Izmijenjeno u kolovozu 2018

Ova letjelica bi mogla postati prvi generator vlastite izrade iz kojeg bi se mogao razviti interes za besplatnu energiju. Za nastavu fizike, ovaj video će biti izvrstan alat za školarce.

Najbolje objašnjenje uz sastavljanje radnog modela generatora struje

U ovoj sam lekciji govorio o elektromagnetskoj indukciji i pokazat ću vam kako napraviti jednostavan generator izmjenične struje.

Komentari

Blaženstvo. Dobar generator. Za punjenje gadgeta ili čak za LED rasvjeta Sasvim je dovoljno ako nađeš nešto s čime ćeš to uvrtati. Usput, budući da ste tako mudar izumitelj, imate ideju - napravite generator vibracija. Naše ceste omogućuju proizvodnju električne energije iz trešnje).

Yuriru05
prije 8 mjeseci
Sve je vrlo kompetentno. Jedino ne bih koristio magnete od tvrdih diskova za generatore. Činjenica je da ima 2 pola na ravnini, a ne na različitim stranama, tako da je napetost maksimalna na rubovima magneta, a nula u sredini. Po mogućnosti neodimijski magneti - tablete - doći će do značajnog povećanja parametara struje i EMF-a. Ali za demonstraciju rada generatora, to je normalno.

Najjednostavniji učinkovit generator s magnetima

Da biste stvorili jednostavan generator struje za LED diode, trebate uzeti neodimijske magnete, bakrenu žicu i LED žarulje. Neodimijski magnet možete kupiti u online trgovini.

Međutim, možete kupiti i gotov električni generator iz kineske internetske trgovine.

Zalijepite CD na kvadratni blok. Na drugom disku pričvrstimo četiri neodimijska magneta ljepilom. Zatim ćemo napraviti 5 zavojnica i svaku od njih spojiti na LED diode. Da bismo to učinili, navijamo zavojnicu izoliranog bakrena žica. Nožem očistimo krajeve zavojnice. Spojimo krajeve zavojnice na LED. Zalijepit ćemo svih 5 zavojnica na koje su pričvršćene LED diode na CD.

Stavite kalem šivaćeg stroja u središte uređaja. Magnetima zalijepite čep od tube paste za zube na stražnju stranu diska. Zalijepite podlošku s druge strane. Sada instalirajmo disk na osovinu, na kojoj je već disk sa kalemovima (na koji je zalijepljen kalem od šivaćeg stroja). Udaljenost između magneta i zavojnica treba biti minimalna.

LED generator električne energije je spreman za rad. Sve što preostaje je pokrenuti ga u mračnoj prostoriji da biste vidjeli svjetlosni učinak.

Prijevod uputa autora domaćeg proizvoda. Za ovaj višestruki generator trebat će vam 5 jakih neodimskih magneta, 5 izoliranih tankih zavojnica od 1000 o/min bakrene žice i 5 LED dioda. Postavite 5 modula sa svakom zavojnicom pričvršćenom na jednu LED diodu na drvenu podlogu. U sredini je okomita šipka. Na ovom štapu se može vrtjeti CD s 5 jakih magneta. Razmak između magneta i zavojnica je oko 2-3 mm. Kada vrtite CD, pokretno magnetsko polje stvara EMF i sve LED diode svijetle!

Blokada – generator je generator kratkotrajnih impulsa koji se ponavljaju u prilično velikim intervalima.

Jedna od prednosti blok generatora je njihova komparativna jednostavnost, mogućnost povezivanja opterećenja kroz transformator, visoka učinkovitost i povezivanje dovoljno snažnog opterećenja.

Blokirajući oscilatori se vrlo često koriste u amaterskim radio krugovima. Ali pokrenut ćemo LED iz ovog generatora.

Vrlo često vam je za planinarenje, ribolov ili lov potrebna svjetiljka. Ali nemate uvijek bateriju ili baterije od 3 V pri ruci. Ovaj krug može pokretati LED punom snagom iz gotovo prazne baterije.

