De oude Grieken vermoedden al de aanwezigheid van een onzichtbare kracht die bepaalde objecten in beweging zet. De echte opkomst van dit onderwerp vond echter pas plaats tijdens de periode van industrialisatie van de 19e eeuw. Het was toen dat de beroemde wetenschapper Michael Faraday het fenomeen elektromagnetische inductie ontdekte, wat het optreden van elektrische stroom in een magnetisch veld verklaart wanneer een geleider daarin beweegt. Vandaag nodigen we je uit om deze theorie experimenteel te testen.
De essentie van het experiment is de vervaardiging van een elektromechanische omzetter op basis van een gelijkstroommotor, die magneten in het frame van de inductor zal roteren. Als resultaat van de excitatie van magnetische velden en het verschijnen van elektromagnetische emf aan de uitgang, verkrijgen we een elektrische stroom.De ervaring is ook interessant omdat de verkregen spanningswaarden groter zullen zijn dan die welke worden besteed aan het bedienen van de motor. Maar eerst dingen eerst.
Materialen – Gereedschap
- 3V DC-motor;
- Neodymium vierkante magneten 10x8 mm;
- Stalen staaf met een doorsnede van 2-3 mm;
- Koperdraad in gelakte isolatie;
- Stukken plastic;
- 3,7 V-batterij;
- Koperen bedrading; krimpkous;
- Superlijm.
Het gereedschap dat we nodig hebben voor het werk is: een soldeerbout met soldeer, een aansteker, een mes en een tang met tang. Er is een tester nodig voor degenen die de uitgangsspanning op de converter willen meten.
Het assembleren van een elektromechanische spanningsomvormer
Van een stalen staaf maken we twee kleine statorframes. Gebruik een tang om de omtrek te buigen en het overtollige af te snijden. De uiteinden van de spoelen moeten ook worden gebogen (foto).
We verbinden de frames met secondelijm en plaatsen krimpkous in het midden. We verwarmen het met een aansteker en krijgen zo een geïsoleerde spoelkern.
Voor het wikkelen gebruiken we dun koperdraad in gelakte isolatie. Het moet rond het isolatorgebied worden gewikkeld. Aantal beurten – 600.
Na voltooiing van het opwinden laten we twee uiteinden van de spoel achter: de eerste en de laatste. We verwijderen de isolatie door deze te verbranden met een gewone aansteker. Dit zal de stator zijn.
Op de motoras bevestigen we met superlijm een paar geleiders van stukjes plastic voor neodymiummagneten. We plaatsen ze aan weerszijden van de schacht om het contactoppervlak met de magneten te vergroten.
Met secondelijm bevestigen we neodymiummagneten op de as. Houd er rekening mee dat ze alleen verbinding kunnen maken als ze verschillende polariteiten hebben. Dit wordt de rotor van onze converter.
We hebben twee stroken dun plastic gesneden op maat van de motor en het frame. Ze kunnen licht gebogen worden door het midden te verwarmen met een aansteker.
Lijm de strips op het motorlichaam. Vervolgens bevestigen we het statorframe zodat de open uiteinden, zonder de magneten aan te raken, in het midden van de rotor worden geplaatst.
Onze eenvoudigste microconverter is klaar. Het enige dat overblijft is om de motor aan te sluiten, de uiteinden met contacten te solderen en het hele circuit aan te vullen met een voeding. Als voeding is een gewone 3,7 V lithiumbatterij uit een laptop geschikt.
Uit metingen met een tester blijkt dat de uitgangsspanning een orde van grootte hoger is dan de ingangsspanning, wat betekent dat deze schakeling behoorlijk werkt.
Conclusie
In alle eerlijkheid is het vermeldenswaard dat elektromechanische omzetters tot het verleden behoren met de komst van elektronische microschakelingen en transistors. Tegenwoordig kunt u kant-en-klare spanningsverhogende modules kopen waarmee u hoge prestaties van ongeveer 50 V kunt verkrijgen uit een conventionele batterij van 3,2 - 3,7 V. Ze zijn stil, compact en rationeel, omdat u met hun hulp 12 en 24 V-apparaten van stroom kunt voorzien zoals koelers en stappenmotoren met slechts één accu!
