Hvordan lage en dynamomaskin fra kobbertråd. Start i naturfag. Hvem har prioritet ved kryssing med sykkelvei?
En dynamo, eller elektrisk strømgenerator, er en enhet som konverterer andre energitilstander til elektrisk energi: termisk, mekanisk, kjemisk. Sykkelgeneratorer som driver front- og baklys er fortsatt populære den dag i dag.
Driftsprinsipp for en elektrisk strømgenerator
En dynamo genererer elektrisk energi gjennom prinsippet om elektromagnetisk induksjon. Vanligvis konverterer en slik enhet mekaniske påvirkninger direkte til elektriske impulser. Den består av en rotor (en åpen ledningsvikling) og en stator der polene til magneten er plassert. Rotoren, uten å stoppe bevegelsen, roterer hele tiden i et magnetfelt, noe som uunngåelig fører til generering av strøm i viklingen.
Dynamoen representerer følgende diagram av enheten. En roterende leder, eller rotor, krysser et magnetfelt og det genereres en strøm i det. Endene av rotoren er koblet til ringen (samleren), gjennom dem og trykkbørstene beveger strømmen seg inn i det elektriske nettverket.
Elektrisk strøm i en dynamo
Den resulterende strømmen i lederen vil ha størst verdi forutsatt at rotoren er plassert vinkelrett på magnetlinjene. Jo større vendingen av lederen, jo mindre strøm vil være. Og vice versa. Det vil si at prosessen med å rotere en leder i et magnetfelt tvinger den genererte elektriske strømmen til å endre retning to ganger i løpet av en rotasjon av rotoren. Takket være denne egenskapen begynte denne typen strøm å bli kalt vekselstrøm.
En dynamo for å generere likestrøm er bygget etter samme prinsipp som for vekselstrøm. Forskjellen kan bare merkes i detaljene, når endene av metalltråden ikke er festet til ringer, men koblet til halvringer. Slike halvringer er nødvendigvis isolert fra hverandre, noe som, når lederen roterer, gjør det mulig å vekselvis kontakte en halvring og deretter den andre med børsten. Dette betyr at den genererte strømmen vil strømme inn i børstene utelukkende i én retning, med et ord - strømmen vil være konstant.
Hvordan montere en dynamo?
En DIY dynamo kan monteres raskt. Grunnlaget for den fremtidige generatoren vil være en treplate omtrent 30 mm tykk og et område på 150 x 200 mm. Huset er festet til det med to skruer slik at elektromagnetene er plassert horisontalt, mot hverandre. Deretter, gjennom lageret festet til huset, tres ankeraksen, som festes på plass mellom elektromagnetene. Børster tres gjennom innsiden av lagerrammen og den andre enden av ankeraksen settes inn. Oppsamleren er festet i denne enden.
Før du fester lagerrammen til basen, må ankeret justeres slik at rotasjonen mellom elektromagnetene ikke berører dem. Børstene må plasseres på tvers av elektromagnetskoene og festes til lageret. En liten remskive er festet til den frie enden av rotoren.
Elektrisk installasjon av enheten består av å koble endene av viklingene for elektromagneter med børster. Også deler av fleksibel ledning er koblet til dem for å kommunisere enheten med en ekstern krets.
Generator og sykkel
En sykkeldynamo demonstrerer sin kraft avhengig av rotasjonshastigheten. For eksempel, 
Hvis sykkelen ikke snurrer raskt nok eller hvis den stopper, vil strømmen til lyset eller annen enhet stoppe. Men ved høye hastigheter kan lyspærer brenne ut før levetiden.
Det finnes flere typer elektriske sykkelgeneratorer:
Navtypen er innebygd i hjulnavet. Strukturelt består den av en statisk kjerne på en akse og en reverserende flerpolet magnet i form av en ring. Kostnadene deres er høyere, men det kompenseres av stille drift og effektivitet.
Flasketypen er den mest populære. Den flaskeformede enheten er utstyrt med et lite hjul som drives av friksjon mot sideveggen til hjulets gummidekk.
