Torcia eterna senza batterie

Nel nostro mondo, molte persone sono impegnate in esperimenti fatti in casa in laboratori e laboratori domestici. Per alcuni, questo è un modo per affermare se stessi, per altri, il desiderio di sviluppare le proprie capacità. E se questo fosse un esperimento di parti incollate in fretta. La cosa principale è che il dispositivo o il circuito dovrebbe funzionare. Oggi analizzeremo proprio un'invenzione del genere, realizzata praticamente in ginocchio. Tuttavia, si basa su principi e leggi della fisica irremovibili che non possono essere negati.
Si tratta di una torcia che funziona senza batterie. Forse qualcuno ha già visto il generatore Faraday più semplice su Internet, che consente di accendere un piccolo LED da diversi movimenti del conduttore nell'avvolgimento. Anche gli assemblaggi di una batteria quasi scarica, un autotrasformatore e un transistor, in grado di fornire un LED da 3 V a una tensione iniziale di decimi di volt, non sono insoliti.
Qui, l'autore è andato un po 'oltre aggiornando il circuito del dispositivo, aggiungendo un raddrizzatore, un supercondensatore (ionistore), resistenza ed eliminando completamente la fonte di alimentazione. Di conseguenza, il lavoro della torcia è diventato molto più stabile ed efficiente. E se la custodia viene scossa per diversi minuti, può essere caricata per un lungo periodo di funzionamento del LED. Come funziona Facciamolo bene.

Principio di funzionamento

Il dispositivo è costituito da diversi induttori, che è possibile assemblare da soli. L'induttore primario funge effettivamente da fonte di alimentazione o sostituisce completamente la sua controparte familiare: una batteria. A causa del movimento di un'asta di magneti permanenti al suo interno, viene indotta una corrente elettrica. A causa dei movimenti oscillatori in un campo magnetico, vengono generate onde elettriche, che emanano dalla bobina con una certa frequenza. Il raddrizzatore o il ponte a diodi aiuta a stabilizzarli e convertirli in corrente continua.
Senza la capacità di memorizzazione, un tale dispositivo dovrebbe essere costantemente scosso, quindi l'elemento successivo nel circuito è un supercondensatore, in grado di ricaricare dal tipo di batteria. Successivamente, viene collegato un trasformatore step-up o un convertitore di tensione, che consiste in una bobina di ferrite toroidale e due avvolgimenti: la base e il collettore. Il numero di turni può essere lo stesso e di solito è 20-50. Il trasformatore ha una connessione al punto medio alle estremità opposte di entrambi gli avvolgimenti e tre uscite al transistor. L'autotrasformatore aumenta gli scarsi impulsi di corrente a sufficienza affinché il LED funzioni e un transistor bipolare è collegato per controllarli. Un circuito elettrico simile ha nomi diversi in diverse fonti: un ladro di joule, un generatore di blocco, un generatore di Faraday, ecc.

La base di risorse necessaria per i fatti in casa

materiali:

• Tubo in PVC, diametro 20 mm;
• Filo di rame, diametro - 0,5 mm;
• Transistor a conducibilità inversa a bassa potenza;
• Magneti al neodimio rotondi, dimensioni 15x3 mm;
• Ponte a diodi o raddrizzatore 2W10;
• resistore;
• Supercapacitor o Ionistor 1F 5.5V
• Interruttore a pulsante;
• LED bianco o blu a 5 V;
• Tipo di adesivo trasparente epossidico;
• Colla a caldo;
• Pezzi di compensato, cotone;
• Cablaggio in rame isolato.

strumenti:

• Saldatore;
• Pistola per colla a caldo;
• Seghetto per metallo;
• Lima, carta vetrata.

