует большой предусмотрительности, подготовки и планирования.
И, конечно же, поблизости нужен проточный водоем. Таким образом, они не зависят от местоположения, что делает их относительно редкими.
3 — Энергия ветра:
Сразу после гидроэнергетики ветер является одним из следующих лучших вариантов.
Основная идея та же — большие лопасти улавливают импульс ветра и передают его на ротор / статор.
К сожалению, ветряные турбины представляют проблему для обычного Джо. Обычно они требуют постоянного ухода и обслуживания.
Вот почему большинство крупных ветряных электростанций имеют команду высококвалифицированных инженеров. Их специально обучили управлению этими ветряными турбинами. Но становится легче.
Самым важным аспектом установки ветряной турбины является инвестирование в эффективную установку ротора / статора. Установка турбины, позволяющая улавливать как можно больше ветра.
Однако это действительно работает только в ветреных регионах. Ветер не принесет вам никакой пользы, если вы живете в месте, где воздух постоянно неподвижен ( или даже непредсказуемо ).
Если вы хотите, чтобы ваш ветряной электрогенератор окупился, вам нужно много стабильных и надежных ветров.
А вот подробное видео, как превратить старую аккумуляторную дрель в ветряную турбину.
Дополнительным преимуществом энергии ветра и воды является их экологическая устойчивость. Использование этих природных ресурсов (ветер и поток воды ) для выработки электроэнергии не приводит к выбросу загрязняющих веществ в процесс.
В качестве способа познакомить вас с навыками выживания, мы раздаем наш # 78 Item Complete Prepper Checklist. Нажмите здесь, чтобы получить БЕСПЛАТНУЮ копию .
4 — Ручной генератор:
У меня есть фонарик, который не требует зарядки и смены батарей. Это ручной фонарик.
Все, что вам нужно сделать, это повернуть ручку, пока вы не создадите достаточное трение, чтобы привести вещь в действие. Это базовый тип ручного кривошипного генератора, и тот, который вы можете построить, аналогичен ему.
Это электрическое поколение похоже на велосипедный генератор. Он преобразует человеческую энергию в электрическую.Другими словами, вы получаете то, что вкладываете в это.
Если вам нужно сэкономить калории из-за недостатка еды, ручной генератор — плохой выбор. Но если вы потерялись в море и вам нужно подать сигнал о помощи, очень полезно иметь ручной генератор света.
Это ситуативно — ручные генераторы — не лучший вариант, , но они подойдут в крайнем случае.
Вот видео о том, как превратить старую аккумуляторную дрель в ручной генератор, сделанный своими руками.
5 — Компостный теплогенератор
Как насчет выработки тепла из отходов?
Тепло — это не электричество. , однако, тепло — это форма энергии, которая очень полезна.
Также интересно иметь возможность использовать компостные материалы ( древесных стружек, обрезки травы, мульчу, сено и т. Д. ) для генерирования большого количества тепла. Тепло можно использовать для обогрева небольшого дома, теплицы, или даже для обогрева гидромассажной ванны.
Единственное предостережение — вам необходимо запустить насос для циркуляции воды.Таким образом, хотя эта установка создает тепло, для ее работы требуется некоторое количество энергии.
6 — Генератор атмосферной энергии
Наша атмосфера полна этой потенциальной электрической энергии, ожидающей использования. Но вот в чем проблема: как использовать эту энергию для использования и потребления?
Можно генерировать небольшие количества «свободной» энергии, но ничего из того, что я знаю, не было изобретено для этого в больших масштабах . Однако это источник энергии, за которым нужно следить, потому что в нашем современном мире постоянно создаются и разрабатываются новые изобретения.
7 — Солнечная энергия
Все знают о солнечной энергии, и на самом деле многие дома полностью или частично питаются от солнечной энергии.
Сейчас солнечные лучи свободны, но собирать их и преобразовывать в полезную энергию — нет.
Тем не менее, вы можете значительно сократить расходы на установку солнечной системы, если поймете, как она работает и как построить свою собственную солнечную энергосистему своими руками.
Если вы хотите правильно настроить систему для самостоятельной работы с солнечной энергией, , посмотрите The Backyard Revolution.
- Неважно , если у вас нет денег, чтобы потратить на нелепую готовую систему стоимостью 20 тысяч долларов.
- не имеет значения, если у вас нет времени или терпения, чтобы пройти через испытания и ошибки.
- Неважно , если вы никогда раньше ничего не строили ( даже стул IKEA )
Это просто, легко и дешево — возможно, это лучший генератор DIY на рынке сегодня!
Щелкните здесь, чтобы узнать больше
8 — Биогазовый генератор
Общая идея биогазового генератора довольно проста.Вам просто нужен источник органических отходов, таких как сельскохозяйственных отходов , навоза , коммунальных отходов , растительного материала, сточных вод , зеленых отходов, или пищевых отходов . Затем вы берете эти органические отходы и помещаете их в большой контейнер или резервуар, называемый варочным котлом.
В варочный котел вы заполняете его органическим материалом и водой в определенном соотношении.
При разложении органических отходов выделяется тепло и газ.
Этот биогаз может затем приводить в действие генератор , который затем преобразует дешевый ( часто бесплатный ) биогаз «отходы» в электричество.
Если это похоже на установку, которую вы хотите построить, попробуйте Liberty Generator.
Электричество своими руками для выживания
Очевидно, что электричество облегчает жизнь. Качество человеческой жизни во всем мире резко возросло, когда она стала общим ресурсом.
Но для иллюстративных целей вот краткий список приложений электричества для выживания:
Тепло —
Во-первых, наиболее важным использованием электричества для выживания является способность генерировать тепло.Особенно в зимние месяцы и в более прохладных регионах.
Наличие метода быстрого и эффективного обогрева вашего убежища полностью меняет правила игры.
Кулинария —
Благодаря электричеству вам не придется разжигать огонь каждый раз, когда вы хотите приготовить еду. Также не нужно держать под рукой большой запас сухих дров (, хотя я очень рекомендую ).
Но жизнь легче, если использовать конфорки, электрические сковороды, тостеры или мультиварки. Все это значительно упрощает приготовление еды.
Это еще более важно, чтобы уметь готовить пищу в критической ситуации.
Освещение —
Аварийные свечи и газовые фонари вызывают ностальгию и работают в более короткие сроки. Но все мы знаем, что это не самый эффективный или самый действенный способ осветить комнату.
Современные светодиодные электрические лампы потребляют очень мало энергии и служат очень долго. Есть также много вариантов перезаряжаемых фонарей, фонариков и ламп.Это эффективно и безопасно для окружающей среды.
Развлечения —
Хотите верьте, хотите нет, но развлечения могут быть столь же ценным средством выживания, как и свежие продукты, потому что они сохраняют ваше рассудок, что бесценно в ситуации выживания. Черт возьми, здравомыслие — ценный ресурс в любой ситуации.
Зарядка мобильного телефона или небольшого радиоприемника может превратить неприятные обстоятельства в более терпимые.
Конечно, библиотека книг о выживании и игральных карт на выживание также является развлечением без использования электричества.
Пленка / фотография —
Камеры и оборудование для съемки используют электричество и для работы требуются батареи. Поэтому, если вам нужно дождаться выстрела, вам, возможно, придется использовать небольшой самодельный генератор энергии для зарядки и питания вашего оборудования.
Torturing Your Enemies —
Вы смотрели фильм Taken? Ну, в нем Лиам Нисон использует автомобильный аккумулятор, чтобы пытать и допросить похитителей своей дочери. Это довольно жестоко — , но, черт возьми, свою работу он выполняет.
В любом случае, если вам нужна форма «расширенного допроса», электричество ее предлагает.
В качестве способа познакомить вас с навыками выживания, мы раздаем наш # 78 Item Complete Prepper Checklist. Нажмите здесь, чтобы получить БЕСПЛАТНУЮ копию .
Последнее слово
Электричество — один из самых эффективных инструментов выживания, когда-либо использовавшихся человеком. Это облегчает жизнь на Земле. Мы используем его для достижения бесконечного числа целей.
И что самое приятное, энергия повсюду — она ждет вас и ваших генераторов DIY.
Извлеките его из ветра или воды, используйте свою физическую силу или перенесите ее из другого источника энергии.
Если вы поймете концепцию сбора энергии, вы далеко пойдете. Если вы запомните эти принципы, у вас будет возможность построить генератор с нуля практически в любом месте.
Теперь это уверенность в своих силах.
В качестве способа познакомить вас с навыками выживания, мы раздаем наш # 78 Item Complete Prepper Checklist. Нажмите здесь, чтобы получить БЕСПЛАТНУЮ копию .
Помни: готовься, адаптируйся и побеждай,
«На всякий случай» Джек
P.s. Больше людей, чем я могу сосчитать, просили у меня эту точную дорожную карту.
Это показывает, насколько легко достичь УДИВИТЕЛЬНОГО уровня готовности .
Выполнив эти 10 простых шагов, вы будете намного лучше подготовлены, чем остальных ХРУПКИХ МАССОВ!
Никаких длинных надуманных историй, просто откровенный разговор парня, который это сделал.
Нажмите здесь, чтобы посмотреть это БЕСПЛАТНОЕ видео сейчас.
