Upravené v auguste 2018

Toto plavidlo sa môže stať prvým vlastným generátorom, z ktorého sa môže vyvinúť záujem o voľnú energiu. Na hodiny fyziky bude toto video výbornou pomôckou pre školákov.

Najlepšie vysvetlenie s montážou pracovného modelu generátora prúdu

V tejto lekcii som hovoril o elektromagnetickej indukcii a ukážem vám, ako vytvoriť jednoduchý generátor striedavého prúdu.

Komentáre

Blaženosť. Dobrý generátor. Na nabíjanie gadgetov alebo dokonca pre LED osvetlenieÚplne postačí, ak nájdete niečo, čím to prekrútite. Mimochodom, keďže ste taký múdry vynálezca, máte nápad - vytvorte generátor vibrácií. Naše cesty umožňujú výrobu elektriny z trasenia).

Yuriru05
pred 8 mesiacmi
Všetko je veľmi kompetentné. Jedine, že by som nepoužil magnety z pevných diskov na generátory. Faktom je, že má 2 póly v rovine a nie na rôznych stranách, takže napätie je maximálne na okrajoch magnetu a nulové v strede. Výhodne neodymové magnety - tablety - dôjde k výraznému zvýšeniu parametrov prúdu a EMF. Ale na demonštráciu činnosti generátora je to normálne.

Najjednoduchší účinný generátor s magnetmi

Ak chcete vytvoriť jednoduchý generátor prúdu pre LED diódy, musíte si vziať neodýmové magnety, medený drôt a LED žiarovky. Neodymový magnet si môžete zakúpiť v internetovom obchode.

Môžete si však kúpiť aj hotový elektrický generátor z čínskeho internetového obchodu.

Prilepte CD na štvorcový blok. Na ďalší disk pripevníme lepidlom štyri neodýmové magnety. Ďalej urobíme 5 cievok a každú z nich pripojíme k LED. Aby sme to urobili, navinieme cievku s izoláciou medený drôt. Konce závitku očistíme nožom. Konce cievky pripojíme k LED. Všetkých 5 cievok s LED diódami prilepíme na CD.

Umiestnite cievku šijacieho stroja do stredu zariadenia. Na zadnú stranu disku prilepte pomocou magnetov zátku z tuby zubnej pasty. Na druhú stranu prilepte podložku. Teraz nainštalujte kotúč na osku, na ktorej je už kotúč s cievkami (s nalepenou cievkou zo šijacieho stroja). Vzdialenosť medzi magnetmi a cievkami by mala byť minimálna.

LED generátor elektriny je pripravený na použitie. Zostáva len spustiť ho v tmavej miestnosti, aby ste videli svetelný efekt.

Preklad návodu od autorov domáceho produktu. Pre tento viacnásobný generátor budete potrebovať 5 silných neodýmových magnetov, 5 izolovaných tenkých cievok s 1000 ot./min medeným drôtom a 5 LED diód. Umiestnite 5 modulov s každou cievkou pripojenou k jednej LED na drevenú základňu. V strede je vertikálna tyč. Na tejto tyči sa môže točiť CD s 5 silnými magnetmi. Medzera medzi magnetmi a cievkami je asi 2-3 mm. Keď otáčate CD, pohybujúce sa magnetické pole vytvára EMF a všetky LED diódy jasne žiaria!

Blokovanie - generátor je generátor krátkodobých impulzov opakujúcich sa v dosť veľkých intervaloch.

Jednou z výhod blokovacích generátorov je ich porovnateľná jednoduchosť, možnosť pripojenia záťaže cez transformátor, vysoká účinnosť a pripojenie dostatočne výkonnej záťaže.

V amatérskych rádiových obvodoch sa veľmi často používajú blokovacie oscilátory. Ale spustíme LED z tohto generátora.

Veľmi často pri turistike, rybolove alebo poľovačke potrebujete baterku. Nie vždy však máte po ruke batériu alebo 3V batérie. Tento obvod môže spustiť LED na plný výkon z takmer vybitej batérie.

