Již staří Řekové tušili o přítomnosti neviditelné síly, která uvádí určité předměty do pohybu. Skutečný úsvit tohoto tématu však nastal až v období industrializace 19. století. Tehdy slavný vědec Michael Faraday objevil fenomén elektromagnetické indukce, který vysvětluje výskyt elektrického proudu v magnetickém poli, když se v něm pohybuje vodič. Dnes vás zveme k experimentálnímu testování této teorie.
Podstatou experimentu je výroba elektromechanického měniče na bázi stejnosměrného motoru, který bude roztáčet magnety umístěné v rámu induktoru. V důsledku buzení magnetických polí a výskytu elektromagnetického emf na výstupu získáme elektrický proud.Zkušenost je také zajímavá, protože získané hodnoty napětí budou vyšší než hodnoty vynaložené na provoz motoru. Ale nejdřív.
Materiály – Nástroje
- 3V DC motor;
- Neodymové čtvercové magnety 10x8 mm;
- Ocelová tyč o průřezu 2-3 mm;
- Měděný drát v lakované izolaci;
- Kousky plastu;
- baterie 3,7 V;
- Měděné rozvody, smršťovací;
- Super lepidlo.
Nástroje, které potřebujeme k práci, jsou: páječka s pájkou, zapalovač, nůž a kleště s kleštěmi. Pro ty, kteří chtějí změřit výstupní napětí na převodníku, bude potřeba tester.
Sestavení elektromechanického měniče napětí
Z ocelové tyče vyrábíme dva malé statorové rámy. Pomocí kleští ohněte obrys a odřízněte přebytek. Konce cívek by měly být také ohnuté (foto).
Rámy spojíme superlepidlem a na střed nasadíme tepelně smrštitelné. Zahříváme zapalovačem, a tím získáme izolované jádro cívky.
K vinutí používáme tenký měděný drát v lakované izolaci. Musí být navinuta kolem oblasti izolátoru. Počet otáček – 600.
Po dokončení vinutí ponecháme dva konce cívky - počáteční a koncový. Izolaci odstraníme vypálením běžným podpalovačem. To bude stator.
Na hřídel motoru připevníme pomocí superlepidla dvojici vodítek vyrobených z plastových dílů pro neodymové magnety. Umístíme je na opačné strany hřídele, abychom zvětšili plochu kontaktu s magnety.
Neodymové magnety připevňujeme k hřídeli pomocí superlepidla. Vezměte prosím na vědomí, že se mohou připojit pouze v případě, že mají různou polaritu. To bude rotor našeho měniče.
Nařezali jsme dva pruhy tenkého plastu na velikost motoru a rámu. Lze je mírně ohnout nahřátím středu zapalovačem.
Nalepte lišty na tělo motoru. Dále upevníme rám statoru tak, aby jeho otevřené konce, aniž by se dotýkaly magnetů, byly umístěny ve středu rotoru.
Náš nejjednodušší mikrokonvertor je připraven. Zbývá pouze připojit motor, jeho konce připájet kontakty a celý obvod doplnit o zdroj. Jako zdroj se hodí běžná lithiová baterie 3,7 V z notebooku.
Měření pomocí testeru ukazují výstupní napětí, které je o řád vyšší než vstupní napětí, což znamená, že tento obvod je docela funkční.
Závěr
Pro spravedlnost stojí za zmínku, že elektromechanické měniče se staly minulostí s příchodem elektronických mikroobvodů a tranzistorů. Dnes si můžete zakoupit hotové moduly pro zvýšení napětí, které vám umožní získat vysoký výkon cca 50 V z běžné baterie 3,2 -3,7 V. Jsou tiché, kompaktní a racionální, protože s jejich pomocí můžete napájet 12 a 24 V zařízení jako jsou chladiče a krokové motory pouze s jednou baterií!
