Генератор электрического тока своими руками. Термоэлектрический генератор своими руками: пошаговая инструкция по изготовлению

Как сделать термоэлектрический генератор в домашних условиях. Какие материалы и инструменты потребуются для сборки. Пошаговый процесс изготовления с фото и видео. Принцип работы и области применения самодельного термогенератора.

Принцип работы термоэлектрического генератора

Термоэлектрический генератор работает на основе эффекта Зеебека — возникновения электродвижущей силы в замкнутой электрической цепи, состоящей из разнородных проводников, контакты между которыми находятся при разных температурах. Основным элементом такого генератора является термоэлектрический модуль Пельтье.

Модуль Пельтье состоит из последовательно соединенных полупроводниковых p-n переходов, расположенных между керамическими пластинами. При нагреве одной стороны модуля и охлаждении другой возникает разность потенциалов, которая может быть использована для получения электрического тока.

Необходимые материалы и инструменты

Для изготовления простейшего термоэлектрического генератора потребуются:

• Термоэлектрический модуль Пельтье (TEC1-12706 или аналогичный)
• Радиатор охлаждения от компьютерного процессора
• Термопаста
• Металлическая пластина для нагрева
• Стабилизатор напряжения на 5В с USB-выходом
• Провода для соединения
• Паяльник и припой
• Отвертка

Пошаговая инструкция по сборке

1. Нанесите тонкий слой термопасты на радиатор охлаждения.
2. Приклейте термоэлектрический модуль Пельтье к радиатору, соблюдая полярность (холодная сторона к радиатору).
3. С другой стороны модуля прикрепите металлическую пластину для нагрева.
4. Припаяйте выводы модуля Пельтье к входам стабилизатора напряжения, соблюдая полярность.
5. Закрепите стабилизатор на радиаторе, изолировав его.

Принцип работы самодельного термогенератора

Для работы генератора необходимо создать разницу температур между сторонами модуля Пельтье. Нагревать металлическую пластину можно от любого источника тепла — пламени, горячей воды и т.д. Охлаждающую сторону (радиатор) желательно дополнительно обдувать или поливать холодной водой для увеличения разницы температур.

При достаточной разнице температур (около 50°C и более) на выходе стабилизатора появится напряжение 5В, которое можно использовать для зарядки телефона или питания других маломощных устройств.

Области применения самодельного термогенератора

Простейший термоэлектрический генератор, собранный своими руками, может пригодиться:

• В походных условиях для зарядки мобильных устройств
• Как аварийный источник питания при отключении электричества
• Для питания светодиодного освещения в палатке или на даче
• В качестве учебного пособия для изучения термоэлектрических эффектов

Преимущества и недостатки самодельного термогенератора

Основные достоинства термоэлектрического генератора, сделанного своими руками:

• Простота конструкции и изготовления
• Отсутствие движущихся частей
• Бесшумность работы
• Возможность использования различных источников тепла

К недостаткам можно отнести:

• Низкий КПД (около 5-8%)
• Небольшую выходную мощность
• Необходимость постоянного поддержания разницы температур

Меры предосторожности при изготовлении и использовании

При сборке и эксплуатации самодельного термоэлектрического генератора следует соблюдать следующие меры безопасности:

• Не допускайте перегрева модуля Пельтье выше 150°C
• Используйте защитные перчатки при работе с нагретыми элементами
• Соблюдайте осторожность при пайке и работе с электрическими компонентами
• Не оставляйте работающий генератор без присмотра

Варианты модернизации конструкции

Собранный своими руками термоэлектрический генератор можно усовершенствовать следующими способами:

• Установка нескольких модулей Пельтье для увеличения мощности
• Добавление вентилятора для лучшего охлаждения радиатора
• Использование более эффективных термоэлектрических модулей
• Применение концентратора тепла для повышения температуры нагрева

Термоэлектрический генератор, собранный своими руками — интересный и познавательный проект, который может стать полезным автономным источником энергии в походных условиях или при отключении электричества. Несмотря на невысокую эффективность, простота конструкции и возможность использования различных источников тепла делают его привлекательным для самостоятельного изготовления.