Связанные
Самодельный генератор Научный проект | Sciencing
Обновлено 13 ноября 2018 г.
Ма Вэнь Цзе
Изготовление самодельного генератора — это простой проект, который будет хорошо работать на многих научных ярмарках. Простые генераторы постоянного тока (DC) производились более ста лет из общедоступных материалов. Самодельный генератор может быть хорошей основой для объяснения как магнитных, так и электрических принципов.
Материалы
Поскольку базовый генератор очень прост, его можно сделать из легко доступных компонентов. Для базового генератора вам понадобится магнит, немного проволоки и большой гвоздь. Лампа фонарика низкого напряжения может показать, что генератор действительно вырабатывает электричество. Картон станет каркасом для генератора, а недорогая розетка для лампочки позволит легче удерживать лампочку от источников питания от генератора.
Конструкция
Сделайте из картона прямоугольную опорную коробку.Коробка должна быть высотой 8 см, шириной 8 см и глубиной 3,5 см. Проделайте отверстие в коробке на узкой оси. Отверстие должно быть отцентрировано с обеих сторон, так как гвоздь станет осью для магнита. Проденьте гвоздь в коробку и приклейте к гвоздю четыре магнита. Лучше всего подходят сильные керамические магниты. Оберните проволоку вокруг коробки, чтобы гвоздь проткнул проволоку. Провод должен быть изолирован, чтобы не произошло короткого замыкания. Снимите изоляцию с концов провода, подключите его к лампочке или патрону и закрутите гвоздь с прикрепленными магнитами.Лампочка должна слабо светиться. В некоторых случаях вам может потребоваться выключить свет, чтобы увидеть слабое свечение. Чтобы луковица стала ярче, крутите ноготь быстрее. Если вы хотите крутить магниты быстрее, вставьте конец гвоздя в электродрель. Будьте осторожны, не вращайте генератор слишком быстро, иначе он может развалиться.
Как это работает
В проводе есть потенциал для электричества. Магнитные поля, окружающие магниты, изменяют полярность атомов в металле, вызывая высвобождение электронов.Чем быстрее магниты вращаются в металлической катушке, тем больше электронов высвобождается и тем выше напряжение, создаваемое генератором. Чем больше катушек проволоки, тем больше напряжение. Если ваш генератор не производит электричество, попробуйте больше катушек провода и убедитесь, что провод не оборван и не закорочен из-за плохой изоляции.
Для более подробного объяснения смотрите видео ниже:
Другие идеи и советы
Если вы хотите сделать генератор, который будет хорошо работать с дрелью, подумайте об использовании оргстекла для блока генератора.Он будет сильнее физически и лучше покажет вращающиеся магниты. Для более сложных научных проектов гвоздь можно заменить осью, которая соединяется с лопастями вентилятора, чтобы сделать ветрогенератор.
Изготовление генератора из электродвигателя
Старый электродвигатель можно использовать в качестве генератора. Электродвигатель состоит из витков проволоки вокруг вращающегося магнита. В электродвигателе электричество проходит через катушки, что заставляет магниты вращаться. Вращающиеся магниты и ось обеспечивали питание любого устройства, использовавшего двигатель.Если вынуть двигатель из устройства и раскрутить ось, он станет генератором. Если вы предпочитаете не делать свой собственный генераторный механизм, можно провести несколько интересных экспериментов с ветроэнергетикой, используя лопасти вентилятора и электродвигатель.
Постройте самодельную систему генераторов переменного / постоянного тока высокой мощности
Эта запись была опубликована 23 сентября 1999 г. на сайте TheEpicenter.com.
КОМПОНЕНТЫ СИСТЕМЫ для самодельной системы генератора переменного / постоянного тока
- Двигатель, работающий на газе (или пропане)
- Муфты вала прямого привода
- Головка генератора переменного тока, 3600 об / мин
- Генератор GM, 12 В или 24 В
- Промышленный клиновой ремень
- Шкив (аналогично показанному)
- Кронштейн генератора горизонтальный (собственный Эпицентр!)
SUBSYSTEM Компоненты для самодельной системы генератора переменного / постоянного тока
Основные компоненты в подсекции переменного тока
Проект может остановиться здесь, если DC не требуется *
Компоненты, увеличивающие возможность зарядки постоянным током
Установите генератор на двигатель!
Добавьте этот кронштейн — упрощает! Добавьте кабели для последнего штриха.
* Обратите внимание: TheEpicenter.com не продает головки для генераторов переменного тока.
Вопросы по генератору
Q: Так зачем мне создавать собственный генератор, если я могу просто купить его, готовый к работе?
A: Чертовски хороший вопрос!
Во многих случаях лучше просто выложить деньги и купить качественный генератор переменного тока, такой как эта модель Generac, но в других случаях действительно невозможно получить все, что вы хотите, не сделав это самостоятельно. Это если вам нужно много зарядки постоянным током, а также синусоидальный переменный ток.
С другой стороны, создание идеальной системы может стоить не так дорого, как вы думаете, если у вас уже есть один из ключевых компонентов.
Вы можете быть одним из тех мастеров, у которых может быть запасной двигатель, и вы могли бы использовать его для привода головки генератора без необходимости покупать дорогостоящую специализированную систему генератора переменного тока. В некоторых случаях было бы дешевле купить головку генератора и повторно использовать двигатель от чего-то еще, в чем вы больше не нуждаетесь или нуждаетесь только в течение нескольких месяцев в году.
Хорошим примером может быть человек, у которого сидит мойка высокого давления с большим двигателем, возможно, качественным и дорогим, как Хонда. В этом случае вы можете снять насос в сборе со своей стиральной машины и прикрепить генераторную головку, когда это необходимо зимой, а весной вы можете снять генераторную головку и снова прикрепить блок насоса мойки высокого давления.
Лучше было бы построить многоцелевую систему выработки электроэнергии, потому что в настоящее время ее нельзя купить.В этом приложении вам может потребоваться зарядить батарею, например, одновременно с наличием некоторой мощности переменного тока. В этом приложении один и тот же двигатель может напрямую приводить в действие головку генератора, одновременно приводя в движение генератор переменного тока для зарядки постоянным током.
В общем, когда кто-то хочет зарядить батарею, часто бывает доступна избыточная мощность, которую можно использовать для одновременной работы головки генератора переменного тока. Или, с другой стороны, вам может потребоваться питание переменного тока для ремонта дома с помощью электроинструментов, или вам может потребоваться включить микроволновую печь, холодильник или что-то еще, и вы хотели бы одновременно зарядить свои батареи.
Здесь слева показан прототип проекта, над которым я экспериментирую для собственного использования.
Головка генератора переменного тока напрямую соединена с двигателем Tecumseh 8 HP и имеет 12-вольтный генератор переменного тока с ременным приводом, установленный на нашем горизонтальном кронштейне генератора, который прикреплен к двигателю. Чтобы получить полную номинальную выходную мощность 6000 Вт пиковой мощности от головки генератора, этот конкретный двигатель не имеет достаточной мощности. Чтобы развить полную номинальную выходную мощность от этой головки, двигатель действительно должен быть моделью 10 л.с., такой как HM100, или, еще лучше, моделью 11 л.с. для немного большего запаса прочности.Конечно, работа генератора переменного тока исключительно на этом двигателе является примером чрезмерной эксплуатации, но сочетание более низкой выходной мощности переменного тока при наличии постоянного тока позволяет достаточно эффективно использовать топливо и ресурсы.
В моем приложении мне не требуется более 2500 Вт переменного тока, для чего обычно требуется двигатель мощностью около 5 л.с. Оставшиеся 3 лошадиные силы могут быть выделены на подсистему зарядки постоянного тока с помощью подключенного генератора переменного тока.
Вот еще один вид, на котором вы можете увидеть компоненты прямого и ременного привода.
Давайте посмотрим, что действительно требуется для того, чтобы эта головка генератора вырабатывала переменный ток для определенных уровней выходного тока.
Для полной мощности производитель указывает двигатель мощностью 11 л.с., но могут использоваться и другие двигатели, если вы не нарушаете общие правила, изложенные ниже. Попытка потребить больше мощности, чем показано ниже, с использованием мощности двигателя ниже номинальной, приведет к тому, что генератор будет вырабатывать напряжение переменного тока ниже указанного на выходе. В некоторых случаях это может привести к потере энергии, что может привести к электрическому повреждению устройств, на которые подается питание.Следует принять особые меры предосторожности, чтобы гарантировать, что приведенные ниже номинальные значения мощности в лошадиных силах и выходная мощность или уровни не нарушаются.
Выход генератора переменного тока | Требуемый объем двигателя (например, для целей) |
6000 Вт пиковая, 5000 Вт непрерывная (полная номинальная выходная мощность переменного тока, без постоянного тока) |
11 Мощность |
5000 Вт пиковая, 4000 Вт непрерывная | 8 л.с. |
3000 Вт пиковая, 2500 Вт непрерывная | 5 Мощность в лошадиных силах |
Итак, если вы используете двигатель мощностью 8 л.с. с этой головкой генератора переменного тока и можете гарантировать, что никогда не будете использовать мощность переменного тока, превышающую, скажем, 2500 Вт, тогда остается достаточно мощности, чтобы иметь возможность приводить в действие ремень на 12 вольт. генератор, работающий, скажем, на 40 ампер (14.4 вольт x 40 ампер = 576 ватт) с небольшим пространством для головы, когда ремень приводится в движение с того же вала.
