U našem svijetu dosta ljudi bavi se domaćim eksperimentima u kućnim laboratorijima i radionicama. Za neke je to način da se afirmiraju, za druge je to želja da razviju svoje sposobnosti. Pa što ako je eksperiment napravljen od na brzinu zalijepljenih dijelova. Glavna stvar je da uređaj ili krug radi. Danas ćemo analizirati upravo takav izum, napravljen praktički na koljenima. Međutim, temelji se na nepokolebljivim načelima i zakonima fizike koji se ne mogu poreći.
Govorit ćemo o svjetiljci koja radi bez baterija. Možda je netko već vidio na Internetu najjednostavniji Faraday generator, koji vam omogućuje da zapalite mali Dioda koja emitira svjetlo. Sklopovi od gotovo mrtve baterije, autotransformatora i tranzistora, koji se mogu napajati pri početnom naponu od desetinki volta Dioda koja emitira svjetlo na 3V također više nije neuobičajeno.
Ovdje je autor otišao malo dalje, modernizirajući krug uređaja, dodajući ispravljač, superkondenzator (ionistor), otpor i potpuno uklanjanje izvora napajanja.Kao rezultat toga, rad svjetiljke postao je mnogo stabilniji i učinkovitiji. A ako kućište protresete nekoliko minuta, može se dugo puniti LED. Kako radi? Hajdemo shvatiti.
Princip rada
Uređaj se sastoji od nekoliko induktora koje možete sami sastaviti. Primarni induktor zapravo služi kao izvor napajanja ili potpuno zamjenjuje svoj uobičajeni pandan - bateriju. Uslijed gibanja šipke trajnih magneta u njemu se inducira električna struja. Uslijed oscilatornih gibanja u magnetskom polju stvaraju se električni valovi koji izlaze iz zavojnice na određenoj frekvenciji. Ispravljač ili diodni most pomaže ih stabilizirati i pretvoriti u istosmjernu struju.
Bez kapaciteta za pohranu, takav uređaj bi se morao stalno tresti, pa je sljedeći element u krugu superkondenzator koji se može puniti poput baterije. Zatim se spaja pojačani transformator ili pretvarač napona koji se sastoji od toroidne feritne zavojnice i dva namota - baze i kolektora. Broj zavoja može biti isti, a obično je 20-50. Transformator ima srednju spojnu točku na suprotnim krajevima oba namota i tri izlaza na tranzistor. Autotransformator povećava male strujne impulse u dovoljne za rad LED, a za njihovo upravljanje spojen je bipolarni tranzistor. Sličan električni krug ima različite nazive u različitim izvorima: kradljivac džula, blokirajući generator, Faradayev generator itd.
Potrebna baza resursa za domaće proizvode
Materijali:
- PVC cijev promjera 20 mm;
- Bakrena žica, promjer – 0,5 mm;
- Tranzistor male snage obrnutog vodjenja;
- Neodimijski magneti su okrugli, veličine 15x3 mm;
- Diodni most ili ispravljač 2W10;
- Otpornik;
- Superkondenzator ili ionistor 1F 5,5 V
- Gumb prekidača;
- Dioda koja emitira svjetlo bijela ili plava na 5V;
- Prozirno ljepilo na bazi epoksidne smole;
- Vruće ljepilo;
- Komadići šperploče, pamučne vune;
- Izolacija bakrenih žica.
- Lemilica;
- Pištolj za vruće ljepilo;
- Nožna pila za metal;
- Turpija, brusni papir.
Proces izrade svjetiljke
Tijelo svjetiljke izradit ćemo od PVC cijevi. Označite segment duljine 16 cm i izrežite ga pilom za metal.
Od središta segmenta označavamo 1,5 cm u svakom smjeru. To rezultira područjem namotaja širine 3 cm.
Zatim uzmemo bakrenu žicu s presjekom od 0,5 mm, ostavimo jedan kraj dug oko 10-15 cm i ručno namotamo žicu na cijev tijela svjetiljke prema oznakama. Morat ćete namotati dosta, više od pola tisuće okretaja. Prvih nekoliko njih može se fiksirati ljepilom. Početni red zavojnica čvrsto pritisnemo jedan uz drugi i učinimo ga strogo usklađenim.
Na svojim najvećim točkama namot bi trebao biti debeo otprilike pola centimetra. Oba kraja žice čistimo brusnim papirom za pouzdano lemljenje.
Pokretna magnetska jezgra zavojnice može biti čvrsta ili sastavljena u dijelovima. Neodimijski magneti biraju se prema unutarnjem promjeru PVC cijevi. Eksperimentalno se dobiva potrebna duljina magnetske šipke čijim će titrajima nastati električna struja.
Autor je koristio deset magneta debljine 3 mm kako bi dobio duljinu koja je bila što racionalnija za takve vibracije, a ujedno jednaka širini namota.
Na skali osciloskopa možete vidjeti razliku između potencijala dobivenih vibracijama jednog i deset magneta. Autor je dobio napon od 4,5 V od oscilacija magnetske šipke. Također jasno pokazuje cikličnost sinusoide u intervalima različite frekvencije.
U ovoj fazi, prema primjeru autora, možete spojiti LED izravno na izlazne krajeve svitka i provjeriti njegovu izvedbu. Kao što vidite na fotografiji, LED reagira na kretanje magnetske šipke i pulsnu struju koju stvara.
Sada trebate začepiti oba kraja cijevi kako ih ne biste držali rukama dok mućkate. Da biste to učinili, istom pilom za metal izrežite nekoliko komada šperploče, obradite rubove turpijom, obložite ih vatom sa stražnje strane da omekšaju i stavite ih na ljepilo da ne ispadaju.
Vrijeme je za spajanje ispravljača. Dijagram prikazan na fotografiji pokazuje koja su dva od njegova četiri kontakta spojena na zavojnicu. Takav diodni most može primiti izmjeničnu struju i isporučiti istosmjernu struju u strogo jednom smjeru.
Step-up autotransformator pomoći će pretvoriti niske spontane impulse iz primarne zavojnice u dovoljan napon za rad LED-a zbog samoindukcije jednog od namota - kolektora. Budući da je spojen na bazni namot, konstantna i stabilna električna struja će se dovoditi u dovoljnu količinu superkondenzatora. Otpornik će ograničiti prekoračenje dopuštenih vrijednosti. Autor je eksperimentalno odabrao kondenzator dovoljnog kapaciteta mjerenjem odlaznih signala osciloskopom.
Ovaj krug je zatvoren reverznim bipolarnim tranzistorom, koji kontrolira ulaznu električnu struju u LED.Krug možete sastaviti bez ploče, jer nema mnogo dijelova. Montiramo prekidač prekidača na jedan od kontakata koji dolaze iz autotransformatora.
Autor je odlučio sastaviti svoj improvizirani dizajn baterijske svjetiljke pomoću vrućeg ljepila, dok je istovremeno poboljšao izolaciju kontaktnih grupa. Gumb prekidača nalazi se na bočnoj strani tijela svjetiljke. Autor je zalijepio glavne elemente sklopa jedan na drugi s jednog od krajeva. Završni element ostaje LED dioda koja se može pojačati zaštitnim staklom ili reflektorom.
Unatoč neuglednom izgledu uređaja, prikladnog samo za laboratorijsko-eksperimentalne domaće proizvode, takva svjetiljka je prilično funkcionalna i, povremeno, neće dopustiti da tama nestane. Lako je sastaviti takav krug kod kuće i uz minimalne troškove. A potpuni nedostatak baterija čini ga uistinu korisnim uređajem za razne hitne situacije.
