V našom svete sa pomerne veľa ľudí zaoberá domácimi experimentmi v domácich laboratóriách a dielňach. Pre niekoho je to spôsob, ako sa presadiť, pre iného túžba rozvíjať svoje schopnosti. Čo ak je to experiment vyrobený z narýchlo zlepených častí. Hlavná vec je, že zariadenie alebo obvod funguje. Dnes si rozoberieme práve takýto vynález, vyrobený prakticky na kolene. Je však založená na neotrasiteľných princípoch a zákonoch fyziky, ktoré nemožno poprieť.
Budeme hovoriť o baterke, ktorá funguje bez batérií. Možno už niekto videl na internete najjednoduchší Faradayov generátor, ktorý vám umožňuje zapáliť malý Dióda vyžarujúca svetlo. Zostavy z takmer vybitej batérie, autotransformátoru a tranzistora, ktoré sú schopné napájať pri počiatočnom napätí desatín voltu Dióda vyžarujúca svetlo na 3V už tiež nie je nezvyčajné.
Tu autor zašiel trochu ďalej, modernizoval obvod zariadenia, pridal usmerňovač, superkondenzátor (ionistor), odpor a úplné vylúčenie zdroja energie.Vďaka tomu je prevádzka baterky oveľa stabilnejšia a efektívnejšia. A ak budete puzdrom niekoľko minút triasť, môže sa nabíjať dlho LED. Ako to funguje? Poďme na to.
Princíp činnosti
Zariadenie sa skladá z niekoľkých induktorov, ktoré si môžete zostaviť sami. Primárna tlmivka v skutočnosti slúži ako zdroj energie alebo úplne nahrádza svoj obvyklý náprotivok - batériu. V dôsledku pohybu tyče permanentných magnetov v nej sa indukuje elektrický prúd. V dôsledku oscilačných pohybov v magnetickom poli sa vytvárajú elektrické vlny vychádzajúce z cievky s určitou frekvenciou. Usmerňovač alebo diódový mostík ich pomáha stabilizovať a premieňať na jednosmerný prúd.
Bez skladovacej kapacity by sa s takýmto zariadením muselo neustále natriasať, takže ďalším prvkom v obvode je superkondenzátor, ktorý sa dá dobíjať ako batéria. Ďalej je pripojený zvyšovací transformátor alebo menič napätia, ktorý pozostáva z toroidnej feritovej cievky a dvoch vinutí - základne a kolektora. Počet závitov môže byť rovnaký a zvyčajne je 20-50. Transformátor má stredný spojovací bod na opačných koncoch oboch vinutí a tri výstupy na tranzistor. Autotransformátor zvyšuje malé prúdové impulzy na dostatočné pre prevádzku LEDa na ich ovládanie je pripojený bipolárny tranzistor. Podobný elektrický obvod má v rôznych zdrojoch rôzne názvy: zlodej joulov, blokovací generátor, Faradayov generátor atď.
Nevyhnutná základňa zdrojov pre domáce výrobky
Materiály:
- PVC rúrka, priemer 20 mm;
- Medený drôt, priemer – 0,5 mm;
- Nízkoenergetický reverzný vodivý tranzistor;
- Neodymové magnety sú okrúhle, rozmer 15x3 mm;
- Diódový mostík alebo usmerňovač 2W10;
- Rezistor;
- Superkondenzátor resp ionistor 1F 5,5V
- tlačidlo prepínača;
- Dióda vyžarujúca svetlo biela alebo modrá pri 5V;
- Transparentné lepidlo typu epoxidovej živice;
- horúce lepidlo;
- Kusy preglejky, vata;
- Medená izolácia rozvodov.
- Spájkovačka;
- Horúca lepiaca pištoľ;
- Píla na kov;
- Pilník, brúsny papier.
Proces výroby baterky
Telo baterky vyrobíme z PVC rúrok. Označte si segment dlhý 16 cm a odrežte ho pílkou.
Od stredu segmentu označíme 1,5 cm v každom smere. Výsledkom je oblasť vinutia široká 3 cm.