Хотя производитель специально заявляет, что для развития полной номинальной мощности требуется мощность двигателя, эквивалентная одиннадцати лошадиным силам, меньшие версии этой генераторной головки производят более низкие продолжительные характеристики, указанные в таблице, и требуют меньшей мощности. Мы экстраполировали данные, представленные в спецификациях для меньших головок генератора, и, хотя большая пиковая головка 6000 Вт имеет большую массу в роторе, мы реалистично ожидаем, что для вращения ротора не требуется такой большой дополнительной мощности, особенно с учетом герметичности шариковые подшипники используются на обоих концах головки.
Я предполагаю, что я пытаюсь сказать, что если вы можете гарантировать, что никогда не будете пытаться вытащить слишком много переменного тока из головки генератора, то даже небольшой двигатель не заглохнет, и будет доступна дополнительная мощность для других целей. как запуск генератора переменного тока, как показано в прототипе.
Итак, давайте обсудим некоторые вопросы
Типичные газовые двигатели оценивают свою мощность в лошадиных силах при 3600 об / мин.
Если двигатель используется на скоростях ниже этого номинального значения, двигатель не развивает полный номинальный выходной крутящий момент и мощность в лошадиных силах.
Однако работа двигателя на более низких оборотах увеличивает топливную экономичность и снижает износ, поэтому всегда есть компромиссы.
Следует также отметить, что выходной вал этих небольших двигателей вращается против часовой стрелки, если смотреть со стороны выходного вала двигателя. Это то, что придет снова!
Поскольку большинство двигателей рассчитано на 3600 об / мин, вы заметите, что многие головки генератора также рассчитаны на вращение со скоростью 3600 об / мин.
Если вы попытаетесь запустить головку генератора переменного тока на скорости ниже номинальной 3600 об / мин, в этом случае выходное напряжение переменного тока не будет составлять 120 вольт, а будет более низким.Некоторое оборудование, которое вы собираетесь использовать, может быть более снисходительным к более низкому напряжению, какое-то оборудование может быть повреждено, поэтому очень важно, чтобы вы вращали генератор с правильной частотой вращения.
Более подробное обсуждение установки числа оборотов двигателя и головки генератора можно найти в следующем разделе.
Также следует отметить, что вал головки генератора должен вращаться по часовой стрелке, если смотреть со стороны вала головки генератора. Итак, расположите валы лицом друг к другу и угадайте, что? И двигатель, и головка генератора вращаются в правильном направлении.Это позволяет напрямую приводить в действие головку генератора с помощью муфты вала.
Теперь поговорим о подключении двигателя к генераторной головке
Q: Как вы напрямую приводите в действие головку генератора с двигателем?
A: Узел муфты вала прямого привода.
Для соединения выходного вала двигателя с входным валом головки генератора (или чем-либо еще) требуется специальная муфта вала. В основном нужно три штуки.
Выберите половину муфты, размер которой соответствует валу двигателя (или размеру ведущего вала), затем выберите половину муфты, которая имеет правильный размер для головки генератора (или размер ведомого вала).
Затем две соединительные муфты соединяются с помощью так называемой крестовины.
Обратите внимание, что каждая муфта вала имеет по 3 пальца, а крестовина имеет 6 пазов. Три пальца со стороны двигателя входят в три паза крестовины, а три пальца со стороны соединителя генератора входят в другие три паза на крестовине. Этот узел муфты допускает перекос между двумя валами на несколько степеней и защищает подшипники от боковых нагрузок, которые могут возникнуть в результате перекоса.
Эти соединители доступны в нескольких размерах. На сайте TheEpicenter.com доступны несколько размеров.
Q: Когда вы строите свой собственный генератор переменного тока, используя газовый двигатель и головку генератора переменного тока, как вы настраиваете комбинацию, чтобы система вырабатывала правильное выходное напряжение и вращала головку генератора с правильной скоростью?
A: Можно использовать два подхода:
Измерьте напряжение переменного тока для регулировки оборотов двигателя.
Этот вольтметр переменного тока подключается непосредственно к любой розетке переменного тока и отображает измеренное напряжение без необходимости использования портативного цифрового вольтметра и пробников для подключения к розетке переменного тока.Глюкометр имеет встроенную вилку переменного тока на задней стороне.
Напряжения в стандартном диапазоне от 115 до 125 вольт выделены зеленым цветом, что указывает на допустимые параметры напряжения. Напряжения, выходящие за пределы этих диапазонов, обозначены красным цветом. Этот измеритель обеспечивает легко читаемую индикацию выходного напряжения генератора.
Измеряйте обороты двигателя с помощью индуктивного тахометра, а также знайте, когда менять масло!
Это устройство позволяет контролировать и настраивать частоту вращения двигателя таким образом, чтобы он вращался с указанной частотой вращения, необходимой для головки генератора.Это счетчик оборотов (оборотов в минуту) или тахометр. Он индуктивно подключается к проводу свечи зажигания и определяет скорость зажигания свечи зажигания в течение заданного периода времени. Результат измерения отображается в оборотах в минуту. Затем можно регулировать частоту вращения двигателя до тех пор, пока не будет достигнута указанная частота вращения головки генератора. Если частота вращения регулируется в соответствии со спецификацией производителя для головки генератора, номинальная выходная мощность генератора будет составлять 120/240 В в зависимости от конструкции и технических характеристик головки генератора переменного тока.
Показанное устройство также ведет текущий общий объем использования двигателя и отображает количество часов и минут, в течение которых двигатель проработал. Пока двигатель выдает искру, отображается число оборотов в минуту. После остановки двигателя отображается общее время работы двигателя в часах и минутах. Следует отметить, что в этом Tac счетчик моточасов не может быть сброшен. Однако отображаемое кумулятивное время работы чрезвычайно полезно при принятии решения о том, когда вам нужно выполнять регулярное обслуживание, например, замену масла.
Двигатели, которые не вращаются со скоростью 3600 об / мин
В: Что делать, если у меня двигатель не вращается со скоростью 3600 об / мин? Можно ли как-нибудь использовать такую головку генератора?
A: Да! Но это немного сложнее.
Конфигурация ременного приводаВ этой генераторной головке установлены двойные шарикоподшипники, позволяющие использовать ременную передачу.
В этой конфигурации подшипники генератора испытывают высокую боковую нагрузку, и не все головки генератора построены с необходимыми подшипниками, чтобы выдерживать эту боковую нагрузку.Однако используемая нами головка генератора предназначена для выполнения этой работы.
Вот как вы могли бы определить, какой размер шкива использовать:
Соотношение оборотов в минуту = Отношение размера шкива
Более подробно:
Обороты двигателя / Обороты генератора = Размер шкива генератора / Размер шкива двигателя.
Итак, зная, что генератор должен вращаться со скоростью 3600 об / мин, затем определите, с какой скоростью двигатель должен работать. Это соотношение будет определять соотношение требуемых шкивов.
Скажем, например, что это дизельный двигатель, который должен работать со скоростью 1800 об / мин для достижения полного номинального крутящего момента.Затем подставьте значения в уравнение, и вы получите:
1800 об / мин / 3600 об / мин = 1/2 = размер шкива генератора / размер шкива двигателя.
Итак, какой бы размер шкива ни был выбран для генератора, размер шкива двигателя должен быть в 2 раза больше.
Выбор размера шкива также осложняется тем фактом, что не все шкивы доступны для всех диаметров вала. И внешний диаметр шкива не всегда является эффективным диаметром при использовании ремня одного типа в отличие от ремня другого типа.Поскольку ремни разных стилей перемещаются выше или ниже в канавке шкива, эффективный диаметр шкива может измениться, если используется другой тип ремня, но эффект наблюдается на обоих шкивах, поэтому соотношение размеров шкива все еще применимо для большинство приложений.
Если вы не можете определить пару шкивов, которые являются стандартными, доступными и дают вам точное соотношение, тогда есть три варианта:
1. Вы можете использовать так называемый шкив с «переменным шагом», то есть шкив, позволяющий регулировать ширину канавки.Они очень специализированные и немного дорогие. Поскольку ремень имеет фиксированную ширину, регулировка ширины шкива «переменного шага» заставляет ремень перемещаться выше или ниже в канавке, таким образом эффективно регулируя «диаметр шага» шкива. Я упоминаю об этом только из академических соображений (чтобы какая-то умная задница меня не победила), потому что другие варианты ниже проще.
2. Используйте ту пару, которая дает наименьшую погрешность передаточного числа, а затем отрегулируйте дроссельную заслонку двигателя для компенсации.Этот метод не может быть выполнен простым использованием тахометра без выполнения некоторых вычислений для корректировки показаний tac. Лучшим выбором было бы использовать вольтметр и регулировать дроссельную заслонку до тех пор, пока на выходе генератора не будет достигнуто 120 вольт.
3. Вы можете использовать промежуточный вал и комбинацию двух передаточных чисел шкивов. Эта опция необходима только в ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ случаях, когда соотношение таково, что никакие комбинации не подходят близко, или у вас нет доступа к шкивам, которые подходят к одному из ваших валов.Я не собираюсь подробно обсуждать это, поскольку это становится немного сложнее, но ниже приведен пример использования промежуточного вала.