инструкция по изготовлению. 155 фото, чертежей и видео постройки

Электричество стало неотъемлемой частью нашего существования. Времена, когда пользовались свечами для освещения, выбивали пыль, развешивая ковры на улице и стирали белье в реке уже прошли. Для получения этого ценного ресурса, который прочно вошел в повседневную жизнь, можно использовать генераторы переменного и постоянного тока, которые преобразуют механическую энергию в электрическую.

Это – наиболее простое, незамысловатое устройство. Генератор постоянного тока можно сделать своими руками, чтобы заряжать тот же мобильник или ноутбук либо приобрести в любом супермаркете электротехники.

С развитием технического прогресса теперь любое электрооборудование можно купить в интернет-магазинах, которые предоставляют на своих веб-ресурсах фото и технические характеристики современных генераторов постоянного тока.

Краткое содержимое статьи:

Устройство

Конструктивно генератор постоянного тока не так и сложен. Он – тот же двигатель, только работает иначе. Преобразует механическую энергию в электрическую, а не наоборот.

Рассматривая его снаружи и изнутри, можно выделить следующие детали:

• Чугунный или стальной корпус;
• Статор;
• Катушки возбуждения;
• Якорь;
• Обмотка самовозбуждения;
• Коллектор;
• Медно-графитные щетки

Принцип действия генератора постоянного тока основан на том, что когда в магнитном поле движутся проводники, то в нем генерируется разнонаправленная ЭДС, величину и направление которого можно контролировать и изменять. Это происходит при вращении якоря. С помощью коллектора на выходе образуется постоянный ток.

Классификация генераторов постоянного тока

Устройства различаются между собой по принципу включения и подсоединения обмоток. Сейчас можно встретить такие виды генераторов постоянного тока:

• С самовозбуждением. Внешним источником для запуска и бесперебойного питания может быть ветрогенератор или аккумулятор;
• С независимым включением, питающимся от обмотки;
• С параллельным (шунтовым) возбуждением;
• Последовательным подключением обмоток.
• Дизельные и газовые высокомощные генераторы.

В современной жизни генераторы постоянного тока используются для питания в городах электротранспорта и как инверторы для сварки. А также их можно встретить в конструкции тяговых тракторов комбайнов и прочих машин высокой мощности.

Способы изготовления

Существует множество мастер-классов, посвященных тому как правильно это сделать, и из чего лучше. При этом следует понимать, что генератору нужно бесперебойное питание для осуществления постоянного вращения и вырабатывания электричества. Для этого подойдет другой двигатель.

Можно также использовать энергию ветра, сконструировав генератор так, чтобы на его якорь можно нацепить лопасти, которые и будут осуществлять вращение.

Проще всего переделать асинхронный однофазный двигатель в генератор постоянного тока используя при этом один из 3 способов:

Делаем параллельное соединение обмоток возбуждения (по звезде). Дальше нужны обороты, которые выше нормальных для получения тока на выходе. Он появится в обмотках статора. Снимать его можно через кольца коллектора. Для бесперебойного питания генератора можно использовать двигатель от стиралки, пылесоса или дрели.

Делаем последовательное соединение обмоток возбуждения асинхронного электродвигателя (по треугольнику) на 220 Вольт. Используем конденсаторы (3 шт.) на 120 мкФ. Для плавного запуска закорачиваем одну фазу резистором. Для повышения мощности нужно использовать больше конденсаторов.

Используем трехфазный асинхронный электродвигатель. Обмотки возбуждения подключаем треугольником или звездой. Через муфту подсоединяем к нему какой-либо мотор постоянного тока. Получается 1100 об/мин и напряжение 250 вольт. Для снижения напряжения можно поставить конденсатор с большей емкостью. При его подключении сразу возникнет напряжение.

Следует понимать, что изготовление генератора своими руками в домашних условиях – это всегда определенный риск. Нужно всё правильно рассчитывать и подбирать. Параметры, схемы, число оборотов и радиодетали. Сгоревшие обмотки, проводка, пакетные выключатели – могут быть плачевным итогом таких экспериментов. Если это не останавливает, то можно в конце концов что-то изобрести полезное.