Vogngeneratoren er installert ved siden av vognkoppen, under rammestagene. Bevegelsen til den fjærbelastede valsen skyldes friksjon mot dekkmønsteret. Det bør nevnes at bunnbraketten og flaskedynamomaskinen slutter å fungere når den utsettes for våte forhold.
De som fortsatt husker skoledagene har sannsynligvis ikke glemt følelsen av å være involvert i et lite mirakel i en fysikktime, der læreren tydelig demonstrerte transformasjonen av muskelmuskler til elektrisitet. Beskjeden i størrelse og kapasitet, dynamoen, uten noen ledninger, stikkontakter eller batterier, skrudde på håndtaket og tente en lyspære - og jo raskere håndtaket ble rotert, jo lysere brant det.
Følelsen av mirakel var imidlertid blandet med sunn skepsis: elektrisitetsalderen, stikkontakter på nesten hvert trinn, batterier i stabler. Så er det verdt å jobbe med hender og føtter hvis de er fruktene av store funn?
Men hva vil du gjøre hvis du går deg vill i tre furutrær og oppdager at ladningen til din nymotens gadget eller til og med en gammel mobiltelefon begynner å bli lav?
Forresten, de som kjørte hensynsløst på tohjulede kjøretøy i barndommen er godt kjent med ideen, som allerede er mer enn et og et halvt århundre gammel. Den enkleste dynamoen for en sykkel, bokstavelig talt montert på kneet og montert på forhjulet, matet en lommelyktpære fra den frie energien til å tråkke, som opplyste veien mens den glødet.
Fordelene ved Faradays oppdagelse ble også verdsatt av militæret. I virkeligheten har et batteri bare verdi så lenge det har ladet. Etter å ha brukt det, blir det en ubrukelig tung gjenstand, i stedet for som det er bedre å ta en annen sink med patroner. Trenger du energi? Hva med soldaten? La ham snu generatorhåndtaket ordentlig for å sikre at radioen fungerer. (Det er derfor den generatoren ble populært kalt "soldat-motor.")
I prinsippet har lite endret seg med fremveksten av høyteknologiens tid. Gadgets er gadgets, og uten strømforsyning er verdien null, spesielt hvis det ikke er noe å lade dem i nær fremtid. Verdien forsvinner også i overskyet vær eller om natten. Dynamoen er mer enn upretensiøs i denne forbindelse. Hvis det bare var en person som kunne vri et håndtak, ville det vært strøm!
Pionerene i denne saken var selvfølgelig håndverkere som var vant til at nesten alt i denne verden, inkludert en dynamo, må lages med egne hender. Selvlærte mennesker sparte ikke på å dele prestasjonene sine, og som et resultat ble spesialiserte magasiner fylt med fotografier og tegninger av enkle enheter som enkelt ladet batteriene til lommelykter, mobiltelefoner, smarttelefoner og GPS-navigatorer. Fans av sykling har heller ikke glemt: En lang tur er nok, og dynamoen "ombord" vil gi full lading for iPhone eller iPad.
Til slutt, etter å ha sett fordelene med praktisk bruk av visuelle hjelpemidler fra skoleårene, fulgte profesjonelle produsenter amatørene. Nå er det nok bærbare enheter på markedet som konverterer brukerens muskelenergi til elektrisk strøm for nesten all elektronikk. For eksempel har en liten LED-lommelykt som passer i håndflaten din et sammenleggbart håndtak. Det er nok å rotere den i et minutt med en hastighet på to omdreininger per sekund for at enheten skal skinne i flere minutter.
Det er også veldig gledelig at det parallelt med dette utstyret også selges en dynamo, spesialdesignet for tenåringer som er interessert i vitenskap. Ved å eksperimentere i det uendelige hjemme kan du ikke bare finne ut hvordan du får miljøvennlig strøm uten batterier, men også finne på noe nytt...
Nå går mye digitalt utstyr i stykker, datamaskiner, skrivere, skannere. Tiden er slik - det gamle erstattes av det nye. Men utstyr som har sviktet kan fortsatt tjene, selv om ikke alt, men visse deler av det sikkert.