Trochu o schéme. Podrobnosti: v mojom obvode KT315G je možné použiť akýkoľvek tranzistor (n-p-n alebo p-n-p).

Rezistor je potrebné vybrať, ale o tom neskôr.

Feritový prstenec nie je príliš veľký.

A vysokofrekvenčná dióda s nízkym úbytkom napätia.

A tak som čistil zásuvku v mojom stole a našiel som starú baterku so žiarovkou, samozrejme vyhorenú, a nedávno som videl schému tohto generátora.

A rozhodol som sa zaspájkovať obvod a dať ho do baterky.

No, začnime:

Najprv sa zostavíme podľa tejto schémy.

Berieme feritový krúžok (vytiahol som ho z predradníka fluorescenčná lampa) A navinieme 10 závitov drôtom 0,5-0,3 mm (môže byť tenší, ale nebude to vhodné). Navinieme, urobíme slučku, prípadne konár a navinieme ďalších 10 otáčok.

Teraz vezmeme tranzistor KT315, LED a náš transformátor. Zostavujeme podľa schémy (pozri vyššie). Paralelne s diódou som umiestnil aj kondenzátor, takže svietila jasnejšie.

Tak to pozbierali. Ak LED nesvieti, zmeňte polaritu batérie. Stále nesvieti, skontrolujte, či sú LED a tranzistor správne pripojené. Ak je všetko správne a stále sa nerozsvieti, transformátor nie je správne navinutý. Aby som bol úprimný, ani môj okruh nefungoval prvýkrát.

Teraz doplníme diagram o zostávajúce detaily.

Inštaláciou diódy VD1 a kondenzátora C1 bude LED svietiť jasnejšie.

Poslednou fázou je výber odporu. Namiesto konštantný odpor nastavte premennú na 1,5 kOhm. A začneme točiť. Musíte nájsť miesto, kde LED svieti silnejšie, a musíte nájsť miesto, kde ak čo i len trochu zvýšite odpor, LED zhasne. V mojom prípade je to 471 Ohm.

Dobre, teraz bližšie k veci))

Rozoberáme baterku

Z jednostranného tenkého sklolaminátu vyrežeme kruh na veľkosť trubice baterky.

Teraz ideme a hľadáme časti požadovaných nominálnych hodnôt s veľkosťou niekoľkých milimetrov. Tranzistor KT315

Teraz si dosku označíme a papierenským nožom narežeme fóliu.

Drobujeme dosku

Opravujeme chyby, ak nejaké existujú.

Teraz na spájkovanie dosky potrebujeme špeciálny hrot, ak nie, nezáleží na tom. Berieme drôt s hrúbkou 1-1,5 mm. Dôkladne ho očistíme.

Teraz ho navíjame na existujúcu spájkovačku. Koniec drôtu je možné nabrúsiť a pocínovať.

No, začnime spájkovať diely.

Môžete použiť lupu.

Zdá sa, že všetko je spájkované, okrem kondenzátora, LED a transformátora.

Teraz skúšobná prevádzka. Všetky tieto časti (bez spájkovania) pripevníme k „šnupu“

Hurááá!! Stalo. Teraz môžete všetky diely normálne bez strachu spájkovať

Zrazu ma začalo zaujímať, aké je výstupné napätie, tak som meral

KONVERTOR PRE LED

Žiarovky boli nahradené LED diódami, ktoré ich v mnohých prípadoch úspešne nahrádzajú. Ale kvôli nelineárnej charakteristike prúd-napätie sa na napájanie svetelných LED diód z batérie používajú rôzne meniče napätia. Ako iste viete, LED je napájaná napätím minimálne 2 V a podľa typu až 3,5 V. Okrem toho je potrebný aspoň jednoduchý stabilizátor prúdu, pretože so znižovaním kapacity batérie sa jas LED tiež klesá. Preto jednoduchý výkonový odpor z batérie so zvýšeným napätím bude fungovať horšie ako konvertor. Nižšie sú uvedené schémy jednoduchých prevodníkov, ktoré môžu zostaviť aj začiatočníci.

