Világunkban nagyon sokan végeznek házi kísérleteket otthoni laboratóriumokban és műhelyekben. Egyesek számára ez az önérvényesítés módja, másoknak a képességeik fejlesztésének vágya. Szóval mi van akkor, ha egy sebtében összeragasztott alkatrészekből készült kísérletről van szó. A lényeg az, hogy az eszköz vagy az áramkör működjön. Ma éppen egy ilyen találmányt elemezünk, gyakorlatilag térden állva. Ez azonban a fizika megingathatatlan elvein és törvényein alapul, amelyeket nem lehet tagadni.
Egy elem nélkül működő zseblámpáról fogunk beszélni. Talán valaki már látta az interneten a legegyszerűbb Faraday generátort, amely lehetővé teszi egy kis meggyújtását Fénykibocsátó dióda. Szerelvények egy majdnem lemerült akkumulátorból, autotranszformátorból és tranzisztorból, amelyek tized voltos kezdeti feszültséggel képesek táplálni Fénykibocsátó dióda 3V-on szintén nem ritka.
Itt a szerző egy kicsit tovább ment, modernizálta az eszköz áramkörét, hozzáadott egy egyenirányítót, egy szuperkondenzátort (ionisztor), ellenállást és teljesen megszünteti az áramforrást.Ennek eredményeként a zseblámpa működése sokkal stabilabb és hatékonyabb lett. És ha néhány percig rázza a tokot, sokáig tölthető VEZETTE. Hogyan működik? Találjuk ki.
Működés elve
A készülék több induktorból áll, amelyeket Ön is összeszerelhet. Az elsődleges tekercs valójában áramforrásként szolgál, vagy teljesen helyettesíti a szokásos megfelelőjét - az akkumulátort. A benne lévő állandó mágnesek rúdjának mozgása miatt elektromos áram indukálódik. A mágneses tér oszcilláló mozgása miatt a tekercsből bizonyos frekvencián elektromos hullámok jönnek létre. Egyenirányító vagy diódahíd segít stabilizálni és egyenárammá alakítani.
Tárolókapacitás nélkül egy ilyen eszközt folyamatosan rázni kellene, így az áramkör következő eleme egy szuperkondenzátor, amely akkumulátorszerűen tölthető. Ezután egy fokozó transzformátort vagy feszültségátalakítót csatlakoztatunk, amely egy toroid ferrittekercsből és két tekercsből áll - alapból és kollektorból. A fordulatok száma azonos lehet, általában 20-50. A transzformátor mindkét tekercs másik végén egy középső csatlakozási ponttal rendelkezik, és három kimenettel rendelkezik a tranzisztorhoz. Az autotranszformátor az apró áramimpulzusokat a működéshez elegendő impulzusokká növeli VEZETTE, és ezek vezérlésére bipoláris tranzisztor van csatlakoztatva. Egy hasonló elektromos áramkörnek különböző nevei vannak különböző forrásokban: joule tolvaj, blokkoló generátor, Faraday generátor stb.
A házi készítésű termékekhez szükséges forrásbázis
Anyagok:
- PVC cső, átmérő 20 mm;
- Rézhuzal, átmérő – 0,5 mm;
- Kis teljesítményű fordított vezetésű tranzisztor;
- A neodímium mágnesek kerekek, mérete 15x3 mm;
- Diódahíd vagy egyenirányító 2W10;
- Ellenállás;
- Szuperkondenzátor ill ionisztor 1F 5,5V
- Kapcsoló gomb;
- Fénykibocsátó dióda fehér vagy kék 5V-on;
- Átlátszó epoxigyanta típusú ragasztó;
- Forró ragasztó;
- Rétegelt lemez darabok, vatta;
- Réz vezetékek szigetelése.
- Forrasztópáka;
- Ragasztópisztoly;
- Fémfűrészek;
- Reszelő, csiszolópapír.
Zseblámpa készítési folyamat
A zseblámpa testét PVC-csövekből készítjük. Jelöljön ki egy 16 cm hosszú szakaszt, és vágja le fémfűrésszel.
A szegmens közepétől mindkét irányban 1,5 cm-t jelölünk. Ez 3 cm széles tekercselési területet eredményez.