Мы составили приведенную ниже таблицу, чтобы помочь вам найти размеры шкивов, которые считаются стандартными в отрасли. У нас нет в наличии все эти размеры, но мы можем специально заказать один для вас, если вы не можете найти на месте тот, который соответствует вашим потребностям. Ячейки, отмеченные знаком «X», указывают на то, что шкив доступен с комбинацией вала и диаметра. Пустые ячейки (или черные в зависимости от вашего браузера) указывают на то, что шкив обычно не доступен в этой комбинации размера и диаметра вала.
Обратите внимание, что «размер шкива», показанный ниже, является внешним диаметром. Фактический диаметр шага зависит от того, какой ремень используется. Например, если используется ремень типа «А», они спускаются в канавке, так что вы можете вычесть 0,25 дюйма из показанного размера.
Размер шкива | Размер вала | ||||
1/2 дюйма | 5/8 дюйма | 3/4 дюйма | 7/8 дюйма | 1 дюйм | |
1.75 | Х | Х | – | – | – |
2,00 | Х | Х | Х | – | – |
2,20 | Х | Х | Х | – | – |
2,50 | Х | Х | Х | Х | – |
2,80 | Х | Х | Х | Х | – |
3.05 | – | Х | – | Х | – |
3,45 | Х | Х | Х | Х | – |
3,75 | Х | Х | Х | Х | Х |
3,95 | Х | Х | Х | Х | Х |
4,25 | – | – | – | Х | – |
4.45 | Х | Х | Х | Х | Х |
4,75 | – | – | – | Х | – |
4,95 | Х | Х | Х | Х | Х |
5,25 | – | – | – | Х | – |
5,45 | Х | Х | Х | Х | Х |
5.75 | – | – | – | Х | – |
5,93 | – | Х | Х | Х | Х |
6,25 | – | – | – | Х | – |
6,93 | – | Х | Х | Х | Х |
7,93 | – | Х | Х | Х | Х |
8.93 | – | Х | Х | Х | Х |
9,93 | – | – | Х | Х | Х |
10,93 | – | – | Х | Х | Х |
11,93 | – | – | – | Х | Х |
13,25 | – | – | – | – | Х |
14.16 | – | – | – | Х | Х |
Вот практический пример использования промежуточного вала и двойного шкива
В показанном примере я пытался преобразовать асинхронный двигатель в генератор (это то, что описано в буклете «Секреты генератора»). Двигатель слева — это силовой двигатель с одним хрипом, который вращается со скоростью 3450 об / мин при питании от 120 В переменного тока, а двигатель справа — асинхронный двигатель, который обычно работает со скоростью 1725 об / мин.
В целях тестирования я хотел использовать двигатель слева, чтобы вращать двигатель справа с правильной скоростью, чтобы я мог проверить преобразование асинхронного двигателя и проверить выходное напряжение. Однако у двигателя справа был очень маленький шкив, который замерз на валу, и его было невозможно удалить. Мой первоначальный план состоял в том, чтобы снять шкив и установить многоступенчатый шкив на оба двигателя, чтобы я мог добиться редукции от ведущего двигателя 3450 об / мин через один ремень до двигателя 1725 об / мин.Для этого потребуется шкив в два раза меньше на более быстром двигателе, чем размер шкива на более медленном двигателе. Как я уже сказал, мне не удалось снять шкив с мотора справа.
Итак, что я в итоге сделал, так это прогнал двигатель справа через промежуточный вал, на котором был установлен многоступенчатый шкив. Два шкива были одинакового размера, поэтому скорость на промежуточном валу была точно такой же, как и скорость двигателя с правой стороны. Затем я поместил многоступенчатый шкив на двигатель, который обычно вращается со скоростью 3450 об / мин (левый двигатель), и ремень привел его к канавке шкива на промежуточном валу, который был вдвое больше.Таким образом, на каждый оборот двигателя слева промежуточный вал будет вращаться на 1/2 оборота, что приведет к тому, что редуктор от левого двигателя к правому двигателю будет ровно наполовину. Таким образом, когда двигатель слева вращается со скоростью 3450 об / мин, двигатель справа будет вращаться со скоростью 1725 об / мин.
Давайте представим, что я изначально мог установить шкив правильного размера на оба двигателя. И давайте представим, что двигатель слева — это газовый двигатель, а двигатель справа — это головка генератора.Тогда ситуацию лучше всего проиллюстрировать уравнением:
Передаточное число оборотов = передаточное число шкива
Более подробно: Обороты двигателя / Обороты генератора = Размер шкива генератора / Размер шкива двигателя.
Зная, что мне нужно, чтобы двигатель работал со скоростью 3450 об / мин, а генератор — со скоростью 1725 об / мин, тогда … 3450 об / мин / 1725 об / мин = 2
Тогда скажем, у меня есть 2-дюймовый шкив, который подходит к стороне двигателя, это означает, что сторона генератора должна быть вдвое больше, или 4 дюйма.
Возьмем еще один ременной привод, например
Вот старая головка генератора переменного тока Onan. Этот зверь должен вращаться со скоростью 1800 об / мин для подачи переменного тока 120/240 вольт. Большинство небольших бензиновых двигателей, которые вы найдете, имеют номинальную мощность в лошадиных силах, указанную при 3600 об / мин. Зная, что частота вращения двигателя должна быть 3600, чтобы развивать полную мощность, а также зная, что головка генератора Onan должна вращаться на 1800 об / мин, становится очевидным, что мы не можем просто управлять этим конкретным генератором напрямую с бензиновым двигателем.Требуется некоторая форма снижения скорости.
Для этого приложения применяется та же формула, которая показана ниже:
Обороты двигателя / Обороты генератора = Размер шкива генератора / Размер шкива двигателя.
Зная, что нам нужно, чтобы двигатель работал со скоростью 3600 об / мин, а генератор работал со скоростью 1800 об / мин, тогда … 3600 об / мин / 1800 об / мин = 2
Поскольку у меня уже был 3-дюймовый шкив для двигателя, мне нужно было определить размер шкива, который будет правильным, или вал генератора.Опять же, из приведенного выше уравнения:
2 = Размер шкива генератора / 3 дюйма
Итак, размер шкива генератора должен быть 6 дюймов.
Подключение
Преимущество использования головки генератора переменного тока в этом проекте заключается в том, что разъемы переменного тока предварительно подключены к разъемам на задней части головы. Есть два разъема, один на 120 вольт и один на 220 вольт, каждый из которых имеет две розетки.
- Один дуплекс на 120 В (две розетки) Розетка 20 А, 5-20R
- Один дуплекс на 240 В (две розетки) Розетка 15 А, 6-15R
Секция постоянного тока может быть подключена несколькими способами в зависимости от того, какой тип генератора переменного тока выбран.
Схема подключения зависит от того, какой генератор вы выберете. Показаны все три типа генераторов.
Не подключайте генератор переменного тока, если вы не уверены, какой тип вы используете. Если вы ошиблись при выборе генератора или электрической схемы, вы очень рискуете повредить аккумулятор, электронные устройства или, что еще хуже, нанести травму! За дополнительной информацией обращайтесь к специалисту по запчастям!
Эта статья предназначена только для образовательных целей.Нет никаких гарантий, явных или подразумеваемых относительно точности представленной здесь информации! Проконсультируйтесь со специалистом по автомобильной проводке, прежде чем пытаться выполнять какие-либо электромонтажные работы.
И последнее примечание: Если вы используете генератор переменного тока, для которого требуется внешний переключатель, вам необходимо выключить переключатель перед попыткой запуска генератора. Когда двигатель заработает, переключатель можно установить в положение «включено».
Специальные детали, используемые во многих наших советах, связанных с электроэнергией, доступны здесь, в TheEpicenter.ком!
Генератор это просто устройство, которое преобразует механическую энергию (само получено из уголь, нефть, природный газ, ветер, вода, ядерные реакции или другие источники) в электрическую энергию. Здесь мы описываем, как использовать общедоступные материалы. сделать простой генератор.Хотя он будет достаточно мощным, чтобы зажгите лампочку фонарика, она работает по тем же основным принципам, что и сила станционные генераторы, которые поставляют электроэнергию для дома Как работает генератор
Самый простой Генератор состоит из катушки с проволокой и стержневого магнита. Когда ты нажимаешь магнит через середину катушки, электрический ток производится в проводе. Ток течет в одном направлении при нажатии на магнит. в и в другом направлении при удалении магнита.Другими словами, вырабатывается переменный ток. Если вы держите магнит абсолютно неподвижно внутри катушки ток вообще не генерируется. Другой способ производства ток будет для магнита, который вращается внутри катушки, или для катушка вращается вокруг магнита. Этот метод генерации электричества, называемой индукцией, открыл Майкл Фарадей. в 1831 году. Он обнаружил, что чем сильнее были магниты, тем больше витков проволоки в катушке, и чем быстрее движется магнит или катушка, тем больше производимого напряжения.Фарадей также заметил, что это было более эффективно. если катушка была намотана на металлический сердечник, так как это помогло сконцентрировать магнитное поле. Генераторы Rough Science |
build Ультра-простой электрический генератор, вращающиеся магниты DIY
Все металлы содержат подвижное вещество, называемое «электрическим зарядом». Четный незаряженные провода полностью заряжены! Ведь атомы металла составляют половину положительных протонов и половину отрицательных электронов.Металлы бывают особенные, потому что их электроны не остаются связанными с атомами металлов, вместо этого они летают внутри металла и образуют нечто вроде электрического «жидкость» внутри проводов. Все провода наполнены электрической жидкостью. Современный ученые называют это «электронным морем» или «электронным газом». Жидкость заряд подвижен, и это позволяет металлам быть электрическими проводниками. В подвижный заряд-вещи не невидимый, он придает металлам серебристый блеск. Электронный газ подобна серебристой жидкости. Вроде, как бы, что-то вроде.