Ďalej zoberieme medený drôt s prierezom 0,5 mm, jeden koniec necháme asi 10-15 cm dlhý a drôt podľa značiek ručne navinieme na tubus tela baterky. Namotať budete musieť pomerne veľa, viac ako pol tisícky zákrut. Prvých pár z nich je možné upevniť lepidlom. Počiatočný rad zvitkov pritlačíme tesne k sebe a urobíme ho striktne konzistentným.
Vo svojich maximálnych bodoch by vinutie malo mať hrúbku približne pol centimetra. Pre spoľahlivé spájkovanie očistíme oba konce drôtu brúsnym papierom.
Pohyblivé magnetické jadro cievky môže byť buď pevné, alebo zostavené po častiach. Neodymové magnety sa vyberajú podľa vnútorného priemeru PVC trubice. Experimentálne sa získa potrebná dĺžka magnetickej tyče, ktorej vibráciami sa vytvorí elektrický prúd.
Autor použil desať magnetov s hrúbkou 3 mm, aby získal dĺžku, ktorá bola pre takéto vibrácie čo najracionálnejšia a zároveň sa rovnala šírke vinutia.
Na stupnici osciloskopu môžete vidieť rozdiel medzi potenciálmi získanými z vibrácií jedného a desiatich magnetov. Autor dostal z kmitov magnetickej tyče napätie 4,5V. Jasne ukazuje aj cyklickosť sínusoidy v intervaloch rôznej frekvencie.
V tejto fáze, podľa vzoru autora, môžete pripojiť LED priamo na výstupné konce cievky a skontrolovať jej výkon. Ako môžete vidieť na fotografii, LED dióda reaguje na pohyb magnetickej tyče a impulzný prúd, ktorý vytvára.
Teraz musíte zapojiť oba konce trubice, aby ste ich nedržali rukami pri trasení. Na tento účel použite tú istú pílku na vyrezanie niekoľkých kúskov preglejky, okraje spracujte pilníkom, na zadnej strane ich vyložte vatou, aby zmäkli, a položte ich na lepidlo, aby nevypadli.
Je čas pripojiť usmerňovač. Diagram zobrazený na fotografii ukazuje, ktoré dva z jeho štyroch kontaktov sú pripojené k cievke. Takýto diódový mostík je schopný prijímať striedavý prúd a dodávať jednosmerný prúd striktne v jednom smere.
Zvýšený autotransformátor pomôže premeniť nízke spontánne impulzy z primárnej cievky na dostatočné napätie na prevádzku LED v dôsledku samoindukcie jedného z vinutí - kolektora. Keďže je pripojený k základnému vinutiu, bude do superkondenzátora privádzaný konštantný a stabilný elektrický prúd v dostatočnom množstve. Rezistor obmedzí prekročenie prípustných hodnôt. Kondenzátor dostatočnej kapacity vybral autor aj experimentálne pomocou meraní odchádzajúcich signálov osciloskopom.
Tento obvod je uzavretý reverzným bipolárnym tranzistorom, ktorý riadi prichádzajúci elektrický prúd do LED.Obvod môžete zostaviť bez dosky, pretože nie je veľa častí. Spínacie tlačidlo namontujeme na jeden z kontaktov prichádzajúcich z autotransformátora.
Autor sa rozhodol zostaviť svoj improvizovaný dizajn baterky pomocou horúceho lepidla a súčasne zlepšiť izoláciu kontaktných skupín. Spínacie tlačidlo je umiestnené na boku tela baterky. Autor nalepil hlavné prvky obvodu jeden na druhý z jedného z koncov. Uzatváracím prvkom zostáva LED, ktorá môže byť vylepšená ochranným sklom alebo reflektorom.
Napriek nevzhľadnému vzhľadu prístroja, vhodného len na laboratórne-experimentálne domáce produkty, je takáto baterka celkom funkčná a príležitostne nenechá zmiznúť tmu. Je ľahké zostaviť takýto okruh doma a s minimálnymi nákladmi. A úplná absencia batérií z neho robí skutočne užitočné zariadenie pre rôzne núdzové situácie.