Фото генератора постоянного тока своими руками

 

Вам понравилась статья? Поделитесь 😉

 

6 конструкций с пошаговой инструкцией

Содержание

1. Водяной генератор на 220 В: как сделать в домашних условиях?
2. Домашний агрегат, работающий на дровах
3. Из электродвигателя
4. Самодельный из магнитов
5. Бензиновая модификация
6. Вертикальный ветряной генератор электрического тока
7. Полезное видео

В наше время генераторы все чаще используются в быту. Рост такой популярности связан с развитием их конструкции. Современные устройства компактные, экономичные и производительные. Есть много разных моделей, отличающихся мощностью, током, уровнем мобильности и приводом.

Водяной генератор на 220 В: как сделать в домашних условиях?

Для отопления частных домов применяют разные методы. Они отличаются друг от друга передачей тепла и видом энергоносителя. В процессе использования водяного отопления применяются разные виды котлов в зависимости от типа топлива:

• Твердотопливные — в этом случае применяют для работы твердое топливо.
• Электрические — в таких котлах тепло преобразуется с помощью преобразования электричества.
• Газовые — в таких котлах теплоотдача происходит в момент сгорания газа.

Водяной генератор представляет собой емкость с водой, в которой находятся электроды для преобразования воды в кислород и водород. Чтобы сделать самостоятельно водяной генератор, потребуются:

• лист нержавеющей стали;
• пластина из оргстекла;
• трубки из резины для подвода воды и отвода газа;
• листы резины;
• источник напряжения, который должен обеспечивать поступление тока в 5–8 А.

Чтобы собрать водяной генератор, необходимо:

• Сначала нарезать нержавеющие пластины на прямоугольные листы.
• Уголки на них срезать, чтобы в дальнейшем стянуть устройство болтами.
• В каждой пластине просверлить отверстие в 5 мм на расстоянии 3 см от низа пластины для поступления и отвода воды.
• Кроме того, к пластинам следует припаять провод, чтобы присоединить его к источнику питания.

Прежде чем собрать генератор из резины, сначала нарезают кольца с диаметром 200 × 190 мм. Готовят две пластины из оргстекла с размерами 200 × 200 мм, при этом нужно заранее просверлить в них отверстия по всем сторонам под болты М8.

Собирать водяной генератор начинают так: сначала кладут первую пластину, затем резиновое кольцо, промазанное герметиком, и так далее по такой же схеме. После этого всю конструкцию стягивают болтами и пластинами из оргстекла.

В последних нужно просверлить отверстия: в одной пластине внизу, чтобы проходила жидкость, в другой — наверху для отвода газа. Туда следует вставить штуцер. На эти штуцера нужно одеть полихлорвиниловые трубки.

Справка! Чтобы газ не попал обратно в газогенератор, на пути от него к горелке нужно установить водяной затвор.

Из достоинств данного вида отопления выделяют следующие:

• экологический тип отопления, ведь при сгорании водорода в кислороде появляется вода в виде пара, при этом нет выбросов вредных веществ в атмосферу;
• можно не переделывая подключить генератор к уже существующей системе водяного отопления;
• установка работает без шума, поэтому ей не требуется какое-то специальное помещение.

К недостаткам водяного генератора относятся:

• Водород имеет большую температуру горения, поэтому простой котел может быстро сломаться.
• Во время работы с газом Брауна необходимо быть осторожным, так как он взрывоопасный.
• При работе водяного генератора необходимо применение дистиллированной воды.

Домашний агрегат, работающий на дровах

Самостоятельная сборка такой модели не представляет трудностей. При его создании необходимо купить или изъять из старого холодильника элемент Пельтье. Он представляет собой тонкостенный пластинчатый квадрат. Одна его панель производится из меди, а другая из никеля.

На них закрепляются контактные зажимы, которые подключаются к сети. Работа такого генератора заключается в том, что в момент прохождения тока сквозь металлические поверхности одна его сторона нагревается, а вторая остывает.

Во время работы генератора на твердом топливе используется обратный способ действия: одна пластина нагревается благодаря сжиганию дров, а другая охлаждается кулером и радиатором, подключенным к агрегату. В этот момент между деталями образуется электрический ток, который и нужно было получить.

