Em nosso mundo, muitas pessoas estão envolvidas em experimentos caseiros em laboratórios e oficinas caseiras. Para alguns é uma forma de se afirmarem, para outros é uma vontade de desenvolver as suas capacidades. E daí se for um experimento feito com peças coladas às pressas? O principal é que o dispositivo ou circuito funcione. Hoje analisaremos exatamente essa invenção, feita praticamente de joelhos. No entanto, baseia-se em princípios e leis inabaláveis da física que não podem ser negados.
Falaremos de uma lanterna que funciona sem pilhas. Talvez alguém já tenha visto na Internet o gerador Faraday mais simples, que permite acender um pequeno Diodo emissor de luz. Conjuntos de bateria quase descarregada, autotransformador e transistor, capazes de alimentar com uma tensão inicial de décimos de volt Diodo emissor de luz em 3V também não é mais incomum.
Aqui o autor foi um pouco além, modernizando o circuito do dispositivo, acrescentando um retificador, um supercapacitor (ionistor), resistência e eliminando completamente a fonte de energia.Como resultado, a operação da lanterna tornou-se muito mais estável e eficiente. E se você agitar o case por alguns minutos, ele pode carregar por muito tempo LIDERADO. Como funciona? Vamos descobrir.
Princípio da Operação
O dispositivo consiste em vários indutores que você mesmo pode montar. O indutor primário serve, na verdade, como fonte de energia ou substitui completamente seu equivalente usual - a bateria. Devido ao movimento de uma haste de ímãs permanentes, uma corrente elétrica é induzida. Devido aos movimentos oscilatórios no campo magnético, são criadas ondas elétricas que emanam da bobina em uma determinada frequência. Um retificador ou ponte de diodos ajuda a estabilizá-los e convertê-los em corrente contínua.
Sem capacidade de armazenamento, tal dispositivo teria que ser constantemente agitado, de modo que o próximo elemento do circuito é um supercapacitor que pode ser recarregado como uma bateria. Em seguida, é conectado um transformador elevador ou conversor de tensão, que consiste em uma bobina toroidal de ferrite e dois enrolamentos - base e coletor. O número de voltas pode ser o mesmo e geralmente é de 20 a 50. O transformador possui um ponto de conexão intermediário nas extremidades opostas de ambos os enrolamentos e três saídas para o transistor. O autotransformador aumenta pequenos pulsos de corrente em pulsos suficientes para operação LIDERADO, e um transistor bipolar é conectado para controlá-los. Um circuito elétrico semelhante tem nomes diferentes em diferentes fontes: ladrão de joule, gerador de bloqueio, gerador Faraday, etc.
A base de recursos necessária para produtos caseiros
Materiais:
- Tubo de PVC com diâmetro de 20 mm;
- Fio de cobre, diâmetro – 0,5 mm;
- Transistor de condução reversa de baixa potência;
- Os ímãs de neodímio são redondos, tamanho 15x3 mm;
- Ponte de diodo ou retificador 2W10;
- Resistência;
- Supercapacitor ou ionistor 1F 5,5V
- Botão de troca;
- Diodo emissor de luz branco ou azul em 5V;
- Adesivo tipo resina epóxi transparente;
- Cola quente;
- Pedaços de madeira compensada, algodão;
- Isolamento de fiação de cobre.
- Ferro de solda;
- Pistola de cola quente;
- Serra para metal;
- Arquivo, lixa.
Processo de fabricação de lanterna
Faremos o corpo da lanterna com tubos de PVC. Marque um segmento de 16 cm de comprimento e corte com uma serra.
Do centro do segmento marcamos 1,5 cm em cada direção. Isso resulta em uma área sinuosa com 3 cm de largura.
A seguir, pegamos um fio de cobre com seção transversal de 0,5 mm, deixamos uma extremidade com cerca de 10-15 cm de comprimento e enrolamos o fio no tubo do corpo da lanterna de acordo com as marcações manualmente. Você terá que dar bastante corda, mais de meio milhar de voltas. Os primeiros podem ser fixados com cola. Pressionamos a linha inicial das bobinas firmemente uma contra a outra e a tornamos estritamente consistente.
Nos seus pontos máximos o enrolamento deverá ter aproximadamente meio centímetro de espessura. Limpamos ambas as extremidades do fio com lixa para uma soldagem confiável.
O núcleo magnético móvel da bobina pode ser sólido ou montado em partes. Os ímãs de neodímio são selecionados de acordo com o diâmetro interno do tubo de PVC. O comprimento necessário da haste magnética é obtido experimentalmente, através das vibrações das quais será criada uma corrente elétrica.
O autor utilizou dez ímãs de 3 mm de espessura para obter um comprimento o mais racional possível para tais vibrações e ao mesmo tempo igual à largura do enrolamento.
Na escala do osciloscópio você pode ver a diferença entre os potenciais obtidos nas vibrações de um e dez ímãs. O autor recebeu uma tensão de 4,5V das oscilações da haste magnética. Também mostra claramente a ciclicidade da sinusóide em intervalos de frequência variável.
Nesta fase, seguindo o exemplo do autor, você pode conectar um LED diretamente nas extremidades de saída da bobina e verificar seu desempenho. Como você pode ver na foto, o LED reage ao movimento da haste magnética e à corrente de pulso que ela cria.
Agora você precisa conectar as duas extremidades do tubo para não segurá-las com as mãos enquanto balança. Para fazer isso, use a mesma serra para cortar vários pedaços de madeira compensada, processe as bordas com uma lima, forre-as com algodão no verso para amolecê-las e coloque-as sobre cola para que não caiam.
É hora de conectar o retificador. O diagrama mostrado na foto mostra quais de seus quatro contatos estão conectados à bobina. Essa ponte de diodo é capaz de receber corrente alternada e fornecer corrente contínua estritamente em uma direção.
Um autotransformador elevador ajudará a converter pulsos espontâneos baixos da bobina primária em tensão suficiente para operar o LED devido à autoindução de um dos enrolamentos - o coletor. Por estar conectado ao enrolamento de base, uma corrente elétrica constante e estável será fornecida ao supercapacitor em quantidade suficiente. O resistor limitará o excesso dos valores permitidos. Um capacitor de capacidade suficiente também foi selecionado experimentalmente pelo autor usando medições de sinais de saída com um osciloscópio.
Este circuito é fechado por um transistor bipolar reverso, que controla a corrente elétrica que chega ao LED.Você pode montar o circuito sem placa, pois não há muitas peças. Montamos o botão interruptor em um dos contatos provenientes do autotransformador.
O autor optou por montar seu desenho improvisado de lanterna com cola quente, ao mesmo tempo em que melhorou o isolamento dos grupos de contato. O botão interruptor está localizado na lateral do corpo da lanterna. O autor colou os principais elementos do circuito um em cima do outro em uma das pontas. O elemento de fechamento continua sendo o LED, que pode ser reforçado com vidro protetor ou refletor.
Apesar da aparência feia do aparelho, adequado apenas para produtos caseiros experimentais de laboratório, essa lanterna é bastante funcional e, às vezes, não deixa a escuridão desaparecer. É fácil montar esse circuito em casa e com custo mínimo. E a completa ausência de baterias o torna um dispositivo verdadeiramente útil para diversas situações de emergência.
