Penjana elektrik Fidget spinner

An Electric Generator adalah sangat biasa dan berguna mesin elektrik yang telah ditemui oleh Michael Faraday pada tahun 1832. Sejak itu kami telah menggunakan mesin ini di semua loji kuasa kami untuk menyediakan elektrik untuk planet kita. Dalam projek ini, kita akan membina penjana mudah menggunakan elektromagnet dan pemintal fidget untuk memahami konsep penjana.

Sebelum kita memulakan, penting untuk mengetahui mengenai penjana. Mereka tidak menghasilkan elektrik. Ya, anda betul-betul mendengarnya! Sebenarnya, elektrik tidak akan dapat dihasilkan; menurut undang-undang pemuliharaan, tenaga hanya dapat dipindahkan dari satu negeri ke keadaan yang lain. Jadi dalam penjana, rotor diputar menggunakan gandingan mekanikal dari turbin atau enjin dan putaran mekanikal ini ditukarkan kepada tenaga elektrik di stator. Kami akan melakukan perkara yang sama, kami akan menggunakan fidget spinner sebagai rotor dan electromagnet sebagai stator untuk menghasilkan elektrik yang cukup kecil untuk menyalakan LED. Bunyi menarik bukan? Mari kita mulakan…

Bahan yang Diperlukan:

1. Fidget Spinner
2. Elektromagnet
3. Magnet Neodymium

Bagaimana Elektromagnet Berfungsi?

Sebelum meneruskan projek Fidget Spinner Electricity Generator ini, kerana kami menggunakan elektromagnet membolehkan memahami bagaimana ia berfungsi. Yang kami gunakan dalam projek kami adalah elektromagnet 12V 0.25A (spesifikasi lebih teknikal akan dibincangkan kemudian). Jadi jelas, jika kita membekalkan 12V, ia akan menggunakan sekitar 0.25A dan menghasilkan medan magnet (B) yang akan menarik sekeping logam di kawasan sekitarnya. Medan magnet ini dihasilkan kerana arus mengalir melalui gegelung yang berada di dalam elektromagnet dan seperti yang kita ketahui menurut hukum induksi Faraday,semua konduktor pembawa arus menghasilkan medan magnet di sekelilingnya. Medan magnet ini tertumpu pada titik tertentu kerana susunan gegelung dan oleh itu ia mampu menarik logam. Tetapi ini bukan bagaimana kita mahu ia berfungsi di sini.

Mengingat undang-undang yang sama pada masa kini, kita seharusnya dapat menghasilkan arus dengan membuat medan magnet yang berbeza di dekat elektromagnet sehingga berfungsi sebagai penjana. Oleh itu, untuk mewujudkan medan magnet yang berbeza ini, kita akan menggunakan magnet neodymium dengan pemintal fidget.

Penyediaan Projek Penjana Elektrik:

Penyediaannya agak mudah, anda hanya perlu meletakkan magnet neodymium di atas fidget spinner (seperti gambar di bawah) dan meletakkannya terus di atas elektromagnet.

Magnet neodymium sangat kuat dan akan cuba menarik elektromagnet jika anda memutarnya dengan tangan bebas. Oleh itu, gunakan beberapa susunan agar kedua-duanya tetap utuh. Saya menggunakan susunan mur dan bolt sama seperti yang ditunjukkan dalam gambar di bawah. Setelah selesai, sambungkan LED ke terminal output elektromagnet (tiada kekutuban) dan anda sudah bersedia untuk putaran.

Menjana Elektrik menggunakan Fidget Spinner untuk Menyalakan LED:

Penjana mini kami sedia untuk bertindak. Cukup putar fidget spinner dengan tangan anda dan anda harus perhatikan LED menyala. Perkara yang sama juga terdapat pada persembahan video di hujung halaman ini. Semakin cepat anda berputar semakin terang kilauannya. Luangkan sedikit masa dan nikmati hasil anda, kemudian mari kita menganalisis apa yang berlaku di sini.

Baiklah, sekarang untuk mendapatkan teknikal, mari kita analisis beberapa perkara. Anda semestinya menyedari LED menyala tidak kira ke arah mana anda memutar pemutar atau di mana kutub anda menyambungkan LED. Ini kerana di sini LED sebenarnya menyala pada voltan AC. Apa….?????

Ya, tidak ada penjana yang mampu menghasilkan voltan DC. Apabila voltan dihasilkan dalam generator, voltan lalai adalah AC. Walaupun pada generator DC, voltan langsung yang dihasilkan dari stator adalah AC kemudian kemudian secara mekanik diubah menjadi DC menggunakan susunan yang disebut commutator.

Mengira Flux yang Dihasilkan oleh Spinner:

Sejauh ini, anda boleh teruskan dan memberikan diri anda kuki untuk memahami perkara setakat ini. Tetapi mari kita cuba mencari lebih banyak perkara menggunakan beberapa formula.

Elektromagnet yang digunakan di sini adalah nombor model ZYE1-P20 / 16 yang mempunyai spesifikasi berikut yang disebutkan dalam lembar datanya. (Ada banyak lagi, saya hanya menyenaraikan yang diperlukan)

Voltan: 12V

Semasa: 0.25A

Daya tahan: 2.5kg / cm ² atau 25N

Diameter tengah: 8mm

Untuk mencari bilangan putaran gegelung di dalamnya, mari gunakan formula

F = ((NI) 2 × µ0 × a) / (2 × g2)

Di mana, F = Memegang kekuatan di Newton

N = Jumlah giliran, yang ingin kita cari

I = Arus yang mengalir melalui elektromagnet di Amps

µ0 = Pemalar magnetik, iaitu 4π × 10 ^-7

a = Kawasan tarikan di m ²

g = jurang antara elektromagnet dan logam dalam meter

Di sini kita mengetahui kekuatan dari lembar data yang 25N, arus adalah 0.25A, dan kawasan tarikan dikira menggunakan πr ² (di mana r adalah 8mm) yang memberikan 0.125m ². Akhirnya, jurang adalah 0.01m kerana 25N diberikan untuk jarak setiap cm.

Dengan menggunakan nilai di atas, jumlah putaran dalam elektromagnet kita dikira kira-kira sekitar 715 putaran. Sekarang setelah kita mengetahui jumlah putaran dalam elektromagnet kita, kita dapat menggunakan maklumat ini untuk mencari daya Magnetomotif (mmf) yang dihasilkan oleh pemutar ketika berputar dengan magnet.

MMF = I × N

Di mana, saya adalah arus dan N adalah bilangan giliran.

Arus yang mengalir melalui LED dapat dihitung hingga 20mA.

MMF = 0.02 * 715 = 14.3 Pada

Nilai MMF ini sangat kecil daripada yang dibandingkan dengan penjana sebenar tetapi untuk fidget spinner dengan magnet, hanya ini yang dapat kita dapatkan. Juga, perhatikan bahawa pengiraan ini kami lakukan hanya untuk pemahaman dan tidak bertujuan untuk digunakan untuk analisis.

Harap anda faham menikmati projek ini dan mengetahui sesuatu yang berguna daripadanya. Sekiranya anda mempunyai keraguan, gunakan bahagian komen atau forum untuk menyelesaikannya.