Кроме элемента Пельте в процессе сборки генератора потребуются:

• металлический лист для корпуса;
• деталь, которая стабилизирует напряжение;
• кулер и радиатор;
• теплопроводящая паста;
• прибор для установки заклепок;
• ножницы по металлу;
• клепки, дрель и паяльник.

Справка: после подготовки всех необходимых инструментов и материалов можно приступать к сборке механизма. В продаже бывают готовые наборы электроинструментов.

Для начала нужно изготовить металлический корпус в форме цилиндра. Отверстия для поступления воздуха нужно устроить снизу, а сверху установить подставку с емкостью под воду.

Радиатор термопастой закрепляется с холодной стороны. С другого края закрепляется основной нагревательный элемент. При сборке еще потребуется стабилизатор электричества с USB-разъемом. Данное приспособление создаст напряжение и позволит готовить еду и заряжать разные электроприборы. Стабилизирующую часть нужно изолировать и спаять с основным элементом с учетом полюсов.

При подробном рассмотрении данного устройства есть один большой изъян — высокая цена для многих туристов и дачников. Но при частом применении стоимость оправдывается экономией на топливе. Дрова стоят дешевле в отличие от дизельного топлива и бензина.

Кроме этого, при работе такого электрогенератора в помещении нужно установить дымоход. Он выбрасывает в атмосферу продукты сгорания. Но, несмотря на эти недостатки, прибор на дровах имеет и достоинства:

• способен отопить дом до 50 метров кубических;
• может использоваться как плита для приготовления еды;
• у прибора небольшие размеры, поэтому его можно установить в небольших помещениях;
• продолжительный срок службы;
• небольшой вес;
• отсутствие шума при работе;
• экономность в применении топлива.

Из электродвигателя

Для преобразования электромотора в функционирующий генератор необходимо использовать неполярные конденсаторные батареи, поэтому электролитические конденсаторы лучше не применять.

В моторе подключить конденсатор можно по двум схемам:

• «Звезда» — с ее помощью можно провести генерацию при наименьшем количестве оборотов, но с низким напряжением на выходе.
• «Треугольник» — работает на больших оборотах, поэтому вырабатывает больше напряжения.

Мнение эксперта

Иван Зайцев

Специалист по освещению, консультант в отделе строительных материалов крупной сети магазинов

Задать вопрос эксперту

Можно создать свое устройство из однофазного мотора при условии, что оно будет оборудовано ротором. Для запуска разработки нужно использовать фазосдвигающий конденсатор. Однофазный для переделки не подойдет.

Создать генератор просто, главное, иметь под рукой все необходимые компоненты в виде:

• асинхронного мотора;
• тахометра;
• емкости под конденсатор;
• самого конденсатора;
• набор инструментов.

В процессе сборки потребуется выполнить следующие действия:

1. Для начала нужно подсоединить электродвигатель к сети и завести его. Далее тахометром определить скорость его вращения.
2. Узнав скорость, нужно к полученному значению надбавить еще 10 %.
3. Далее нужно выбрать емкость под конденсаторы.

Важно! Если емкость будет большая, то генератор быстро нагреется. Нужно подобрать такие, которые обеспечат необходимую скорость вращения.

Генератор с короткозамкнутым ротором создает высокое напряжение, поэтому если нужен показатель в 220 В, то потребуется установка понижающего трансформатора.

Основное преимущество данного аппарата состоит в том, что имеющиеся конденсаторы не требуют обслуживания, ведь вся энергия ротора передается от магнитного поля ротора и тока, вырабатываемого в процессе работы генератора.

Но есть и некоторые недостатки:

• В процессе работы нет возможности обеспечения промышленных параметров электрического тока, который вырабатывается генератором.
• Высокая чувствительность даже к небольшим перепадам рабочих нагрузок.
• При высоких нагрузках на генератор происходит нехватка электричества, после чего подзарядка становится невозможной, и генератор перестает работать.

Самодельный из магнитов

Магнитный генератор немного отличается от предыдущего. К примеру, ему не нужна установка компенсаторных батарей. Магнитное поле, которое создает электричество в обмотке статора, образуется благодаря неодимовым магнитам.