Когда круг из проволоки окружает магнитное поле, и
затем магнитное поле изменяется, появляется круговое «давление», называемое напряжением.
появляется. Чем быстрее изменяется магнитное поле, тем больше напряжение
становится. Это круговое напряжение пытается заставить подвижные заряды в
проволоку вращать по кругу. Другими словами,
движущиеся магниты вызывают изменение магнитных полей, которые пытаются создать электрические
токи в замкнутых кругах провода. Движущийся магнит
вызывает накачивающее действие вдоль проволоки. Если цепь не замкнута,
если есть
перерыв, тогда насосная сила не вызовет никакого потока заряда.Вместо этого
на концах проводов появится перепад напряжения. Но если
цепь «замкнута» или «замкнута», тогда накачивающее действие магнита может
заставить электроны катушки начать течь. Движущийся магнит может
создают электрический ток в замкнутой цепи. Эффект называется
Электромагнитная индукция. Это основной закон физики, и он
используется всеми электрогенераторами с катушкой / магнитом.
У генераторов нет только одного круга провода.
Предположим, что вокруг много кругов.
движущийся магнит.Предположим, что все окружности последовательно соединены с
образуют катушку. Небольшие напряжения от всех кругов сложатся вместе.
чтобы дать гораздо большее напряжение. Катушка на 100 витков будет иметь сто
в разы больше напряжения, чем на однооборотной катушке.
Почему этот генератор переменного тока, а не постоянного тока? Когда магниты переворачиваются, они создают
импульс напряжения и тока. Но когда они переворачиваются во второй раз, они
создать противоположный импульс? Да. Итак, вращающийся магнит делает
электрические сигналы, которые идут плюс-минус-плюс-минус? Ага.Это происходит потому, что
для создания напряжения и тока полюс магнита должен перемещаться вбок
по проводу. Если он проведет по проводу, ничего не произойдет. В нашем
маленький генератор, полюса магнита не качаются постоянно по
изгиб провода. Вместо этого сначала северный магнитный полюс проходит через одну
сторона катушки, и в то же время южный полюс магнита перемещается
назад через другую сторону. Два эффекта складываются вместе.
Но дальше магнит продолжает вращаться, и теперь противоположные полюса
проведите по этим частям катушки.Магнит перевернулся, магнит
полюса поменяны местами, поэтому напряжение на катушке будет обратным. И если
лампочка подключена, тогда любой ток тоже будет обратным. Каждый раз
магнит делает один полный оборот, он создает прямой импульс, а затем
обратный пульс. Быстро крутите магнит, и он издает переменную волну:
AC.
Если вам нужен генератор постоянного тока, вам придется добавить специальный реверсивный переключатель.
к валу магнита. Это переключатель, который называется «коммутатор». Если вы посмотрите
некоторые проекты DIY генераторов постоянного тока, вы увидите, как построить коммутатор
выключатель.Но эти генераторы не Ультра Простые!
Теперь о лампочке. Если соединить концы катушки вместе, то
всякий раз, когда магнит движется, заряды металла будут двигаться и большой
в катушке появится электрический ток. Змеевик слегка нагревается.
Что, если вместо этого мы подключим лампочку между концами катушки? А
лампочка на самом деле просто кусок тонкой проволоки. Заряды света
нить лампы будет проталкиваться. Когда заряды внутри меди
провода продеваем в тонкую нить накала лампочки, их
скорость сильно увеличивается.Когда заряды покидают нить и движутся
обратно в медный провод большего размера, они замедляются
очередной раз. Внутри узкой нити быстро движущиеся заряды нагревают металл.
своего рода электрическим «трением». Металлическая нить накаливания становится настолько горячей, что
он светится. Движущиеся заряды также нагревают провода
генератора немного, но так как провода генератора
намного толще, и поскольку тонкая нить накала лампы замедляет ток
во всем змеевике, почти весь нагрев происходит в
лампочка накаливания.
Итак, просто подключите лампочку к катушке провода, поместите короткую мощную магнит в катушке, затем быстро переверните магнит. Чем быстрее вы вращаете магнита, чем выше становится сила накачки напряжения, и тем ярче лампочка загорается. Чем мощнее ваш магнит, тем выше напряжение и ярче лампочка. И чем больше в твоих кругах проволоки катушки, тем выше напряжение и ярче лампочка. Теоретически вы должен иметь возможность зажечь обычную лампочку фонарика 3 В, но только если вы может вращать ваши магниты нечеловечески быстро.
Отсоедините один провод от лампочки. Вращайте магнит. Пока все еще вращая магнит, попросите друга соединить провода вместе так что лампочка снова загорится. Гвоздь по-прежнему крутится так же легко? Продолжайте крутить магнит, пока ваш друг подключается и отключается лампочка. Чувствуете ли вы разницу в том, как сильно нужно крутить гвоздь? Также попробуйте крутить магниты, пока ваш друг подключает генератор. провода вместе (без подключенной лампы).
ТАК ЧТО?
Когда вы запускаете генератор и зажигаете лампочку, вы работает против электрического трения, чтобы создать тепло и свет.Вы можете ПОЧУВСТВОВАТЬ выполняемую работу, потому что всякий раз, когда вы подключаете лампочку, вдруг становится труднее провернуть генератор. Когда вы отключаете лампочка, становится легче.
Подумайте об этом так. Если слегка потереть руки, кожа
остается прохладным, но если вы сильно потрете руки, кожа станет горячей.
Нужно приложить больше усилий, чтобы сильно натереть кожу, чтобы она нагрелась;
это требует работы. И точно так же сложно греть лампочку
нить накала, это требует работы. Вы крутите вал генератора, генератор
проталкивает заряд провода через крошечную нить накала, и если вы не держите
вращая магнит, он быстро замедлится.
ПОЧУВСТВУЙТЕ ЭЛЕКТРОНЫ
Когда ваша рука вращает магнит, вы можете почувствовать дополнительную работу, которая требуется зажечь лампочку. Это происходит потому, что ваша рука подключена к течет заряд в лампочке, и когда вы на нее нажимаете, вы можете это почувствовать оттолкнуть вас! Как ваша рука связана с текущими зарядами? Ваша рука крутит гвоздь, гвоздь крутит магнит, магнит толкает невидимые магнитные поля, поля толкайте подвижные заряды, заряды медленно текут через свет нить накала лампы, и крошечная нить вызывает трение о поток заряжается и нагревается.Но тогда происходит обратное! Заряд не может сильно двигаться из-за крошечной нити накала, поэтому она сопротивляется давление со стороны магнитных полей, которые, в свою очередь, сопротивляются давлению от магнита, который выдерживает скручивающее давление гвоздя, который сопротивляется скручивающему давлению ваших пальцев. Итак, в очень реальным способом, вы можете ПОЧУВСТВОВАТЬ электроны в нити накала лампочки. Когда вы толкаете их, вы можете ЧУВСТВОВАТЬ их нежелание двигаться дальше. узкая нить!ВЫКЛЮЧИТЕ ПОЛЕ
Попробуйте изменить положение магнитов.Снимите магниты, затем скотчем их. вокруг гвоздя так, чтобы две стопки цеплялись бок о бок, скорее чем сложены в линию. Крутите магниты. Лампочка все еще загораться? Нет. Это происходит потому, что полюс N одного блока магнитов очень близко к S-полюсу другого, и наоборот. Магнитное поле теперь растягивается между двумя стопками магнитов и не распространяется наружу. Большая часть поля находится между соседними противоположными полюсов, поэтому поле не распространяется через катушку.Когда магниты бок о бок, вот так, они образуют один больший, но слабый магнит. На Другие рука, когда вы вместо этого сделаете одну стопку магнитов, поле расширится наружу на много дюймов. Сложенные друг на друга магниты образуют более крупный, но очень сильный магнит. Если вы вращаете стек с одним магнитом, поле прорезает провода и накачивает их электроны в движение.ИЗМЕРИТЬ НАПРЯЖЕНИЕ И ТОК
Если вы можете получить дешевый Цифровой вольтметр или DVM от Harbour Freight Tools, вы можете измерения.(Как только вы увидите некоторые цифры, вы можете заняться какой-нибудь профессиональной наукой. эксперименты. Это отлично подходит для проектов научной ярмарки.) Вращайте магниты. чтобы зажечь лампочку, затем подсоедините провода счетчика к лампочке соединения. Установите измеритель напряжения переменного тока. Вращайте магниты и смотрите насколько высокое напряжение вырабатывает ваш генератор.