Malo o shemi. Pojedinosti: bilo koji tranzistor (n-p-n ili p-n-p) može se koristiti u mom krugu KT315G.

Potrebno je odabrati otpornik, ali više o tome kasnije.

Feritni prsten nije jako velik.

I visokofrekventna dioda s niskim padom napona.

Dakle, čistio sam ladicu u svom stolu i našao staru svjetiljku sa žaruljom sa žarnom niti, naravno pregorjelu, a nedavno sam vidio dijagram ovog generatora.

I odlučio sam zalemiti krug i staviti ga u svjetiljku.

Pa, počnimo:

Prvo, sakupimo se prema ovoj shemi.

Uzimamo feritni prsten (izvukao sam ga iz balasta fluorescentna lampa) I namotavamo 10 zavoja žicom od 0,5-0,3 mm (moglo bi biti tanje, ali neće biti zgodno). Namotamo ga, napravimo petlju, odnosno granu, i namotamo još 10 okretaja.

Sada uzimamo tranzistor KT315, LED i naš transformator. Sastavljamo prema dijagramu (vidi gore). Stavio sam i kondenzator paralelno s diodom, pa je jače svijetlila.

Pa su ga skupili. Ako LED ne svijetli, promijenite polaritet baterije. I dalje ne svijetli, provjerite jesu li LED i tranzistor pravilno spojeni. Ako je sve ispravno, a još uvijek ne svijetli, tada transformator nije pravilno namotan. Da budem iskren, moj krug također nije radio prvi put.

Sada nadopunjujemo dijagram s preostalim detaljima.

Instaliranjem diode VD1 i kondenzatora C1, LED će svijetliti jače.

Posljednja faza je izbor otpornika. Umjesto stalni otpornik postavite varijablu na 1,5 kOhm. I počinjemo vrtjeti. Morate pronaći mjesto gdje LED svijetli jače, i morate pronaći mjesto gdje će se LED ugasiti ako samo malo povećate otpor. U mom slučaju to je 471 Ohm.

Dobro, sada bliže stvari))

Rastavljamo svjetiljku

Iz jednostranog tankog stakloplastike izrezali smo krug na veličinu cijevi svjetiljke.

Sada idemo tražiti dijelove potrebnih apoena veličine nekoliko milimetara. Tranzistor KT315

Sada označavamo ploču i režemo foliju nožem za papir.

Mi petljamo ploču

Ispravljamo greške, ako ih ima.

Sada za lemljenje ploče trebamo poseban vrh, ako ne, nema veze. Uzimamo žicu debljine 1-1,5 mm. Temeljito ga čistimo.

Sada ga navijamo na postojeće lemilo. Kraj žice može se naoštriti i pokositriti.

Pa, počnimo lemiti dijelove.

Možete koristiti povećalo.

Pa, čini se da je sve zalemljeno, osim kondenzatora, LED-a i transformatora.

Sada probni rad. Sve ove dijelove (bez lemljenja) pričvrstimo na "mrcvu"

hura!! Upalilo je. Sada možete bez straha normalno lemiti sve dijelove

Odjednom me zainteresiralo koliki je izlazni napon pa sam mjerio

PRETVARAČ ZA LED

Žarulje sa žarnom niti zamijenile su LED diode koje ih u velikom broju slučajeva uspješno zamjenjuju. No, zbog nelinearne karakteristike struje i napona, za napajanje rasvjetnih LED dioda iz baterije koriste se različiti pretvarači napona. Kao što znate, LED se napaja naponom od najmanje 2 V, a ovisno o vrsti i do 3,5 V. Osim toga, potreban je barem jednostavan stabilizator struje, jer kako se kapacitet baterije smanjuje, svjetlina LED se također smanjuje. Stoga će jednostavni otpornik snage, iz baterije s povećanim naponom, raditi lošije od pretvarača. Ispod su dijagrami jednostavnih pretvarača koje mogu sastaviti čak i početnici.