Processo di fabbricazione della torcia elettrica

Il corpo della torcia sarà realizzato in tubo di PVC. Segniamo un segmento lungo 16 cm e lo tagliamo con un seghetto per metallo.
Dal centro del segmento segna 1,5 cm in ciascuna direzione. Si scopre una zona per un avvolgimento largo 3 cm.
Successivamente, prendiamo un filo di rame con una sezione trasversale di 0,5 mm, ne lasciamo un'estremità di circa 10-15 cm di lunghezza e avvolgiamo il filo sul corpo del tubo della torcia secondo la marcatura manuale. Occorrerà molto vento, più di cinquecento giri. I primi possono essere riparati con la colla. La fila iniziale della bobina è strettamente premuta l'una contro l'altra e la rendiamo rigorosamente coerente.
Nei punti massimi, l'avvolgimento dovrebbe avere uno spessore di circa mezzo centimetro. Puliamo entrambe le estremità del filo con carta vetrata per un'adesione affidabile.
Il nucleo magnetico mobile della bobina può essere integrale o assemblato in parti. I magneti al neodimio sono selezionati in base al diametro interno del tubo in PVC. La lunghezza necessaria dell'asta magnetica viene acquisita sperimentalmente, attraverso le oscillazioni di cui verrà creata una corrente elettrica.
L'autore ha utilizzato dieci magneti con uno spessore di 3 mm per ottenere la massima lunghezza razionale per tali vibrazioni e allo stesso tempo pari alla larghezza dell'avvolgimento.
Sulla scala dell'oscilloscopio, puoi vedere la differenza tra i potenziali ottenuti dalle oscillazioni di uno e dieci magneti. L'autore ha ricevuto una tensione di 4,5 V dalle oscillazioni dell'asta magnetica. Mostra anche chiaramente la ciclicità dell'onda sinusoidale negli intervalli di frequenza variabile.
In questa fase, secondo l'esempio dell'autore, è possibile collegare un LED direttamente alle estremità in uscita della bobina e verificarne la funzionalità. Come si può vedere nella foto, il LED risponde al movimento dell'asta magnetica e alla corrente di impulso creata da essa stessa.
Ora è necessario attutire entrambe le estremità del tubo in modo da non tenerle con le mani mentre si agitano. Per fare questo, utilizzare lo stesso seghetto per tagliare alcuni punti dal compensato, elaborare i bordi con un file, stendere un batuffolo di cotone sul retro per ammorbidirlo e metterli sulla colla in modo che non cadano.
Era il turno di collegare il raddrizzatore. Lo schema mostrato nella foto mostra quali dei suoi quattro contatti su quattro sono collegati alla bobina. Un tale ponte a diodi è in grado di ricevere corrente alternata e fornire una costante rigorosamente in una direzione.
L'autotrasformatore step-up contribuirà a convertire gli impulsi spontanei bassi dalla bobina primaria in una tensione sufficiente per far funzionare il LED a causa dell'autoinduzione di uno degli avvolgimenti - collettore. Poiché è collegato all'avvolgimento di base, una corrente elettrica costante e stabile verrà fornita al supercondensatore in quantità sufficiente. Il resistore limiterà l'eccesso di valori consentiti. Un condensatore di capacità sufficiente è anche selezionato sperimentalmente dall'autore usando misure di segnali in uscita da un oscilloscopio.
Questo circuito è chiuso da un transistor bipolare di conducibilità inversa, che controlla la corrente elettrica in ingresso al LED. È possibile assemblare il circuito senza una scheda, poiché non ci sono così tante parti. Installiamo il pulsante di commutazione su uno dei contatti provenienti dall'autotrasformatore.
L'autore ha preferito assemblare il suo design di torcia improvvisata su colla a caldo, migliorando l'isolamento dei gruppi di contatto. Il pulsante di commutazione si trova sul lato della torcia. Tuttavia, l'autore ha incollato gli elementi principali del circuito l'uno sull'altro da una delle estremità. Il LED rimane l'elemento di bloccaggio, che può essere nobilitato con un vetro protettivo o un riflettore.
Nonostante l'aspetto senza pretese del dispositivo, adatto solo per lavori di laboratorio fatti in casa e sperimentali, tale torcia è abbastanza funzionale e, se necessario, non permetterà all'oscurità di scomparire. Montare un tale schema non è difficile a casa ea costi minimi. E la completa mancanza di batterie lo rende un dispositivo davvero utile per varie emergenze.

Guarda il video: Torcia per la testa (Ottobre 2024).