Fidget spinner na generator ng kuryente

Ang isang Electric Generator ay napaka-pangkaraniwan at kapaki-pakinabang na de-koryenteng makina na natuklasan ni Michael Faraday noong 1832. Simula noon ginagamit na namin ang mga machine na ito sa lahat ng aming mga power plant upang magbigay ng elektrisidad para sa ating planeta. Sa proyektong ito, magtatayo kami ng isang simpleng generator gamit ang isang electromagnet at isang fidget spinner upang maunawaan ang konsepto ng generator.

Bago tayo magsimula mahalagang malaman ang tungkol sa mga generator. Hindi sila gumagawa ng kuryente. Oo, narinig mo ito ng tama! Sa katunayan, ang elektrisidad ay hindi maaaring magawa; alinsunod sa batas ng konserbasyon, ang enerhiya ay maaari lamang mailipat mula sa isang estado patungo sa isa pa. Kaya sa isang generator, ang rotor ay pinaikot gamit ang anumang mekanikal na pagkabit mula sa isang turbine o engine at ang mekanikal na pag-ikot na ito ay na-convert sa elektrikal na enerhiya sa stator. Gagawin din namin ang pareho, gagamitin namin ang fidget spinner bilang rotor at isang electromagnet bilang isang stator upang makabuo ng kuryente na sapat na maliit upang mag-glow ng isang LED. Tunog nakakainteres di ba? Magsimula na tayo…

Mga Materyal na Kinakailangan:

1. Fidget Spinner
2. Elektromagnet
3. Neodymium magnet

Paano gumagana ang isang Electromagnet?

Bago magpatuloy sa proyektong ito ng Fidget Spinner Electricity Generator, dahil gumagamit kami ng isang electromagnet ay hinayaan maunawaan kung paano ito gumagana. Ang isa na ginagamit namin sa aming proyekto ay isang 12V 0.25A (higit pang teknikal na spec ang tatalakayin sa ibang pagkakataon) electromagnet. Kaya malinaw naman, kung magbibigay kami ng isang 12V aabutin ito sa paligid ng 0.25A at makagawa ng isang magnetic field (B) na aakit ng anumang piraso ng metal sa nakapalibot na lugar nito. Ang magnetic field na ito ay ginawa dahil ang kasalukuyang dumadaloy sa likid na nasa loob ng electromagnet at tulad ng alam natin alinsunod sa batas sa induction ng Faraday,lahat ng kasalukuyang nagdadala ng konduktor ay gumagawa ng isang magnetic field sa paligid nila. Ang magnetic field na ito ay nakatuon sa isang partikular na punto dahil sa pag-aayos ng coil at kaya't may kakayahang akitin ang metal. Ngunit hindi ito ang nais naming gumana dito.

Na pinapanatili ang parehong batas sa kasalukuyan, dapat na makabuo din tayo ng kasalukuyang sa pamamagitan ng paglikha ng magkakaibang magnetic field na malapit sa electromagnet upang ito ay kumilos bilang isang generator. Kaya upang likhain ang magkakaibang magnetic field na ito ay gagamitin namin ang mga neodymium magnet na may isang fidget spinner.

Pag-set up ng Project ng Elektrisidad ng Elektrisidad:

Ang pag-set up para sa mga ito ay medyo simple, kailangan mo lamang ilagay ang mga neodymium magnet sa ibabaw ng fidget spinner (tulad ng ipinakita sa ibaba) at ilagay ito nang direkta sa electromagnet.

Ang mga neodymium magneto ay napakalakas at susubukan na maakit sa electromagnet kung iniikot mo ito gamit ang libreng kamay. Samakatuwid gumamit ng ilang pag-aayos upang hawakan ang pareho ng mga ito nang buo. Gumamit ako ng isang nut at bolt na pag-aayos para sa parehong tulad ng ipinakita sa larawan sa ibaba. Kapag tapos na iyon ikonekta ang isang LED sa output terminal ng electromagnet (walang polarity) at handa ka na para sa isang paikutin.