Krug se napaja jednom AA baterijom i predstavlja blokirni generator. Na kolektoru se pojavljuju visokonaponski impulsi, ispravlja ih Schottky dioda i puni kondenzator. Transformator T1 se namotava ručno prstenasta jezgra. Da biste to učinili, uzmite feritni prsten K10x6x4 i namotajte dva namota od 20 zavoja žicom PEL 0,3. Općenito, broj okreta može biti 6:10, 10:10 ili 10:15. Za najbolju učinkovitost i svjetlinu, moraju se odabrati eksperimentalno. Za okvir se koristi sve što je dostupno.

Krug koristi tranzistor s malim ispadom za postizanje maksimalne učinkovitosti. Izlazna struja se može podesiti pomoću otpornika R1.

Zatim vidimo nešto kompliciraniju shemu sa stabilnijom generacijom. Potrošnja struje 15 mA. Pretvarač napona također je izrađen prema krugu jednocikličnog generatora s induktivnom povratnom spregom na tranzistoru i transformatoru. Podaci o namotaju su isti.

Sljedeća modernizacija ovog pretvarača bio je kineski krug LED svjetiljka:

Ovdje iu drugim krugovima kao dioda se koristi Schottky dioda s niskim padom napona (uostalom, svaka pola volta se računa). Korištene diode su IN5817, 1GWJ43, 1SS319 ili, u krajnjem slučaju, sovjetski D311. Ove se diode mogu uzeti s ploče regulatora napajanja neradne litij-ionske baterije s mobilnog telefona.Sljedeći krugovi pretvarača izrađeni su na dva tranzistora i karakterizirani su povećanom izlaznom strujom - do 25 mA. Ispravno sastavljen pretvarač ne treba podešavanje ako namoti transformatora nisu obrnuti, inače ih zamijenite.

Korišteni transformator je sličan, ali broj zavoja u namotima je 40. Tranzistori koštaju C2458 i C3279. Zahvaljujući povratnoj informaciji na tranzistoru C2458, postiže se jednostavna stabilizacija struje i, sukladno tome, svjetlina LED-a.

Druga verzija pretvarača s dva tranzistora:

Ovdje nema potrebe za namotavanjem transformatora, jer se koristi gotov induktor od 300 - 1000 μH.

Posljednji krug pretvarača također je kopiran iz kineske LED svjetiljke i odlično radi kada je sastavljen.

Prvo uključivanje pravilno sastavljenog uređaja mora se provesti u testnom načinu rada, u kojem se napajanje iz baterije napaja kroz otpornik od 10 Ohma, tako da tranzistori ne izgore ako su stezaljke transformatora neispravno spojene. Ako LED ne svijetli, potrebno je zamijeniti stezaljke primarnog ili sekundarnog namota transformatora. Ako to ne pomogne, provjerite ispravnost svih elemenata i instalacije.

Iz osobno iskustvo Mogu primijetiti da se u svim gore navedenim krugovima domaći tranzistori KT315 - KT3102 često uspješno lansiraju. Broj namota transformatora treba odabrati za maksimalnu svjetlinu i učinkovitost. Kao prigušnice korišteno je gotovo "sve što je došlo pod ruku" od razne opreme. Ne preporučuje se ugradnja najjeftinijih (0,1 W) LED dioda od 5 mm. Bolje je doplatiti i kupiti LED diodu od 10 mm za 0,5 eura. Svjetlina će se značajno povećati. Još bolji rezultati postižu se ugradnjom posebnih

Princip rada
Dijagram ispod (" ") omogućuje napajanje bijele ili plave LED diode, za koju je potreban napon napajanja od 3 - 3,5 V, iz jednog galvanskog članka ili baterije NiCD,NiMH, čak i ispražnjen do napona od 0,8 V pod opterećenjem.