Как же создать такой тип генератора:

1. Нужно открутить имеющиеся крышки двигателя.
2. Вытащить ротор.
3. Ротор нужно проточить, при этом снять верхний слой необходимой толщины. Самостоятельно сделать такую процедуру без токарного оборудования сложно.
4. Сделать шаблон для круглых магнитов на листе бумаги. Подбирать необходимый размер нужно в зависимости от размеров ротора. Далее закрепить созданный шаблон на ротор и установить магниты полюсами и под углом в 20 градусов к оси ротора.
5. Должно получиться четыре группы полос с расстоянием в два диаметра магнита, а между ними в группе один диаметр. За счет такого расположения ротор не станет залипать к статору.
6. После установки всех магнитов нужно залить ротор эпоксидной смолой. Когда она высохнет, следует покрыть цилиндрическую часть стекловолокном и опять смолой. Благодаря такому креплению магниты крепко зафиксируются.
7. При просушке ротора его можно поставить на место и прикрутить две крышки двигателя.

Многие специалисты полагают, что для обеспечения электричеством загородного дома достаточно будет маятника с осью длиной 6 м.

В этом случае электромагниты будут толкать неодимовые магниты с силой больше 100 кг. Достоинства данного устройства заключаются в том, что оно не зависит от солнца и ветра. Кроме того, генератор не нуждается в дорогостоящих аккумуляторах как другие генераторы энергии.

Но во время его использования не исключены и некоторые проблемы:

• в процессе движения маятника в обратную сторону может поменяться полярность магнитов;
• в момент зависания маятника в верхней точке может образоваться эффект пульсации в сети.

Внимание! С ферритовыми магнитами данный проект реализовать не удастся из-за их технических характеристик.

Бензиновая модификация

Есть две конструкции бензинового генератора, изготовленного своими руками на базе двигателя от триммера и генератора от машины.

Для сборки первого генератора потребуются:

• бензиновый двигатель от триммера, желательно 4-тактный;
• рабочий автомобильный генератор;
• аккумулятор 12 В, необязательно мощный, он будет использоваться только для запуска; без него генератор не сможет вырабатывать электричество, так как на коллектор нужно будет подать начальное напряжение для первого возбуждения.

Устройство с прямой подачей простое и незамысловатое. Единственный сложный этап — подготовка вала под сверлильный патрон.

• Сначала вал обрезают и точат на станке, а затем нарезают резьбу под патрон.
• Затем навинчивают патрон, в который зажимают вал электрогенератора.
• Дальше все крепится на деревянную поставку.
• Теперь нужно запустить бензиновый движок и подключить генератор к аккумулятору. Вольтмер с лампочкой проверит его работу.

Второй способ сборки генератора чем-то похож на первый, только для процесса вращения применяется ремень. На вал триммера крепится шкив, и все соединяется ремнем. Далее все крепится на деревянное основание. Запускается триммер, и проверяется работа устройства.

Что касается достоинств бензиновых устройств, то их немало:

• Сфера использования устройства практически не ограничена. Его используют для электроснабжения загородного дома, дачного участка, при аварийном отключении электричества в больницах, аптеках и торговых точках.
• Бензиновое устройство имеет небольшие размеры и вес. Его малогабаритность обеспечивает мобильность: удобно брать с собой и перевозить в багажнике.
• Низкий уровень шума отличает бензиновые устройства от дизельных или газовых.
• Бензиновые генераторы экономичны в плане расхода топлива, его можно купить на любой заправке.

К недостаткам данного типа генераторов относятся:

• Основной минус заключается в высокой цене. Газ и дизель обходятся дешевле. Поэтому частое использование подобного устройства невыгодно в финансовом плане.
• Обладает низкой продолжительностью непрерывной работы, которая не превышает 8 часов. Но этого времени достаточно для энергоснабжения или проведения работ на участке.

Вертикальный ветряной генератор электрического тока

Сделать своими руками ветряное устройство с вертикальной осью вращения несложно. Достаточно купить обязательные составляющие детали, собрать их правильно и установить агрегат на выбранное место.

Для изготовления ветряного устройства потребуются следующие материалы:

• Осевая мачта — несущая конструкция в виде пирамиды, имеющая высоту 5 метров. На ней закрепляются генератор и лопасти.
• Лопасти ловят потоки ветра.
• Статор включает в себя фазы из катушек.
• Ротор является подвижной частью ветряка.
• Контроллер замедляет работу устройства, когда тот развивает большую мощность.
• Инвертер выдает переменный ток, а аккумулятор накапливает энергию.