Насколько высоким вы можете сделать напряжение просто
пальцами? Или с помощью ручной дрели? Попробуйте просто крутить магниты
достаточно быстро, чтобы едва зажечь лампочку в темной комнате.Как мало напряжение
необходим? Также попробуйте
отключение
лампочку, затем измерьте напряжение переменного тока на двух концах катушки.
Можете ли вы сказать, осталось ли оно таким же, как когда была подключена лампочка? Намекать:
чтобы вращать магниты с постоянной скоростью, используйте электродрель с
полностью заряженный аккумулятор. Или, возможно, зацепите гвоздь за электродвигатель и
Подключите двигатель к источнику постоянного тока с настраиваемым напряжением.
Примечание: электрическая лампочка имеет сопротивление около 50 Ом. Кроме того, 250 футов # 30
проволока вокруг
Сопротивление 21 Ом.Из-за сопротивления провода
Генератор может создавать ток не более 60 миллиампер (0,06
ампер.) Если вы намотаете на генератор дополнительный провод №30, он увеличится
максимальное напряжение и максимальная мощность. Но поскольку это добавляет больше
сопротивление это НЕ увеличивает максимально возможный ток. Увеличивать
максимально возможный ток, либо раскрутите магниты намного быстрее, замените
провод №30 с более толстой проволокой или используйте более прочный тип магнитного материала.
ДВИГАТЕЛЬ ВЫЗОВ!
Есть простой способ превратить ваш генератор в мотор.Это включает использование краски или ленты, чтобы изолировать место на одной стороне гвоздь затем, используя батарею 6 В и провода генератора, касаясь гвоздя, чтобы сформировать переключатель. Вращающиеся магниты поворачивают гвоздь, который включает катушку и выключаемся в нужное время. Сможете ли вы обнаружить уловку?ПОДГОТОВКА ПОСТОЯННОГО ТОКА, ЗАРЯДКА АККУМУЛЯТОРА
Вы можете изменить этот генератор так, чтобы он создавал постоянный ток, а не переменный. Напряжение все еще очень низкий, поэтому он не очень полезен. Если вращаться очень быстро, вы можете уметь перезаряжать крошечный 1.Аккумулятор 2в. (Может быть, ты мог бы добавить много витков провода к катушке, чтобы увеличить напряжение?)Преобразовать в DC:
Трудный путь: добавить вращающийся переключатель «коммутатор» а также скользящие металлические «щетки», так что каждый раз, когда магниты поворачиваются наполовину, переключатель меняет местами подключения генератора.Простой способ: добавить односторонний клапан! Электроклапан называется диодом. или выпрямитель. Если вы подключите диод последовательно с одним из ваших двигателей провода, это будет только пусть заряды текут в одном направлении.Это изменит Переменный ток в односторонний поток (так называемый «пульсирующий постоянный ток»). Попробуйте диоды от Radio Shack, например 1N4000 или 1N4001. К сожалению диоду требуется около 3/4 вольт для протекания любых зарядов, и это напряжение вычитает из вывода вашего генератора. Если ваш генератор выдает только один вольт, диод снизит его до 1/4 вольт. Итак, если вы хотите добавить диод, попробуйте удвоить или утроить количество проводов на ваш генератор. Также попробуйте использовать специальный диод «Шоттки» с меньшим напряжение, чем 0.7 В, например 1N5819 с сайта digikey.com
ИСТОРИЯ «УЛЬТРАПРОСТОГО» ГЕНЕРАТОРА
Работая в техническом магазине в Музее науки в Бостоне, я работал над новыми идеями для экспонатов Зала Электричества в 1988 году. знал, что Эксплораториум имеет выставку электрогенераторов, где Посетитель музея протаскивал пластиковую пластину с катушкой через ряд огромные магниты (магнетронные рупорные магниты от военного радара). загорится маленькая лампочка.Я просто знал, что ДОЛЖЕН быть способ, который использует более распространенные магниты. Так что я сложил стопку из 3-дюймовых громкоговорителей. магниты (эти черные пончики) и размахивали им мимо различных катушек. Наконец, я намотал около пяти фунтов проволоки №26 на кольцо с гвоздями. толкнул в доску, подключил лампочку №49, затем переместил стопку магниты динамика внутрь и наружу. От этого легко загорелась лампочка.
Примерно в 1994 году я думал об сверхпростом электродвигателе, который
позже стал известен в Интернете как «Beakman Motor».»Разве это не было бы
круто, если бы дети могли так просто сделать электрический генератор ?
Но это должно быть возможно с деталями из магазина Radio Shack, поскольку Radio
У Shack была специальная лампочка, а также магниты и катушки
провод электромагнита. После нескольких часов экспериментов я понял, что
едва мог зажечь лампочку на 20 миллиампер, используя одну катушку
провода №30 от радиорубки. Но провод должен был быть ОЧЕНЬ близким к быстрому
вращающийся магнит, причем магнит должен был состоять из четырех мощных
керамические магниты в стопке.
Чтобы произвести впечатление на всех учителей физики, я постарался сделать детали легкими. в наличии, а стоимость минимально возможна. Чтобы сделать проект популярным, я удостоверился, что никаких инструментов, кроме ножниц, не требуется. Я отказался использовать мяч подшипники или пластмассовые детали. Поэтому я сделал свою картонную коробку для катушка и гвоздь для вращающегося вала. Чтобы избежать лишних деталей, гвоздь просто зажимается мощными магнитами. Если кто-то еще хочет попробовать чтобы сделать более дешевый или простой электрогенератор, они должны делать лучше чем я!
ВНИМАНИЕ: держите магниты подальше от компьютеров, дисков, видеокассет, цветных Телевизоры, а также из бумажников и кошельков с кредитными картами.Попробуй это: Хранить генератор вдали от вашего цветного телевизора, включите телевизор, начните крутить гвоздь, чтобы магнит вращался быстро, затем поднесите генератор примерно на 2 фута подальше от экрана телевизора. НЕ ПРИНОСИТЕ БЛИЖЕ !!! Продолжайте крутить магниты, и вы увидите крутой эффект шатания на телевизионном изображении, с некоторыми изменениями цвета. Поле магнита искривляет электронный луч, который рисует картинку на экране. Будьте осторожны, если вы Отнесите магнит примерно на 15 см, железный лист внутри телевизионного изображения трубка намагнитится, и искаженные цвета останутся неизменными.
Хотите чрезвычайно мощный двигатель или генератор? Взрослый проект? Те нужно штамповать листы железа для ламината. Но есть другой способ. Посмотрите на Эдисона тактика: он взял 1873 Грамм-кольцевой мотор, модифицированный добавление отдельного тихоходного коммутатора, и продавал их как горячие пирожки.
В динамо-машине Gramme можно выполнять основные «пластинки»
из длинной длины
железная проволока, обернутая в виде обруча и пропитанная эпоксидной смолой, смолой и т. д.
звенеть. Я не знаю
если тонкую железную проволоку легко найти, а колючая проволока и проволока для тюков сена —
общий.Или купить тороидальный трансформатор и отпилить весь провод от сердечника?
Затем оберните все железное кольцо слоем толстой медной проволоки и
установить это на
маховик. Плоско отшлифуйте внешний обод, чтобы медная спираль стала его
собственный коммутатор. Ваш неподвижный статор может быть постоянным магнитом или
неламинированный
твердые железные блоки, так как эта часть — постоянный ток.
В ранних версиях Эдисона использовались «кисти»
из тонкой железной проволоки в качестве щеток, позже замененных блоками
скользкий графит.
Но затем иди и делай, как Тесла, во время своей проектной работы для Edison corp.
Преобразование конструкции статора Эдисона
в компактную цилиндрическую форму, которая обнимает маховик и включает
закрытые катушки, а не чрезвычайно
длинные магниты-подковы, как у Эдисона
Дизайн «длинноногая Мэри Энн».
Motor Triva: электродвигатели были всего лишь
лабораторные диковинки
до Зеноби Грамм
разработал генератор, предназначенный для замены аккумуляторных батарей, поскольку
он давал чрезвычайно плавное выходное напряжение постоянного тока.Во время выставки изобретателей
помощник
случайно подключил неиспользованный Gramme Dynamo
до другого, который вращался под действием пара. Второй
завелась и побежала как моторчик; как мотор * сотни лошадиных сил. Что
Момент был началом электротехнической эры в промышленности. Но это не так много
упоминается в американских учебниках, возможно, потому, что это сделало бы Томаса
Эдисон выглядел менее гениальным.
НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ДРУГИЕ ЧАСТИ. Если лампочка не горит, обычно это потому что использовались разные части.Следовать инструкциям. Если вы поменяли магниты, ничего не получится. Так не используйте разные магниты. Если вы использовали другую лампочку, она не подойдет. Используйте детали из списка, не вносите изменений. Если вы не используете очень тонкий # 30 проволока покрытая лаком, то не пойдет. Так что не используйте другой провод. Не используйте разные части. Прежде чем тестировать что-либо еще, спросите себя, вы использовали детали из списка деталей? Если вы использовали разные детали, генератор выйдет из строя. Примечание: очень важно использовать детали перечисленные, и не используйте заменители.
ВРАЩАЙТЕ ЕГО БЫСТРО, В ТЕМНОМУ. Иногда ваш генератор работает нормально, но
вы не вращаете его достаточно быстро. Или, возможно, тусклое свечение света
в ярко освещенной комнате не хватает лампочки. Итак, идите в полумрак.