Za crvene i žute LED diode, napon napajanja pri struji od 20 mA je 1,8 - 2,4 V, a za plave, bijele i zelene - 3 - 3,5 V, pa napajajte plavu ili bijelu LED iz AA baterije izravno nemoguće.
Sklop predstavlja varijantu blokirajućeg oscilatora i opisan je iz grada Swindon u Velikoj Britaniji u časopisu " Svakodnevna praktična elektronika" za studeni 1999. U nastavku možete pročitati ovaj članak:
(Kliknite na sliku za prikaz u velikom omjeru)


Krug se napaja iz elementa LR6/AA/AAA napon od 1,5 V - krug može neprekidno raditi tjedan dana na jednoj bateriji prije nego što se isprazni na 0,8 V!!! Napomena: AA ili AAA (R6) - solne baterije, LR6 - alkalne (alkalne) baterije.

Gornji krug radi kao generator kontroliran strujom. Kad god je tranzistor isključen VT raspadajuće magnetsko polje u namotu transformatora T uzrokuje pojavu pozitivnog naponskog impulsa (do 30 V) na kolektoru tranzistora. Taj se napon, zajedno s naponom izvora napajanja (baterije), dovodi na LED. Prebacivanje se događa pri vrlo visokoj frekvenciji i niskom radnom ciklusu. Smanjenje otpora otpornika R dovodi do povećanja struje kroz LED i, prema tome, povećava svjetlinu njezinog sjaja.
prvo daje vrijednost otpora od 10 kOhm (prosječna struja kroz LED je 18 mA), a zatim pokazuje da smanjenje otpora na 2 kOhm dovodi do povećanja prosječne struje na 30 mA. Također pokazuje da učinkovitost ovisi o korištenom tranzistoru VT- najbolji rezultati postižu se korištenjem tranzistora s niskim naponom zasićenja između kolektora i emitera V CE (SAT). Označava da za tranzistor ZTX450 (V CE (SAT)= 0,25 V) učinkovitost je 73% kada se koristi ZTX650 (V CE (SAT) < 0,12 В) возрастает до 79 %, а при применении BC550 pada na 57%.

Sličan dizajn spominje se u članku M. Shustova "Niskonaponsko napajanje LED dioda" u časopisu "Radiomir" br. 8 za 2003.:

A ovdje je dizajn japanskog amaterskog radija: http://elm-chan.org/works/led1/report_e.html

Modeliranje
Za simulaciju takvog uređaja, možete koristiti slobodno distribuirani simulator električnog kruga . Evo modela ovog generatora:

Uz napon napajanja od 1,5 V i induktivitet svakog namota transformatora od 200 μH, potrošnja energije iz baterije je 197 mW, a 139 mW je dodijeljeno LED-u. Gubitak snage iznosio je 58 mW, od čega 55 mW u tranzistoru i 3 mW u otporniku. Tako se pokazalo da je učinkovitost 71%.

S naponom napajanja od 1,5 V i tranzistorom BC547C (V CE (SAT)= 0,2 V), ovisnost prosječne LED struje o induktivitetu namota transformatora (s identičnim namotima) prikazana je u nastavku:


Ako je induktivitet namota manji od 17 μH, pretvarač se ne pokreće.

Ovisnost prosječne LED struje o naponu napajanja je prikazana u nastavku:

Transformator
Također, umjesto samonamotanog transformatora na feritnom prstenu, možete koristiti industrijski pulsni transformator, npr.
M- male veličine, I- impuls, T- transformator, U- visina sa provodnicima 55 mm.

MIT-4V dostupan je u smeđem ili crnom kućištu.

Ovaj transformator ima tri namota (jedan primarni i dva sekundarna) s jediničnim omjerom transformacije. Ohmski otpor svakog namota je oko 5 Ohma, induktivitet je oko 16 mH.
Namoti sadrže po 100 zavoja, namotanih PELSHO 0,1 žicom na prsten K17,5x8x5 od ferita M2000NM1-B.
Oznaka feritnog prstena dešifrira se na sljedeći način: DO- prsten; 17,5 - vanjski promjer prstena, mm; 8 - unutarnji promjer prstena, mm; 5 - visina prstena, mm.
Stupanj ferita M2000NM-1B proširen je na sljedeći način: 2000 - početna magnetska permeabilnost ferita; N- niskofrekventni ferit; M- mangan-cink ferit (do 100 kHz).
Prva stezaljka označena je brojem "1" na tijelu transformatora, a nacrtana strelica pokazuje referentni smjer za ostale stezaljke. Koristio sam namote s pinovima 1-4 i 2-3.