For eksempel bruker skrivere og skannere trinnmotorer av forskjellige størrelser og krefter. Faktum er at de ikke bare kan fungere som motorer, men også som strømgeneratorer. Faktisk er dette allerede en fire-fase strømgenerator. Og hvis du bruker til og med et lite dreiemoment på motoren, vil en betydelig høyere spenning vises på utgangen, noe som er nok til å lade batterier med lav effekt.
Jeg foreslår å lage en mekanisk dynamo-lommelykt fra en trinnmotor til en skriver eller skanner.
Lage en lommelykt
Det første du må gjøre er å finne en passende liten trinnmotor. Selv om du vil gjøre en lommelykt større og kraftigere, ta en stor motor.
Deretter trenger jeg en kropp. Jeg tok den klar. Du kan ta såpeskåler, eller til og med lime etuiet selv.
Vi lager et hull for trinnmotoren.
Vi installerer og prøver på trinnmotoren.
Fra en gammel lommelykt tar vi frontpanelet med reflekser og lysdioder. Selvfølgelig kan du gjøre alt dette selv.
Vi kuttet ut et spor for frontlykten.
Vi installerer en armatur fra en gammel lommelykt.
Vi lager en utskjæring for knappen og installerer den i sporet.
I friområdet plasserer vi brettet som de elektroniske komponentene skal plasseres på.
Lommelykt elektronikk
Opplegg
For at lysdioder skal lyse, trenger de konstant strøm. Generatoren produserer vekselstrøm, så det trengs en firefase likeretter som samler strøm fra alle motorviklinger og konsentrerer den i en krets.Deretter vil den resulterende strømmen lade batteriene, som vil lagre den resulterende strømmen. I prinsippet kan du klare deg uten batterier - ved å bruke en kraftig kondensator, men da vil gløden først vises i det øyeblikket generatoren snus.
Selv om det er et annet alternativ - å bruke en ionistor, vil det ta lang tid å lade den.
Vi monterer brettet i henhold til diagrammet.
Alle deler av lommelykten er klare for montering.
Lanterne dynamo montering
Vi fester brettet med selvskruende skruer.
Vi installerer trinnmotoren og lodder ledningene til brettet.
Vi kobler ledningene til bryteren og frontlyset.
Her er den nesten sammensatte lykten med alle delene.
Alle er kjent med situasjonen - du venter på en viktig samtale og så har du uflaks, telefonens batteri er tomt, og du er på gaten. I dag kan du selvfølgelig finne alternative ladere på markedet, spesielt de som er basert på solcellebatterier. Men som regel har solbatterier lav effektivitet (ikke mer enn 15-17%) og har ikke tid til å lade en mobiltelefon, og noen ganger tar ladeprosessen opptil 6 timer.
Du kan selvfølgelig bruke ladere fra ett AA-batteri, men som regel er slike enheter kun beregnet på lading, og batteriet lades raskt ut.
Som et resultat ble det besluttet å sette sammen en kompakt lader med en innebygd DC-generator. Det er kjent at for å lade autonome enheter med lav effekt (mobiltelefoner, mottakere, spillere osv.) må du ha en driftsspenning på minst 4,5-4,8 volt, derfor må du bruke passende batterier, men de tar opp en mye plass, så det ble besluttet å bruke DC-DC spenningsomformer 1,5-6 volt. Omformeren ble brukt ferdig, fra en lader på ett batteri (kjøpt for 130 rubler). Omformeren er ganske kompakt og har høy effektivitet under parametrene til omformeren.
Inngangsspenning – 1,2-1,7 volt
Strømforbruk - opptil 2 ampere
Utgangsspenning - 5,5 volt
Utgangsstrøm - opptil 500 mA
Induktoren er praktisk å vikle på en ring fra en energisparende lampe, den inneholder 9 vindinger med 0,3 mm ledning
Essensen av enhetens drift er ganske enkel - generatoren roterer, lader det innebygde batteriet, når en last (i vårt tilfelle, en telefon) er koblet til utgangen til omformeren, slår sistnevnte på og lader den. Under ladeprosessen kan du lade opp backupkilden ved å rotere generatoren.