Obvod je napájaný jednou AA batériou a je blokovacím generátorom. Na kolektore sa objavujú impulzy zvýšeného napätia, ktoré sú usmernené Schottkyho diódou a nabíjajú kondenzátor. Transformátor T1 sa navíja ručne prstencové jadro. Aby ste to urobili, vezmite feritový krúžok K10x6x4 a naviňte dve vinutia po 20 závitov s drôtom PEL 0,3. Vo všeobecnosti môže byť počet otočení 6:10, 10:10 alebo 10:15. Pre najlepšiu účinnosť a jas musia byť vybrané experimentálne. Na rám sa používa všetko, čo je k dispozícii.

Obvod používa tranzistor s nízkym výpadkom na dosiahnutie maximálnej účinnosti. Výstupný prúd je možné nastaviť pomocou odporu R1.

Ďalej vidíme trochu komplikovanú schému so stabilnejším generovaním. Spotreba prúdu 15 mA. Menič napätia je tiež vyrobený podľa obvodu jednocyklového generátora s indukčnou spätnou väzbou na tranzistore a transformátore. Údaje o navíjaní sú rovnaké.

Ďalšou modernizáciou tohto meniča bol okruh z čínštiny LED baterka:

Tu a v iných obvodoch sa ako dióda používa Schottkyho dióda s nízkym úbytkom napätia (napokon, každý pol volt sa počíta). Použité diódy sú IN5817, 1GWJ43, 1SS319, alebo ako posledná možnosť sovietska D311. Tieto diódy je možné odobrať z dosky regulátora výkonu nefunkčnej lítium-iónovej batérie z mobilného telefónu.Nasledujúce obvody meniča sú vyrobené na dvoch tranzistoroch a vyznačujú sa zvýšeným výstupným prúdom - až 25 mA. Správne zostavený konvertor nepotrebuje nastavenie, pokiaľ nie sú vinutia transformátora obrátené, vymeňte ich.

Použitý transformátor je podobný, ale počet závitov vo vinutí je 40. Tranzistory stoja C2458 a C3279. Vďaka spätnej väzbe na tranzistore C2458 sa získa jednoduchá stabilizácia prúdu a podľa toho aj jas LED.

Iná verzia meniča s dvoma tranzistormi:

Tu nie je potrebné navíjať transformátor, pretože sa používa hotová tlmivka 300 - 1000 μH.

Posledný obvod prevodníka bol tiež skopírovaný z čínskej LED lampy a po zložení funguje skvele.

Prvé zapnutie správne zostaveného zariadenia sa musí vykonať v testovacom režime, v ktorom je napájanie z batérie dodávané cez odpor 10 Ohm, aby sa tranzistory nespálili, ak sú svorky transformátora nesprávne pripojené. Ak LED nesvieti, je potrebné prehodiť svorky primárneho alebo sekundárneho vinutia transformátora. Ak to nepomôže, skontrolujte funkčnosť všetkých prvkov a inštalácie.

Od osobná skúsenosť Môžem poznamenať, že vo všetkých vyššie uvedených obvodoch sa často úspešne spúšťajú domáce tranzistory KT315 - KT3102. Počet vinutí transformátora by sa mal zvoliť pre maximálny jas a účinnosť. Ako tlmivky sa používali hotové „všetko, čo prišlo pod ruku“ z rôznych zariadení. Neodporúča sa inštalovať najlacnejšie (0,1 W) 5 mm LED diódy. Je lepšie si priplatiť a kúpiť 10 mm LED za 0,5 eura. Jas sa výrazne zvýši. Ešte lepšie výsledky sa dosiahnu po inštalácii špeciálnych

Princíp činnosti
Nižšie uvedený diagram (" ") umožňuje napájať bielu alebo modrú LED, vyžadujúcu napájacie napätie 3 - 3,5 V, z jedného galvanického článku alebo batérie NiCD,NiMH, aj vybité na napätie 0,8 V pri záťaži.