Для изготовления лопастей потребуется качественный пластик. Подойдут даже пластиковые трубы. В этом случае к каждой стороне трубы закрепляются жестяные фрагменты.

Для ротора потребуются два ферритовых диска, диаметр которых 32 см. Для статора следует сделать девять катушек с 60 витками меди.

Форму для катушек нужно сделать из фанеры и выложить стекловолокном.

Собирать ветряной генератор нужно следующим образом:

• сверху в роторе проделать отверстие для шпилек.
• В статоре проделать отверстия для закрепления к подставке.
• Уложить нижний диск ротора на подставку магнитами наверх.
• Здесь же установить статор и закрепить шпильками в пластину.
• Накрыть конструкцию еще одним диском.
• С помощью вращения шпилек следует добиться равномерного сближения верхнего и нижнего дисков, после чего шпильки с пластиной аккуратно убрать.
• Закрепить генератор гайками.
• Готовое устройство прикрутить к осевой мачте.

Электричество запускается в последнюю очередь: энергия от устройства попадает на контроллер, далее собирается на аккумуляторе и превращается в переменный ток инвертором.

Вертикальный генератор превращает ветер в энергетический ресурс. Для хорошей работы ему не нужны дополнительные устройства, которые определяют направление ветра.

Для его обслуживания не требуются приспособления, обеспечивающие безопасное проведение ремонтных работ.

Полезное! Минимальное количество движущихся деталей делают такую установку надежной и устойчивой.

Аппарат работает без шума, не мешает соседям и хозяевам, не образует вредные выбросы в атмосферу и надежно служит долгие годы.

Полезное видео

Посмотрите интересный видео ролик про асинхронный электрогенератор на магнитах:

Термоэлектрический генератор своими руками: видео, фото, инструкция

• Статья
• Видео

Многих электриков интересует один очень популярный вопрос – как автономно и бесплатно получить небольшое количество электроэнергии. Очень часто, к примеру, при выезде на природу или походе катастрофически не хватает розетки для подзарядки телефона либо включения светильника. В этом случае Вам поможет самодельный термоэлектрический модуль, собранный на базе элемента Пельтье. С помощью такого устройства можно генерировать ток, напряжением до 5 Вольт, чего вполне хватит для зарядки девайса и подключения лампы в экстренной ситуации. Далее мы расскажем, как сделать термоэлектрический генератор своими руками, предоставив простой мастер-класс в картинках и с видео примерами!

• Кратко о принципе действия
• Мастер-класс по сборке

Кратко о принципе действия

Чтобы в дальнейшем Вы понимали, для чего нужны те или иные запчасти при сборке самодельного термоэлектрического генератора, сначала поговорим об устройстве элемента Пельтье и о том, как он работает. Данный модуль состоит из последовательно соединенных полупроводников – pn переходов, находящихся между керамическими пластинами, как показано на картинке ниже.

Когда через такую цепь проходит электрический ток, происходит так называемый эффект Пельтье — одна сторона модуля нагревается, а вторая – охлаждается. Для чего это нам нужно? Все очень просто, данный эффект работает и в обратном направлении: если одну сторону пластины нагреть, а второю охладить, то можно получить электроэнергию небольшого напряжения и силы тока. Огромное преимущество данного метода в том, что можно использовать любой источник тепла, будь то костер, или горячая кружка с кипятком, остывающая плита и так далее. Для охлаждения можно применять воздух или для более мощных вариантов – обыкновенную воду, которая обязательно найдется даже в условиях похода. Далее переходим к мастер-классам, которые наглядно покажут из чего и как сделать термоэлектрический генератор своими руками.