Тогда крутите вещь ДЕЙСТВИТЕЛЬНО БЫСТРО. Попробуйте провернуть его старомодным
сверлить. (Электродрели не очень быстро вращаются.) Или попробуйте приклеить крошечный
колесо к гвоздю, затем потрите колесо о вращающуюся шину
вверх ногами
велосипед (не езжайте слишком быстро, иначе лампочка перегорит.)
ДОБАВИТЬ БОЛЬШЕ ПРОВОДОВ. Если в вашей катушке больше 250
повороты,
тогда лампочка загорится намного ярче. Тонкая катушка # 30 проволоки Radio Shack
200 футов в длину,
что дает около 250 оборотов. Если бы вы могли намотать больше витков на катушке,
тогда ваша лампочка загорится при более низкой скорости магнита. Купите два комплекта
проволоки из Radio Shack, затем используйте обе катушки №30.
Соскребите каждый кусочек красного пластикового покрытия со всех концов проводов. потом
крутить
конец новой катушки до конца старой.Это создает единый
более длинный провод. Обязательно намотайте лишнюю проволоку в такой же
направление как раньше.
Лучший источник провода: купите большой «Соленоид».
от компании, занимающейся доставкой по почте, затем используйте плоскогубцы, чтобы открыть металлический
скобка. Отверстие в соленоиде проходит через квадратную стальную пластину, и
если ты
подденьте остальную часть стальной рамы наружу, вы можете удалить квадратную пластину
и выньте катушку с проволокой. Снимите ленту и
намотайте 600 оборотов на свой генератор.
НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ДРУГИЕ МАГНИТЫ, используйте большой 2-дюймовый прямоугольный
магниты, продаваемые Radio Shack,
№64-1899, смотрите их сайт.Или попробуй
Образовательные инновации Teachersource.com или попробуйте magnetsrc.com.
Они стоят около 2 долларов за штуку и не имеют отверстий в центре.
Не используйте магниты Radio Shack размером менее 1 дюйма. Большинство других магнитов
слишком слабый и не будет работать, если вы не раскрутите
магниты невероятно быстрые, при тысячах оборотов в минуту (оборотов на
минут)
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАЛЕНЬКИХ МАГНИТОВ
Если вы не можете дождаться почтового заказа нужного магнитов, вместо них вы можете использовать двадцать магнитов Radio Shack 1 «64-1879 Склейте их вместе, чтобы получились два больших магнита.Вот как я это сделал. Сначала сформировал две стопки магнитов: приклеил десять магниты в двух отдельных стопках по пять магнитов в каждой. Я использовал 5-минутную эпоксидную смолу. Прежде чем клей застынет, отрегулируйте магниты так, чтобы стороны каждого маленького стопки плоские и сотрите излишки эпоксидной смолы. (Чтобы стороны стали плоскими, я положил каждую стопку на алюминиевую фольгу, прижал их, чтобы выровнять магниты, затем отклеил фольгу, когда клей затвердел.) Затем приклейте два из этих 5-магнитных стопок вместе, так что стопки отталкиваются друг с другом.См. Диаграмму ниже. Склейте узкую сторону вместе, чтобы блок будет шириной 2 дюйма. Затем держите их вместе, пока клей не затвердеет. Таким образом N полюс одного стека находится рядом с полюсом N другого, а S — около S.
Как сделать простой электрический генератор —
Простейший самодельный электрогенераторКак сделать простой электрогенератор зажигает светодиод Электричество встряхиванием магнитов
Уровень эксперимента:
Вторичный класс, концепция: индуцированная электродвижущая сила зажигает светодиод.
Введение:
Изменяющийся магнитный поток через катушку индуцирует в катушке ток. Это явление называется электромагнитной индукцией и было открыто Майклом Фарадеем в Англии в 1831 году.
Это одно из важнейших явлений в физике и практическом использовании. Для этого нужен гальванометр, сильный магнит и катушка с достаточным количеством витков, чтобы продемонстрировать это явление студентам. К сожалению, гальванометр стоит дорого, и его трудно найти.
Однако хорошую демонстрацию этого явления можно провести, используя сильный стержневой магнит и светодиодный дисплей вместо гальванометра.
Материалы:
- два красных светодиода (прозрачного типа)
- кусок фанеры (размер 7 см × 15 см, толщина 5 мм)
- деревянная основа (7 см × 6 см × 1 см)
- 2 латунных винта
- 2 соединительных провода (длина 20 см)
- катушка (около 1000 витков)]
- сильный стержневой магнит / десять ферритовых магнитов
- труба пластиковая (диаметр 25 мм, длина 1 м)
- два соединительных провода с зажимами типа «крокодил»
Строительство:
- Нарисуйте на фанере синий и красный кружки и сделайте 4 отверстия для двух светодиодов, как показано на рис.2.
- Прикрепите фанеру к деревянной основе с помощью столярного клея и закрепите два латунных винта на основании, как показано на рис.
- Покрасьте два светодиода в синий и красный несмываемые маркеры.
- Прикрепите 2 светодиода к отверстиям в фанере и подключите их с помощью паяльника, как показано на рисунке 3.
Рабочие:
- Расположите оборудование, как показано на рисунке 4.
- Положите катушку на стол вертикально и заполните дно отверстия катушки тканью.
- Поместите пластиковую трубку в отверстие змеевика вертикально.
- Опустите стержневой магнит с верхней части пластиковой трубы.
- Загорится один из светодиодов.
- Переверните магнит и попробуйте еще раз. Другой светодиод загорится.
Наука: как сделать простой электрический генератор
В 1831 году Майкл Фарадей обнаружил, что электродвижущая сила индуцируется в катушке, когда магнитный поток
, проходящий через катушку, увеличивается или уменьшается.Этот процесс называется электромагнитной индукцией. Закон Фарадея гласит: величина наведенной электродвижущей силы пропорциональна скорости изменения магнитного потока, проходящего через катушку.
Закон Ленца гласит: Направление индуцированного тока таково, что он создает магнитное поле, которое стремится остановить причину, вызывающую его. Как показано на рис. 5, имеется катушка, концы которой подключены к гальванометру. (а) В случае, когда северный полюс стержневого магнита перемещается в катушку. Когда магнитный поток, проходящий через катушку, увеличивается, индуцированный в катушке ток создает магнитное поле, которое уменьшает магнитный поток.Итак, индуцированный ток течет, как показано на рисунке 5 (а).
(b) В случае, когда северный полюс стержневого магнита удаляется из катушки по мере уменьшения магнитного потока, проходящего через катушку, индуцированный в катушке ток создает магнитное поле, которое увеличивает магнитный поток. Итак, индуцированный ток течет, как показано на рисунке 5 (b).
, когда вы подключаете светодиодный дисплей к концам катушки и падаете стержневой магнит с высоты 1 м, как показано на рисунке 6, что произойдет? В этом случае загорится красный светодиод, потому что этот случай такой же, как на рис.5 (а).
Переверните магнит и попробуйте еще раз. На этот раз загорится синий светодиод.
Занятия:
- Обдумайте причину, по которой магнит должен упасть с высоты.
- Попробуйте продемонстрировать эксперимент, используя гальванометр вместо светодиодного дисплея.
Посмотреть видео: Как сделать простой электрический генератор
Как сделать простой электрический генератор
Медь и электричество — как производить электричество от движения
Что такое генератор?
Ветряная турбина включает генератор для выработки электроэнергии.Ветер заставляет его вращаться. В свою очередь, турбина вращает генератор; внутри генератора находится катушка с проволокой, которая вращается в магнитном поле. Если повернуть катушку, в катушке появится напряжение. Напряжение может управлять током по кабелям национальной сети, чтобы освещать наши дома.
Компоненты ветряной турбины.
Генераторы на электростанции похожи, но намного больше. Они способны производить многие мегаватты энергии.
Генератор немного похож на двигатель заднего хода. Приводим в движение и вынимаем электрический ток.
Это пример электромагнитной индукции — в катушке возникает напряжение, когда она движется в магнитном поле.
Внутри генератора
Внутренняя часть простого генератора очень похожа на внутреннюю часть простого электродвигателя. Есть катушка, которая может свободно вращаться между двумя магнитами. Магниты связаны стальным каркасом, а катушка соединяется с проводами с помощью щеток.Однако вместо коммутатора в генераторе используются контактные кольца. Таким образом, контакты не меняются местами — каждая щетка поддерживает контакт с одним концом катушки на протяжении всего цикла.
Напряжение индуцируется, когда катушка вращается в магнитном поле. Смотрите видео ниже.
Простая анимация генерации постоянного тока. (Предоставлено Стивеном Карпентером.)
Уведомление:
- положение катушки, когда наведенное напряжение достигает максимального значения.
- изменение направления тока во время цикла.
Что заставляет генератор работать?
Генератор вырабатывает напряжение. Он подает ток, когда мы подключаем его к нагрузке (например, к лампочке). Ток загорается лампочкой. Однако это также затрудняет вращение генератора.
Мы должны усерднее работать, чтобы генератор продолжал вращаться после получения тока. Чем больше тока мы получаем от генератора, тем сложнее его повернуть.