Pre červené a žlté LED je napájacie napätie pri prúde 20 mA 1,8 - 2,4 V a pre modré, biele a zelené - 3 - 3,5 V, takže modrú alebo bielu LED napájajte z AA batérie. priamo nemožné.
Obvod predstavuje variant blokovacieho oscilátora a bol opísaný z mesta Swindon vo Veľkej Británii v časopise " Každodenná praktická elektronika“ za november 1999. Nižšie si môžete prečítať tento článok:
(Kliknutím na obrázok ho zobrazíte vo veľkom meradle)


Obvod je napájaný z prvku LR6/AA/AAA napätie 1,5 V - obvod môže pracovať nepretržite týždeň na jednu batériu, kým sa vybije na 0,8 V!!! Poznámka: AA alebo AAA (R6) - soľné batérie, LR6 - alkalické (alkalické) batérie.

Vyššie uvedený obvod funguje ako generátor riadený prúdom. Vždy, keď je tranzistor vypnutý VT doznievajúce magnetické pole vo vinutí transformátora T spôsobuje výskyt kladného napäťového impulzu (do 30 V) na kolektore tranzistora. Toto napätie je spolu s napätím zdroja energie (batérie) privedené na LED. Prepínanie prebieha pri veľmi vysokej frekvencii a nízkom pracovnom cykle. Zníženie odporu rezistora R vedie k zvýšeniu prúdu cez LED a podľa toho zvyšuje jas jej žiary.
najprv udáva hodnotu odporu 10 kOhm (priemerný prúd cez LED je 18 mA) a potom indikuje, že zníženie odporu na 2 kOhm vedie k zvýšeniu priemerného prúdu na 30 mA. Tiež znamená, že účinnosť závisí od použitého tranzistora VT- najlepšie výsledky sa dosahujú pri použití tranzistora s nízkym saturačným napätím medzi kolektorom a emitorom V CE (SAT). Znamená to, že pre tranzistor ZTX450 (V CE (SAT)= 0,25 V) účinnosť je pri použití 73 %. ZTX650 (V CE (SAT) < 0,12 В) возрастает до 79 %, а при применении BC550 klesne na 57 %.

Podobný dizajn je uvedený v článku M. Shustova „Nízkonapäťové napájanie LED“ v časopise „Radiomir“ č. 8 za rok 2003:

A tu je návrh japonského amatérskeho rádia: http://elm-chan.org/works/led1/report_e.html

Modelovanie
Na simuláciu takéhoto zariadenia môžete použiť voľne distribuovaný simulátor elektrického obvodu . Tu je model tohto generátora:

Pri napájacom napätí 1,5 V a indukčnosti každého vinutia transformátora 200 μH je spotreba energie z batérie 197 mW a 139 mW je pridelených LED. Výkonová strata bola 58 mW, z toho 55 mW v tranzistore a 3 mW v rezistore. Účinnosť sa teda rovnala 71 %.

S napájacím napätím 1,5 V a tranzistorom BC547C (V CE (SAT)= 0,2 V), závislosť priemerného prúdu LED od indukčnosti vinutia transformátora (s identickými vinutiami) je uvedená nižšie:


Ak je indukčnosť vinutia menšia ako 17 μH, menič sa nespustí.

Závislosť priemerného prúdu LED od napájacieho napätia je uvedená nižšie:

Transformátor
Tiež namiesto transformátora s vlastným vinutím na feritovom krúžku môžete použiť priemyselný pulzný transformátor, napr.
M- malé rozmery, A- impulz, T- transformátor, IN- výška s vývodmi 55 mm.

MIT-4V je k dispozícii v hnedom alebo čiernom kryte.

Tento transformátor má tri vinutia (jedno primárne a dve sekundárne) s jednotkovým transformačným pomerom. Ohmický odpor každého vinutia je asi 5 Ohmov, indukčnosť je asi 16 mH.
Vinutia obsahujú každé 100 závitov, navinuté drôtom PELSHO 0,1 na krúžku K17,5x8x5 z feritu M2000NM1-B.
Označenie feritového prstenca sa dešifruje takto: TO- prsteň; 17,5 - vonkajší priemer krúžku, mm; 8 - vnútorný priemer prsteňa, mm; 5 - výška krúžku, mm.
Druh feritu M2000NM-1B sa rozširuje nasledovne: 2000 - počiatočná magnetická permeabilita feritu; N- nízkofrekvenčný ferit; M- ferit mangán-zinok (do 100 kHz).
Prvá svorka je označená číslom „1“ na tele transformátora a nakreslená šípka označuje smer referencie pre ostatné svorky. Použil som vinutia s kolíkmi 1-4 a 2-3.