Ezután veszünk egy 0,5 mm keresztmetszetű rézhuzalt, hagyjuk az egyik végét kb. 10-15 cm hosszúnak, és a vezetéket a jelöléseknek megfelelően kézzel tekerjük fel a zseblámpatest csövére. Elég sokat kell majd tekerni, több mint félezer fordulatot. Ezek közül az első néhány ragasztóval rögzíthető. A tekercsek kezdeti sorát szorosan egymáshoz nyomjuk, és szigorúan egységessé tesszük.
A maximális pontokon a tekercs vastagsága körülbelül fél centiméter. A huzal mindkét végét csiszolópapírral megtisztítjuk a megbízható forrasztás érdekében.
A tekercs mozgatható mágneses magja lehet tömör vagy részekre szerelt. A neodímium mágneseket a PVC cső belső átmérőjének megfelelően választják ki. Kísérletileg megkapjuk a szükséges hosszúságú mágnesrúd, amelynek rezgései révén elektromos áram jön létre.
A szerző tíz darab 3 mm vastag mágnest használt, hogy olyan hosszúságot kapjon, amely a lehető legracionálisabb az ilyen rezgések számára, és egyben megegyezik a tekercs szélességével.
Az oszcilloszkóp skálán látható az egy és tíz mágnes rezgéseiből kapott potenciálok különbsége. A szerző 4,5V feszültséget kapott a mágnesrúd rezgéseiből. Világosan mutatja a szinusz ciklikusságát is változó gyakoriságú intervallumokban.
Ebben a szakaszban a szerző példáját követve közvetlenül csatlakoztathat egy LED-et a tekercs kimeneti végeihez, és ellenőrizheti annak teljesítményét. Amint a képen is látható, a LED reagál a mágnesrúd mozgására és az általa létrehozott impulzusáramra.
Most be kell dugnia a cső mindkét végét, hogy ne tartsa a kezével rázással. Ehhez ugyanazzal a fémfűrésszel vágjon ki több rétegelt lemez foltot, a széleit dolgozza fel reszelővel, bélelje ki vattával a hátsó oldalon, hogy megpuhuljon, és ragasztóra helyezze őket, hogy ne essenek ki.
Ideje csatlakoztatni az egyenirányítót. A képen látható diagramon látható, hogy a négy érintkező közül melyik kettő csatlakozik a tekercshez. Egy ilyen diódahíd képes váltakozó áramot venni és egyenáramot szigorúan egy irányban leadni.
A fokozatos autotranszformátor segít az alacsony spontán impulzusokat a primer tekercsből elegendő feszültséggé alakítani a LED működtetéséhez az egyik tekercs - a kollektor - önindukciója miatt. Mivel az alaptekercshez csatlakozik, a szuperkondenzátor megfelelő mennyiségben állandó és stabil elektromos áramot kap. Az ellenállás korlátozza a megengedett értékek túllépését. A szerző a kimenő jelek oszcilloszkópos mérésével kísérletileg is kiválasztott megfelelő kapacitású kondenzátort.
Ezt az áramkört egy fordított bipoláris tranzisztor zárja le, amely szabályozza a LED-be érkező elektromos áramot.Az áramkört tábla nélkül is összeállíthatja, mivel nincs sok alkatrész. A kapcsológombot az autotranszformátorból érkező egyik érintkezőre szereljük fel.
A szerző úgy döntött, hogy rögtönzött zseblámpa tervét forró ragasztó segítségével állítja össze, miközben javítja az érintkezőcsoportok szigetelését. A kapcsoló gomb a zseblámpa testének oldalán található. A szerző az egyik végéről egymásra ragasztotta az áramkör fő elemeit. A záróelem marad a LED, amely védőüveggel vagy reflektorral bővíthető.
Az eszköz csúnya megjelenése ellenére, amely csak laboratóriumi-kísérleti házi készítésű termékekhez alkalmas, egy ilyen zseblámpa meglehetősen funkcionális, és alkalmanként nem hagyja eltűnni a sötétséget. Egy ilyen áramkört könnyű összeszerelni otthon és minimális költséggel. Az elemek teljes hiánya pedig valóban hasznos eszközzé teszi különféle vészhelyzetekben.