Bumubuo ng Elektrisidad gamit ang Fidget Spinner upang Mag-glow ng isang LED:

Handa na para sa aksyon ang aming mini generator. Paikutin lamang ang fidget spinner gamit ang iyong kamay at dapat mong mapansin ang LED na kumikinang. Ang pareho ay maaari ding matagpuan sa pagtatanghal ng video sa dulo ng pahinang ito. Ang bilis mong paikutin ang mas maliwanag na kumikinang. Gumugol ng ilang oras at masiyahan sa iyong kinalabasan, mamaya suriin natin kung ano ang nangyayari dito.

Okay, ngayon upang makakuha ng panteknikal, pag-aralan natin ang ilang bagay. Dapat ay napansin mo ang LED upang mag-glow hindi mahalaga kung aling direksyon ang paikutin mo ang manunulid o kung aling polarity mo ikonekta ang LED. Ito ay dahil dito ang LED ay talagang kumikinang sa boltahe ng AC. Ano….?????

Oo, walang generator na may kakayahang makabuo ng boltahe ng DC. Kapag ang boltahe ay ginawa sa isang generator ang default boltahe nito ay magiging AC. Kahit na sa mga generator ng DC, ang agarang boltahe na ginawa sa labas ng stator ay AC na sa paglaon ay mekaniko itong ginawang DC gamit ang isang pag-aayos na tinatawag na commutator.

Tinatantiya ang Flux na Ginawa ng Spinner:

Sa ngayon napakahusay, maaari kang magpatuloy at bigyan ang iyong sarili ng isang cookie para sa pag-unawa sa mga bagay sa ngayon. Ngunit subukan nating malaman ang ilang higit pang mga bagay gamit ang ilang mga formula.

Ang Electromagnet na ginamit dito ay may modelo ng numero ZYE1-P20 / 16 na may sumusunod na detalye na nabanggit sa datasheet nito. (Mayroong higit pa, nakalista ko lamang ang mga kinakailangan)

Boltahe: 12V

Kasalukuyang: 0.25A

Pagpipilit: 2.5kg / cm ² o 25N

Center diameter: 8mm

Upang makita ang bilang ng mga liko ng coil sa loob, gamitin natin ang mga formula

F = ((NI) 2 × µ0 × a) / (2 × g2)

Kung saan, F = Pagpipigil sa puwersa sa Newton

N = Bilang ng mga liko, na nais naming hanapin

I = Kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng electromagnet sa Amps

µ0 = Magnetic pare-pareho, na kung saan ay 4π × 10 ^-7

a = Lugar ng pagkahumaling sa m ²

g = agwat sa pagitan ng electromagnet at ng metal sa metro

Sa mga ito alam natin ang puwersa mula sa datasheet na 25N, ang kasalukuyang 0.25A, at ang lugar ng pagkahumaling ay kinakalkula gamit ang 2r ² (kung saan ang 8mm ay 8) na nagbibigay ng 0.125m ². Sa wakas, ang puwang ay 0.01m dahil ang 25N ay ibinibigay para sa bawat cm na distansya.

Gamit ang halagang nasa itaas ang bilang ng mga liko sa aming electromagnet ay kinakalkula na humigit-kumulang na 715 na liko. Ngayon alam na natin ang bilang ng mga liko sa aming electromagnet maaari naming magamit ang impormasyong ito upang makita ang puwersa ng Magnetomotive (mmf) na ginagawa ng umiikot kapag umiikot ito kasama ang mga magnet.

MMF = I × N

Kung saan, ako ang kasalukuyang at ang N ay ang bilang ng mga liko.

Ang kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng LED ay maaaring tinatayang sa 20mA.

MMF = 0.02 * 715 = 14.3 At

Ang halagang ito ng MMF ay napakaliit kaysa sa kumpara sa mga tunay na generator ngunit para sa isang fidget spinner na may mga magnet, ito lang ang makukuha natin. Gayundin, tandaan na ang mga kalkulasyong ito na isinagawa namin para lamang sa pag-unawa ng batayan at hindi inilaan upang magamit para sa pagtatasa.

Inaasahan kong naintindihan mo ang proyekto at natutunan ang isang bagay na kapaki-pakinabang mula rito. Kung mayroon kang alinlangan gamitin ang seksyon ng komento o ang mga forum upang malutas ito.