Môžete tiež použiť nízkofrekvenčný prispôsobený transformátor TOT:

Tento transformátor je navrhnutý tak, aby pracoval pri frekvenciách do 10 kHz.
Označenie "TOT" znamená: T- transformátor; O- Konečný; T- tranzistor.
Pancierové jadro transformátora TOT je vyrobené z pásky valcovanej za studena s vysokou magnetickou permeabilitou a zvýšenou indukciou stupňa technickej saturácie 50H.
Umiestnenie svoriek transformátorov TOT pripomína pinout elektrónok - na bočnej ploche transformátora je kľúč a dodatočné označenie prvej svorky (červená bodka). V tomto prípade sa kolíky počítajú v smere hodinových ručičiek zo strany inštalácie a prvý kolík sa nachádza v ľavom hornom rohu.

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

Germániové tranzistory
Na zníženie prahového napätia batérie, pri ktorom LED stále svieti, môžete použiť germániové tranzistory, napríklad sovietske n-p-n Tranzistor MP38A:

Tento tranzistor má priepustný pokles napätia p-n prechodov je asi 200 mV.
Na kontrolu som zostavil návrh prototypu pomocou tranzistora MP38A a transformátora MIT-4V:

Pomerne vybitá lítiová batéria CR2032 v tomto obvode napája reťazec piatich LED diód. V tomto prípade je napätie batérie pri zaťažení asi 1,5 voltu.

Možnosti zlepšenia schémy
1) Môžete pridať kondenzátor zapojený paralelne s odporom.

Vplyv kondenzátora na účinnosť meniča som posúdil spustením simulácie :


Ako vidno z grafu, po určitom zvýšení účinnosti s ďalším zvýšením kapacity kondenzátora začne účinnosť meniča klesať.
2) Môžete tiež pridať Schottkyho diódu do série s LED a zapojiť kondenzátory paralelne s LED.

3) Na obmedzenie hornej hranice záťažového napätia môžete dodatočne pripojiť paralelne s LED zenerovu diódu (Zenerova dióda).

pnp tranzistory
Spolu s na n-p-n tranzistory, možno použiť aj tranzistory p-n-pštruktúry. Zostavil som takýto prevodník na báze germánia pnp-tranzistor GT308V ( VT) a impulzný transformátor MIT-4V (cievka L1- závery 2-3, L2- závery 5-6):

Hodnota odporu R sa vyberá experimentálne (v závislosti od typu tranzistora) - je vhodné použiť 4,7 kOhm premenlivý odpor a postupne znižovať jeho odpor, dosiahnuť stabilná prevádzka prevodník

môj konvertor na p-n-p tranzistor

Činnosť tohto prevodníka som skúmal pomocou digitálneho osciloskopu. V tomto prípade bol menič napájaný polovybitou nikel-kadmiovou batériou a ako záťaž boli použité dve zelené LED diódy zapojené cez germániovú diódu.

záťažové napätie

Špičkové napätie pri záťaži presahuje 5 voltov, čo stačí na rozsvietenie dvoch zelených LED aj pri zohľadnení poklesu napätia na germániovej dióde.
Rovnaký tvar krivky záťažového napätia sa získa pri modelovaní meniča v simulátore :

odporové napätie

napätie medzi pinmi 6-5 MIT

Záťažové napätie je súčtom napätia na vinutí 6-5 transformátora a napätia batérie.

napätie medzi pinmi 3-2 MIT

Ako vidíte, napätia na vinutí transformátora sú takmer totožné (berúc do úvahy umiestnenie svoriek s rovnakým názvom).

vymedzenie obdobia

Perióda opakovania pulzu bola 1,344 ms, t.j. generačná frekvencia bola 744 Hz.