Мастер-класс по сборке

У нас есть очень подробная и в то же время простая инструкция по сборке самодельного генератора электроэнергии на базе мини-печи и элемента Пельтье. Она пригодится каждому путешественнику в походе. Для начала Вам необходимо подготовить следующие материалы:

• Непосредственно сам элемент Пельтье с параметрами: максимальный ток 10 А, напряжение 15 Вольт, размеры 40*40*3,4 мм. Маркировка – TEC 1-12710.
• Старый нерабочий блок питания от компьютера (с него нужен только металлический корпус).
• Стабилизатор напряжения, со следующими техническими характеристиками: входное напряжение 1-5 Вольт, на выходе – 5 Вольт. В данной инструкции по сборке термоэлектрического генератора используется модуль с USB выходом, что упростит и сделает безопасным процесс подзарядки современного телефона либо планшета. Эту деталь можно приобрести в магазине радиокомпонентов или в интернете.
• Радиатор. Можно взять от процессора сразу с кулером (вентилятором), как показано на фото.
• Термопаста, продается в компьютерном магазине.

Подготовив все материалы, можно переходить к изготовлению устройства своими руками. Итак, чтобы Вам было понятнее, как самому сделать генератор, предоставляем пошаговый мастер-класс с картинками и подробным объяснением:

1. Разберите старый блок питания и оставьте только корпус. Он будет использоваться, как место розжига огня (так называемая печь). Будьте внимательны, даже на старых блоках питания в высоковольтной части на конденсаторах может остаться опасное для жизни напряжение. Поэтому перед работой оденьте диэлектрические перчатки, убедитесь в отсутствии потенциала на конденсаторе, для уверенности замкните его контакты, и будьте предельно осторожны во время разборки!
2. На радиатор нанесите термопасту тонким, однородным слоем и прислоните элемент Пельтье. Устанавливать нужно маркировкой к радиатору, это будет холодная сторона. Если Вы перепутаете стороны местами, в дальнейшем нужно будет поменять полярность проводов, чтобы термоэлектрический генератор работал правильно и не испортил преобразователь. Вместо термопасты вы можете использовать специальный теплопроводный клей, это будет даже лучше: не придется дополнительно крепить радиатор к корпусу.
   
3. К обратной стороне модуля прислоните корпус блока питания, как показано на фото ниже.
4. Прикрепите радиатор к корпусу с помощью металлической проволоки.
5. К выводам элемента припаяйте стабилизатор напряжения с выходом USB. Кстати, для этого можно сделать паяльник сделать своими руками.
6. Аккуратно поместите 5-вольтовый преобразователь в радиаторе и переходите к испытаниям самодельного термоэлектрического генератора. Не забудьте заизолировать преобразователь с помощью изоленты.
   

Работает термоэлектрический генератор следующим образом: внутрь печи Вы засыпаете дрова, мелкие щепки, поджигаете их и ждете несколько минут, пока одна из сторон термоэлемента не нагреется. Параллельно можно вскипятить воду на решетке. Для подзарядки телефона нужно, чтобы разница между температурами разных сторон была около 100^оС. Если охлаждающая часть (радиатор) будет нагреваться, его нужно будет остужать – аккуратно поливать водой, поставить на него кружку с жидкостью, льдом и т.д. Лучше крепить радиатор так, чтобы его ребра были расположены вертикально, это улучшает отдачу тепла воздуху.

А вот и видео, на котором наглядно показывается, как работает самодельный электрогенератор на дровах:

Генерация электричества из огня

Также можно установить на холодную сторону устройства вентилятор от компьютера, что несколько изменит его конструкцию. Давайте рассмотрим этот вариант по подробнее:

В этом случае кулер будет затрачивать небольшую долю мощности генераторной установки, но в итоге система будет работать с более высоким КПД. Помимо телефонной зарядки модуль Пельтье можно использовать в качестве источника электроэнергии для фонарика, что не менее полезный вариант применения генератора.  Еще одна особенность данной конструкции — это способность регулировать высоту над огнем. Для этого автор использует деталь от CD-ROMа (на одном из фото хорошо видно, как самому можно изготовить конструкцию).

Если сделать термоэлектрический генератор своими руками по такой методике, на выходе у Вас может быть до 8 Вольт напряжения, поэтому для подзарядки телефона, нужно подключить понижающий преобразователь, который сделает на выходе стабильные 5 В.