En elektrisk motor fra en kassettspiller ble brukt som generator. Ved 2500 rpm er generatoren i stand til å produsere opptil 8 volt spenning ved en strøm på opptil 850 mA! Enig, mye for en slik baby.
For å gi det nødvendige antall omdreininger ble det brukt en girkasse. Heldigvis fant jeg et gammelt leketøy med innebygd girkasse, antall gir er bare 2, men dette er nok til å lade backupbatteriet ordentlig. En slik "girkasse" kan lages fra stasjonen til en unødvendig DVD-spiller eller datamaskin, alt du trenger er der, det viktigste er å gi generatoren mer enn 300 rpm, ved slike omdreininger produserer den fritt 2 -2,5 volt, som er nok til å lade backupkilden.
En boks av et nikkel-metall hybridbatteri med en spenning på 1,2 volt og en kapasitet på 1200 mA ble brukt som reservekilde, selv om batterier med hvilken som helst kapasitet kan brukes. En diode må kobles til den positive siden av generatoren i foroverretningen for å hindre at reversspenning tilføres generatoren, ellers vil sistnevnte fungere som en elektrisk motor.
Grunnlaget er en høykvalitets DC-DC-omformer på ZHDZ5-brikken.
Mikrokretsen er ganske vanlig den kan kjøpes i en radiobutikk for $1, selv om du også kan kjøpe en ferdig batterilader for bare $3.
Det særegne med denne omformeren er at den bare slås på når en last er koblet til utgangen, dette ble diskutert i begynnelsen av artikkelen 007G, også kjent som MMBR5031LT1, er en høyfrekvent silisium NPN-transistor. Selve kretsen er enkel og gir høy effektivitet alle komponenter er i SMD-design, derfor er alt så miniatyr.
Den ferdige enheten bør suppleres med en stikkontakt for tilkobling av ladekabler til ulike autonome enheter. Resultatet er en ganske kompakt universallader som alltid vil hjelpe, uavhengig av værforhold og andre faktorer.
Liste over radioelementer
| Betegnelse | Type | Valør | Mengde | Merk | Butikk | Notisblokken min |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Chip | NCP1400A | 1 | Merking: ZHDZ5 | Til notisblokk | ||
| Transistor | MMBR5031LT1 | 1 | Merking: 007G | Til notisblokk | ||
| Schottky diode | SS14 | 1 | Til notisblokk | |||
| Kondensator | 70 nF | 1 |
Oppgave 1 av 15
1 .
Er reglene brutt i situasjonene som er avbildet?
Ikke sant
f) slepe sykler;
Feil
6. Krav til syklister
6.6. En syklist har forbud mot:
d) mens du kjører, hold deg fast i et annet kjøretøy;
f) slepe sykler;
Oppgave 2 av 15
2 .
Hvilken syklist bryter ikke reglene?
Ikke sant
6. Krav til syklister
6.6. En syklist har forbud mot:
Feil
6. Krav til syklister
6.6. En syklist har forbud mot:
b) bevege seg på motorveier og veier for biler, samt på veibanen dersom det er sykkelvei i nærheten;
Oppgave 3 av 15
3 .
Hvem skal vike?
Ikke sant
6. Krav til syklister
Feil
6. Krav til syklister
6.5. Dersom et sykkelfelt krysser en vei utenfor et kryss, må syklister vike for andre kjøretøy som ferdes på veien.
Oppgave 4 av 15
4 .
Hvilken last har en syklist lov til å bære?
Ikke sant
6. Krav til syklister
22. Godstransport
Feil
6. Krav til syklister
6.4. En syklist kan bare bære slik last som ikke forstyrrer driften av sykkelen og ikke skaper hindringer for andre trafikanter.
22. Godstransport
22.3. Transport av last er tillatt forutsatt at det:
b) ikke forstyrrer kjøretøyets stabilitet og kompliserer ikke kontrollen;
Oppgave 5 av 15
5 .
Hvilke syklister bryter reglene når de transporterer passasjerer?
Ikke sant
6. Krav til syklister
6.6. En syklist har forbud mot:
Feil
6. Krav til syklister
6.6. En syklist har forbud mot:
e) frakte passasjerer på en sykkel (unntatt for barn under 7 år, transportert på et ekstra sete utstyrt med godt festede fotstøtter);
Oppgave 6 av 15
6 .