Također možete koristiti niskofrekventni odgovarajući transformator TOT:

Ovaj transformator je dizajniran za rad na frekvencijama do 10 kHz.
Oznaka "TOT" označava: T- transformator; OKO- konačni; T- tranzistor.
Oklopna jezgra TOT transformatora izrađena je od hladno valjane trake visoke magnetske propusnosti i povećane indukcije tehničkog zasićenja stupnja 50H.
Položaj priključaka TOT transformatora nalikuje pinoutu vakuumskih cijevi - postoji ključ i dodatna oznaka prvog terminala na bočnoj površini transformatora (crvena točka). U ovom slučaju pinovi se broje u smjeru kazaljke na satu od strane ugradnje, a prvi pin se nalazi u gornjem lijevom kutu.

Pinout tipova transformatora: A- TOT1 - TOT35; b- TOT36 - TOT189, TOL1 - TOL54; V- TOT202 - TOT219, TOL55 - TOL72

Germanijski tranzistori
Da biste smanjili napon praga baterije pri kojem LED i dalje svijetli, možete koristiti germanijeve tranzistore, na primjer, sovjetski n-p-n tranzistor MP38A:

Ovaj tranzistor ima prednji pad napona p-n prijelaza je oko 200 mV.
Da provjerim, sastavio sam prototip dizajna koristeći MP38A tranzistor i MIT-4V transformator:

Prilično ispražnjena litijska baterija CR2032 u ovom krugu napaja lanac od pet LED dioda. U ovom slučaju, napon baterije pod opterećenjem je oko 1,5 volta.

Mogućnosti za poboljšanje sheme
1) Možete dodati kondenzator spojen paralelno s otpornikom.

Procijenio sam učinak kondenzatora na učinkovitost pretvarača pokretanjem simulacije :


Kao što se može vidjeti iz grafikona, nakon određenog povećanja učinkovitosti, s daljnjim povećanjem kapaciteta kondenzatora, učinkovitost pretvarača počinje se smanjivati.
2) Također možete dodati Schottky diodu u seriju s LED-om i spojiti kondenzatore paralelno s LED-om.

3) Da biste ograničili gornju granicu napona opterećenja, možete dodatno spojiti zener diodu (Zener dioda) paralelno s LED-om.

pnp tranzistori
Zajedno sa na n-p-n tranzistori, mogu se koristiti i tranzistori p-n-p strukture. Sastavio sam takav pretvarač na bazi germanija pnp-tranzistor GT308V ( VT) i impulsni transformator MIT-4V (zavojnica L1- zaključci 2-3, L2- zaključci 5-6):

Vrijednost otpornika R odabire se eksperimentalno (ovisno o vrsti tranzistora) - preporučljivo je koristiti promjenjivi otpornik od 4,7 kOhm i postupno smanjivati ​​njegov otpor, postižući stabilan rad konverter

moj pretvarač na p-n-p tranzistor

Ispitao sam rad ovog pretvarača pomoću digitalnog osciloskopa. U ovom slučaju pretvarač je napajala poluispražnjena nikal-kadmijeva baterija, a kao opterećenje korištene su dvije zelene LED diode povezane preko germanijske diode.

napon opterećenja

Vršni napon na opterećenju prelazi 5 volti, što je dovoljno za svijetljenje dviju zelenih LED dioda čak i uzimajući u obzir pad napona na germanij diodi.
Isti oblik krivulje napona opterećenja dobiva se modeliranjem pretvarača u simulatoru :

napon otpornika

napon između pinova 6-5 MIT

Napon opterećenja je zbroj napona na namotu 6-5 transformatora i napona baterije.

napon između pinova 3-2 MIT

Kao što vidite, naponi na namotima transformatora gotovo su identični (uzimajući u obzir položaj istoimenih terminala).

definicija razdoblja

Period ponavljanja pulsa bio je 1,344 ms, tj. frekvencija generiranja bila je 744 Hz.