В этом есть смысл: мы ничего не получаем даром. Как только мы заставим генератор работать за нас, мы должны вложить в него больше работы. И чем больше у нас работы, тем больше работы мы должны вложить. Если бы это было не так, мы бы получали что-то даром. А это противоречило бы идеям сохранения энергии.
Есть веская физическая причина, по которой становится труднее повернуть генератор, когда он выдает ток: он начинает вести себя как двигатель.В катушках течет ток. Следовательно, на катушки действует сила — как если бы это был двигатель. И эта сила будет противодействовать движению генератора и затруднять его вращение. Это физическое происхождение закона Ленца. Сила наведенного тока противостоит силе, которую вы прикладываете, чтобы заставить ток течь.
Работа на входе, электричество на выходе
Когда вы крутите педали на велосипеде, становится немного сложнее, когда динамо работает для включения света. Дело не только в увеличении трения.Вы должны сделать так, чтобы динамо-машина снабжала свет электричеством. И чем больше тока потребляет лампа, тем сложнее крутить педали.
Всякий раз, когда мы получаем ток от генератора или динамо-машины, должна присутствовать некоторая механическая движущая сила:
- Велосипедист крутит динамо-машину, крутя педали (используя химическую энергию из пищи).
- Ветер вращает турбину; ветер стихает.
- Движущийся пар на тепловой электростанции вращает турбины, которые вращают генераторы (мы должны сжигать больше топлива, чтобы произвести больше пара).
В каждом случае ничего не получаем даром. Чтобы подать электрический ток, нам нужно выполнять механическую работу.
Велосипедное динамо-машина генерирует напряжение для зажигания лампы. Чем больше сила тока, тем труднее крутить педали.
Что такое индукция?
Создание напряжения
Мы можем навести напряжение в проводе с помощью магнитного поля. Нам нужно заставить проволоку двигаться по полю.Мы называем напряжение наведенной ЭДС (электродвижущей силой). Чем быстрее проводник движется через поле, тем больше наведенная ЭДС. Это закон Фарадея.
Если мы переместим провод в другую сторону, то направление ЭДС изменится на противоположное.
ЭДС упадет до нуля, если на проводе:
- останавливается или
- находится вне магнитного поля.
Проволоку необходимо прорезать линии потока, чтобы вызвать ЭДС.
Создание напряжения в проводе, проходящем через магнитное поле.
Чем быстрее проводник движется через поле, тем больше наведенная ЭДС.
При перемещении провода в противоположном направлении направление ЭДС меняется на противоположное.
ЭДС падает до нуля, если провод перестает двигаться или выходит за пределы магнитного поля.
Мы получаем наибольшее индуцированное напряжение, когда эти три величины расположены под прямым углом друг к другу:
- движение кондуктора.
- магнитное поле Б.
- провода (а значит, и наведенной ЭДС).
Почему у нас напряжение?
Представьте, что несколько свободных электронов (или пучок электронов) попадают в магнитное поле. На электроны будет действовать сила. Электроны имеют отрицательный заряд. Это означает, что, хотя электроны движутся слева направо, они подобны току, текущему справа налево.
Мы можем использовать правило мотора левой руки Флеминга, чтобы определить направление силы.Это вниз. Таким образом, электроны выталкиваются вниз.
Кусок медной проволоки также содержит свободные электроны (A). Поэтому, когда проволока движется в поле, электроны выталкиваются вниз (B). Это оставляет чистый положительный заряд в верхней части провода. Следовательно, заряд разделяется в проводе, создавая напряжение (C). Верх стал более позитивным, а нижний — более негативным.
(А)
(В)
(К)
В каком направлении находится сила?
Эта ЭДС подобна ЭДС клетки.Он может управлять током по цепи. Если к проводу прикрепить нагрузку, то будет течь ток. Мы называем это индуцированным током. Однако, как только мы снимаем ток с провода, провод ощущает силу (провод, несущий ток в магнитном поле, ощущает силу).
Мы можем использовать правило моторики левой руки Флеминга, чтобы определить направление силы. В данном случае это вниз.
Другими словами, сила будет противодействовать движению проволоки.Проволока замедлится. Если мы хотим, чтобы он продолжал двигаться, нам нужно его подтолкнуть.
Если мы возьмем из провода больший ток, нам придется протолкнуть его сильнее. Чем больше ток, который мы получаем от наведенной ЭДС, тем больше работы мы должны приложить.
В этом есть смысл: мы ничего не получаем даром. Когда мы берем больший ток, мы заставляем наведенную ЭДС выполнять за нас больше работы с электричеством. Следовательно, мы должны приложить больше механических усилий. Это сохранение энергии.
Закон Ленца
Когда мы начинаем получать ток из индуцированного напряжения, на провод действует сила. Мы уже видели, что сила будет замедлять провод или затруднять его удержание. Это выражено в законе Ленца:
«Индуцированный ток течет таким образом, чтобы противодействовать движению, которое его вызвало».
Закон Ленца основан на идее сохранения энергии. Если бы индуцированный ток не протекал таким образом, то мы могли бы получить что-то даром.
Индукция в катушках
Наведение тока
Представьте себе магнит рядом с катушкой из медной проволоки. Катушка подключена к чувствительному амперметру. Когда магнит неподвижен, в катушке нет тока. Однако, если мы подвинем магнит к катушке, амперметр сдвинется вправо. Теперь давайте вытащим магнит. Катушка щелкнет влево.
Это показывает, что мы индуцировали ток в катушке — но только во время движения магнита. Направление тока зависело от направления движения.
Чтобы получить длительный ток от катушки, мы должны постоянно вталкивать магнит внутрь и вытягивать его. Это заставит ток двигаться вперед и назад. Другими словами, мы создали переменный ток.
Но как мы можем определить, в каком направлении будет течь ток? Используя закон Ленца.
Закон Ленца и катушки
Когда мы индуцируем ток в катушке, она становится электромагнитом. Один конец катушки — это северный полюс, а другой конец — южный полюс.
Когда северный полюс нашего магнита движется к левому концу катушки, индуцированный ток течет против часовой стрелки (если смотреть на левый конец). Это превращает левый конец катушки в северный полюс. И этот северный полюс пытается отразить входящий северный полюс магнита.
Итак, индуцированный ток противодействует движению, которое его вызвало (из закона Ленца).
Когда мы вытаскиваем магнит, левый конец катушки становится южным полюсом (чтобы попытаться удержать магнит обратно).Следовательно, индуцированный ток должен течь по часовой стрелке.
Поддержание тока
Мы можем установить магнит на коленчатый вал и повернуть ручку, чтобы сделать простой генератор.
Как всегда, мы должны продолжать вращать магнит, чтобы преодолеть противодействующую силу, создаваемую индуцированным током. Т.е. мы должны выполнять механическую работу, чтобы получить электроэнергию.
В некоторых генераторах используется магнит, перемещающийся рядом с катушкой. Другие используют движущуюся катушку в магнитном поле.Хотя движется катушка, это работает по тому же принципу — магнитное поле движется относительно катушки.
Еще раз о движущихся катушках
Теперь мы можем понять, почему мы получаем индуцированное напряжение в движущейся катушке. Есть два взгляда на это.
- провода на стороне катушки прорезают линии магнитного потока.
- катушка продвигается к северному полюсу, затем к южному полюсу и так далее.
Флюс и плотность потока
Наведение тока
Мы видели, что мы можем индуцировать ЭДС, изменяя величину магнитного поля в цепи.Мы можем сделать это, пропуская провод через магнитное поле или перемещая магнит рядом с катушкой. Но что мы подразумеваем под величиной магнитного поля?
Магнитный поток
Представьте себе провод, движущийся в магнитном поле. Мы представляем магнитное поле с помощью силовых линий. По мере того, как провод движется через поле, он прорезает силовые линии. Количество силовых линий, перерезаемых проволокой, называется магнитным потоком. Это связано с площадью магнитного поля, через которое проходит провод, и силой магнитного поля (плотностью магнитного потока).
Мы можем увеличить поток, перемещая провод быстрее или увеличивая напряженность магнитного поля. Это похоже на приближение магнита к катушке в предыдущем примере.
Значит, поток в цепи меняется, если мы:
- переместите провод в устойчивом поле, или
- изменить поле.
И в каждом случае мы получаем наведенную ЭДС.
Плотность магнитного потока
Вы можете представить поток как количество силовых линий.Иногда мы называем их линиями магнитного потока. Чем ближе друг к другу линии потока, тем сильнее поле. То есть напряженность поля представлена плотностью линий магнитного потока. Иногда мы называем напряженность магнитного поля B плотностью магнитного потока. И мы используем эту идею для определения потока:
Напряженность магнитного поля = плотность магнитного потока = поток на единицу площади
B = Φ / A
Φ = B A
Закон Фарадея
Мы видели, что чем быстрее мы перемещаем провод, тем больше индуцируемая нами ЭДС.Фактически, мы обнаруживаем, что ЭДС (ε) пропорциональна скорости изменения потока. Итак, в простой схеме:
ε ∝ dΦ / dt
Это означает, что если мы удвоим скорость проволоки, поток в цепи увеличится в два раза быстрее. Следовательно, ЭДС в два раза больше.
Мы можем увеличить общий поток, соединяющий цепь, используя катушку, а не отдельный кусок провода. В этом случае ЭДС ε будет увеличиваться пропорционально количеству катушек N.