I hvilken rekkefølge vil kjøretøy passere gjennom krysset?
Ikke sant
16. Kjøring gjennom kryss
Feil
16. Kjøring gjennom kryss
16.11. I et kryss av ulik vei skal føreren av et kjøretøy som beveger seg på en sekundær vei vike for kjøretøy som nærmer seg dette krysset av kjørebaner på hovedveien, uavhengig av retningen for deres videre bevegelse.
16.12. I krysset mellom tilsvarende veier plikter føreren av et ikke-jernbanekjøretøy å vike for kjøretøy som nærmer seg fra høyre.
Trikkesjåfører bør følge denne regelen seg imellom. Ved ethvert uregulert kryss har en trikk, uavhengig av retningen på dens videre bevegelse, en fordel fremfor ikke-jernbanekjøretøyer som nærmer seg den langs en tilsvarende vei.16.14. Dersom hovedveien i et kryss endrer retning, skal førere av kjøretøy som kjører langs den følge reglene for kjøring gjennom kryss av tilsvarende veier.
Denne regelen bør følges seg imellom og av sjåfører som kjører på sekundærveier.Oppgave 7 av 15
7 .
Sykle på fortau og gangveier:
Ikke sant
6. Krav til syklister
6.6. En syklist har forbud mot:
Feil
6. Krav til syklister
6.6. En syklist har forbud mot:
c) bevege seg på fortau og gangstier (unntatt barn under 7 år på barnesykler under oppsyn av voksne);
Oppgave 8 av 15
8 .
Hvem har forkjørsrett ved kryssing av sykkelsti?
Ikke sant
6. Krav til syklister
6.5. Dersom et sykkelfelt krysser en vei utenfor et kryss, må syklister vike for andre kjøretøy som ferdes på veien.
Feil
6. Krav til syklister
6.5. Dersom et sykkelfelt krysser en vei utenfor et kryss, må syklister vike for andre kjøretøy som ferdes på veien.
Oppgave 9 av 15
9 .
Hvilken avstand bør være mellom grupper av syklister som beveger seg i en kolonne?
Ikke sant
6. Krav til syklister
Feil
6. Krav til syklister
6.3. Syklister som reiser i grupper må sykle etter hverandre for ikke å forstyrre andre trafikanter. En kolonne med syklister som beveger seg langs veibanen skal deles inn i grupper (inntil 10 syklister i en gruppe) med en bevegelsesavstand mellom grupper på 80-100 m.
Oppgave 10 av 15
10 .
Kjøretøy vil passere krysset i følgende rekkefølge
Ikke sant
16. Kjøring gjennom kryss
16.11. I et kryss av ulik vei skal føreren av et kjøretøy som beveger seg på en sekundær vei vike for kjøretøy som nærmer seg dette krysset av kjørebaner på hovedveien, uavhengig av retningen for deres videre bevegelse.
Feil
16. Kjøring gjennom kryss
16.11. I et kryss av ulik vei skal føreren av et kjøretøy som beveger seg på en sekundær vei vike for kjøretøy som nærmer seg dette krysset av kjørebaner på hovedveien, uavhengig av retningen for deres videre bevegelse.
16.13. Før du svinger til venstre og foretar en U-sving, skal føreren av et ikke-jernbanekjøretøy vike for en trikk i samme retning, samt for kjøretøy som kjører på tilsvarende vei i motsatt retning rett eller til høyre.
Oppgave 11 av 15
11 .
En syklist passerer et veikryss:
Ikke sant
16. Kjøring gjennom kryss
Feil
8. Trafikkregulering
8.3. Trafikkledersignaler har forrang fremfor trafikklyssignaler og krav til veiskilt og er obligatoriske. Trafikklys, bortsett fra blinkende gule, har forrang over prioriterte veiskilt. Førere og fotgjengere skal overholde tilleggskravene til trafikklederen, selv om de er i strid med trafikklys, veiskilt og oppmerking.