Na napájanie takéhoto meniča môžete použiť nielen batériu, ale aj ionistor (superkondenzátor):

Niekedy je potrebné použiť žiarivku so studenou katódou z podsvietenia starého LCD monitora, ale nemáte k dispozícii menič. Pomôže nám domáci blokovací generátor! Schéma je celkom jednoduchá:

Vzal som si hotový dusič z elektronický predradník kompaktná žiarivka. Toto vinutie, ktoré obsahuje najväčší počet závitov, bude produkovať najvyššie napätie pre lampu.

Musíte opatrne odstrániť jadro z induktora, izolovať vinutie páskou a navinutie kolektora na vrchu zabaliť drôtom približne rovnakej hrúbky. Mám asi 24 otáčok. Je potrebné vietor otáčať sa otáčať. Získa sa iba jedna vrstva.

Na vrch vinutia nalepíme vrstvu pásky a navinieme na ňu základný vinutie - asi 6 závitov drôtom rovnakej hrúbky. Jadro nasadíme späť. Máme cievku so 6 terminálmi.

Tranzistor KT835A. Môžete použiť aj iné, ale nie hocijaké. Z mojich zásob veľa tranzistorov dávalo zlé výsledky alebo vôbec negenerovalo vysoké napätie.

Tranzistor musí byť umiestnený na radiátore - veľmi sa zahrieva! Rezistor sa tiež veľmi zahrieva, takže som použil 5 kusov po 10 Ohm. A 2 kondenzátory. Ako všetko vyzerá a funguje na fotkách nižšie.

Toto zariadenie bolo napájané z počítača. Prúdová spotreba 1A. Ak lampa úplne nesvieti od 5 voltov, môžete postupne zvyšovať napätie. Po zapálení po celej dĺžke je možné napätie znížiť, aby sa lampa menej zahrievala.

Blokovací generátor tiež umožňuje zapnúť žiarivky aj pri vyhorenej cievke.

Tu je príklad, ako funguje kompaktná žiarivka. Mimochodom, tlmivka bola prevzatá presne z takejto lampy.

A to nie je koniec aplikácie tohto vynálezu! Namiesto lámp môžete k vysokonapäťovým vodičom pripojiť násobič napätia. Potom sa na jeho výstupoch získa vysoké napätie, ktoré môže preniknúť vzduchom, t.j. uvidíme nejaký blesk!

Iba pri násobič by nemal byť umiestnený vedľa blokovacieho generátora!!! Vysoké napätie poškodzuje tranzistor!!! Niekoľkokrát som vyhorela, kým som prišla na to, čo sa deje.

Pre zobrazenie vo väčšej veľkosti je potrebné počas prehrávania kliknúť na odkaz s názvom videa, alebo na tlačidlo YouTube!

A obvod násobenia napätia. Kondenzátory sú vhodné len pre typ uvedený na fotografii, akékoľvek diódy.

Dá sa urobiť viac ekonomické blokovanie - generátor pomocou horizontálneho skenovacieho transformátora (TDKS) zo starého televízora alebo monitora. Vďaka svojej schopnosti pracovať pri nízkom napätí sa nazýva aj zlodej joule alebo zlodej joule. Použil som jednu 1,2 V batériu Ale zariadenie je možné napájať vyšším napätím - zapojil som maximálne 19 Voltov. Približný diagram:

Iba ja som použil tranzistor MJE13003 a premenlivý odpor 680 Ohm. Pre správne pripojenie transformátora je potrebné nájsť dve svorky s najnižším odporom (moje sú 0,5 ohmu) a dve s najvyšším odporom (moje sú 1 ohm). V rôznych líniách sa bude umiestnenie a odpor svoriek líšiť. Testovanie obvodu na videu:

Pre zobrazenie vo väčšej veľkosti je potrebné počas prehrávania kliknúť na odkaz s názvom videa, alebo na tlačidlo YouTube!