Za napajanje takvog pretvarača možete koristiti ne samo bateriju, već i ionistor (superkondenzator):

Ponekad trebate upotrijebiti fluorescentnu svjetiljku s hladnom katodom iz pozadinskog osvjetljenja starog LCD monitora, ali nemate dostupan inverter. Pomoći će nam domaći generator za blokiranje! Shema je prilično jednostavna:

Uzeo sam gotovu čoku od elektronski balast kompaktna fluorescentna svjetiljka. Ovaj namot, koji sadrži najveći broj zavoja, proizvest će najveći napon za svjetiljku.

Morate pažljivo ukloniti jezgru iz induktora, izolirati namot trakom i omotati namot kolektora na vrhu žicom približno iste debljine. Imam oko 24 kruga. Potrebno je navijati zavoj do zavoja. Dobije se samo jedan sloj.

Zalijepimo sloj trake na vrh našeg namota i namotamo bazni namot na njega - oko 6 okretaja žicom iste debljine. Vratili smo jezgru. Dobili smo zavojnicu sa 6 terminala.

Tranzistor KT835A. Možete koristiti druge, ali ne bilo koje. Iz mojih zaliha, mnogi tranzistori su dali loše rezultate ili uopće nisu generirali visoki napon.

Tranzistor mora biti postavljen na radijator - jako se zagrijava! Otpornik se također jako zagrijava, pa sam upotrijebio 5 komada od 10 Ohma svaki. I 2 kondenzatora. Kako sve izgleda i radi pogledajte na fotografijama ispod.

Ovaj uređaj je pokrenut iz napajanja računala. Potrošnja struje 1A. Ako lampa ne svijetli u potpunosti od 5 volti, tada možete postupno povećavati napon. Nakon paljenja duž cijele duljine, napon se može smanjiti tako da se svjetiljka manje zagrijava.

Također, generator za blokiranje omogućuje vam uključivanje fluorescentnih svjetiljki čak i sa izgorjelom zavojnicom.

Ovdje je primjer kako radi kompaktna fluorescentna svjetiljka. Usput, prigušnica je uzeta upravo iz takve lampe.

I tu nije kraj primjeni ovog izuma! Umjesto svjetiljki, možete spojiti multiplikator napona na visokonaponske žice. Tada se na njegovim izlazima dobiva visoki napon koji može prodrijeti kroz zrak, tj. vidjet ćemo munju!

Samo na multiplikator se ne smije nalaziti pored blok generatora!!! Visoki napon oštećuje tranzistor!!! Izgorio sam nekoliko puta prije nego što sam shvatio što se događa.

Za prikaz u većoj veličini potrebno je kliknuti na link s nazivom videa, ili na YouTube tipku tijekom reprodukcije!

I krug množitelja napona. Kondenzatori su prikladni samo za tip prikazan na fotografiji, bilo koje diode.

Može se učiniti više ekonomično blokiranje – generator pomoću transformatora horizontalnog skeniranja (TDKS) sa starog TV-a ili monitora. Zbog sposobnosti rada na niskom naponu nazivaju ga još i kradljivica džula ili kradljivac džula. Koristio sam jednu bateriju od 1,2 V, ali uređaj se može napajati s većim naponom - spojio sam maksimalno 19 volti. Približan dijagram:

Samo sam ja koristio tranzistor MJE13003 i promjenjivi otpornik od 680 Ohma. Da biste pravilno spojili transformator, trebate pronaći dva terminala s najmanjim otporom (moji su 0,5 ohma) i dva s najvećim otporom (moji su 1 ohm). U različitim linijama, položaj i otpor terminala bit će različiti. Testiranje sklopa na videu:

Za prikaz u većoj veličini potrebno je kliknuti na link s nazivom videa, ili na YouTube tipku tijekom reprodukcije!