16. Kjøring gjennom kryss
16.6. Ved venstresving eller svinging når hovedlyskrysset er grønt, plikter føreren av et ikke-jernbanekjøretøy å vike for trikk i samme retning, samt for kjøretøy som kjører rett i motsatt retning eller svinger til høyre. Trikkeførere bør følge denne regelen seg imellom.
Oppgave 12 av 15
12 .
Blinkende røde signaler fra dette trafikklyset:
Ikke sant
8. Trafikkregulering
Feil
8. Trafikkregulering
8.7.6. For å regulere trafikken ved jernbaneoverganger brukes trafikklys med to røde signaler eller en hvit-måne og to røde, som har følgende betydning:
a) blinkende røde signaler forbyr bevegelse av kjøretøy gjennom krysset;
b) et blinkende hvitt-månesignal indikerer at alarmsystemet fungerer og hindrer ikke kjøretøyets bevegelse.
Ved jernbaneoverganger, samtidig med forbudt trafikklyssignal, kan et lydsignal slås på, som i tillegg informerer trafikanter om at bevegelse gjennom krysset er forbudt.
Oppgave 13 av 15
13 .
Føreren av hvilket kjøretøy skal krysse krysset nummer to?
Ikke sant
16. Kjøring gjennom kryss
16.11. I et kryss av ulik vei skal føreren av et kjøretøy som beveger seg på en sekundær vei vike for kjøretøy som nærmer seg dette krysset av kjørebaner på hovedveien, uavhengig av retningen for deres videre bevegelse.
16.14. Dersom hovedveien i et kryss endrer retning, skal førere av kjøretøy som kjører langs den følge reglene for kjøring gjennom kryss av tilsvarende veier.
Denne regelen bør følges seg imellom og av sjåfører som kjører på sekundærveier.
Feil
16. Kjøring gjennom kryss
16.11. I et kryss av ulik vei skal føreren av et kjøretøy som beveger seg på en sekundær vei vike for kjøretøy som nærmer seg dette krysset av kjørebaner på hovedveien, uavhengig av retningen for deres videre bevegelse.
16.14. Dersom hovedveien i et kryss endrer retning, skal førere av kjøretøy som kjører langs den følge reglene for kjøring gjennom kryss av tilsvarende veier.
Denne regelen bør følges seg imellom og av sjåfører som kjører på sekundærveier.
16 Kjøring gjennom kryss
Feil
8. Trafikkregulering
8.7.3. Trafikklyssignaler har følgende betydninger:
Et signal i form av en pil som tillater venstresving tillater også U-sving dersom det ikke er forbudt av veiskilt.
Et signal i form av en grønn pil(er) i tilleggsseksjonen(e), slått på sammen med det grønne trafikklyssignalet, informerer sjåføren om at han har prioritet i bevegelsesretningen(e) angitt av pilen( s) over kjøretøy som beveger seg fra andre retninger;
f) et rødt signal, inkludert et blinkende, eller to røde blinkende signaler forbyr bevegelse.
Et signal i form av en grønn pil(er) i tilleggsseksjonen(e), sammen med et gult eller rødt trafikklyssignal, informerer føreren om at bevegelse er tillatt i den angitte retningen, med forbehold om uhindret passasje av kjøretøy i bevegelse fra andre retninger.
En grønn pil på et skilt installert på nivå med et rødt trafikklys med et vertikalt arrangement av signaler tillater bevegelse i den angitte retningen når det røde lyskrysset er på fra det høyre kjørefeltet (eller det venstre kjørefeltet på enveiskjørte veier), med forbehold om å gi prioritet i trafikken til dets andre deltakere som beveger seg fra andre retninger til et trafikklyssignal som tillater bevegelse;
16 Kjøring gjennom kryss
16.9. Mens du kjører i retning av pilen slått på i tilleggsseksjonen samtidig med et gult eller rødt trafikklys, må sjåføren vike for kjøretøy som beveger seg fra andre retninger.
Når du kjører i retning av den grønne pilen på bordet installert i nivå med det røde trafikklyset med vertikale signaler, må sjåføren ta den ekstreme høyre (venstre) kjørebanen og vike for kjøretøy og fotgjengere som beveger seg fra andre retninger.