Ну и последний вариант самодельного источника электроэнергии для дома может быть представлен такой схемой: элемент между двух алюминиевых «кирпичиков», медная трубка (водяное охлаждение) и конфорка. Как результат – эффективный генератор, позволяющий получить бесплатное электричество в домашних условиях! Например, при остывании конфорки, когда ей никто не пользуется. Или очень часто люди используют печь для обогрева, так вот часть этой энергии может пойти на зарядку вашего гаджета.

Оригинальная идея — горячая вода, как источник тепла

Второй эксперимент с водой

Вот мы и предоставили три простых варианта самодельного аппарата, который можно собрать из подручных средств. Теперь Вы знаете как сделать термоэлектрический генератор своими руками, на чем основан принцип работы элемента Пельтье и для чего его можно использовать!

Будет интересным к прочтению:

• Как меньше платить за свет законно
• Как сделать солнечную батарею своими руками
• Экономное отопление гаража электричеством

Оригинальная идея — горячая вода, как источник тепла

Генерация электричества из огня

Второй эксперимент с водой

Ветрогенератор своими руками для частного дома

«Нам электричество сделать всё сумеет …» — так пели студенты электротехнических ВУЗов середины прошлого века. В этой юмористической «оде» электричеству отведено много фантастики, но сегодня мы можем с уверенностью сказать, что современный человек без электричества просто пропал бы. Если свечи и могли бы нам заменить «лампочку Ильича», то как быть со всем остальным?

К настоящему времени человеком открыты разные способы получения электрического тока:

• гальванические элементы, в которых химическая энергия преобразуется в электрическую;
• термогенераторы, в которых в электричество преобразуется тепловая энергия;
• солнечные батареи, где в электроэнергию преобразуется солнечная энергия.

Каждый из таких источников имеет свои достоинства и недостатки. Однако преимущественное распространение получили генераторы, в которых механическая энергия преобразуется в энергию переменного электрического тока. Это так называемые индукционные генераторы, действие которых основано на явлении электромагнитной индукции.

Немного истории и теории

Вспомним немного школьный курс физики, из которого нам известно, что явление электромагнитной индукции было открыто в 1831 году английским физиком Майклом Фарадеем. А заключается оно в следующем: при всяком изменении магнитного потока, пронизывающего замкнутый проводящий контур, в этом контуре возникает электрический ток.

То есть в простейшем виде такой генератор выглядит как рамка, помещенная в поле постоянного магнита, вращающаяся под действием механической силы. Однако такой тип генератора переменного тока с неподвижной магнитной системой (индуктором) и вращающимися витками проводника (якорем) применяется очень редко. Связано это с тем, что для отведения тока от движущейся катушки требуются подвижные контакты, а при токе высокого напряжения в таких контактах будет иметь место сильное искрение. Поэтому в подавляющем большинстве индукционных генераторов переменного тока обмотку (якорь), в которой наводится ток, делают неподвижной и называют статором, а вращают магнитную систему (индуктор), который называют ротором. В мощных генераторах магнитное поле создают обычно с помощью электромагнита, питаемого от источника постоянного тока — возбудителя.

Однако с появлением магнитов из сплава неодим-железо-бор, которые по своим характеристикам значительно превосходят другие виды постоянных магнитов, появилась возможность изготавливать ротор генератора на основе постоянных магнитов. Неодимовые магниты, разработанные в 70–80-е годы прошлого века, отличаются высокими и стабильными магнитными свойствами при малых размерах.

Теперь несколько слов о механической энергии, которую генератор преобразует в электричество. Для вращения ротора генератора используются энергия воды (гидрогенераторы), энергия пара (парогенераторы). Существуют генераторы, работающие от дизельных и бензиновых двигателей внутреннего сгорания. Забота же об окружающей среде и об экономии собственных средств заставила человека вспомнить о таком «неутомимом работнике» как ветер. С незапамятных времен люди использовали энергию ветра для движения кораблей и для превращения зерна в муку. Современные ветряные двигатели для электрогенераторов ведут свою родословную именно от ветряных мельниц. Соединив ветряной двигатель (ветряк) с электрогенератором, изготовленным с применением современных магнитов, получим ветрогенератор на неодимовых магнитах — экологически безопасный и экономичный источник электрической энергии.

Чем хорош ветрогенератор

Сегодня даже заядлый скептик не будет оспаривать пользу этого вида источников переменного тока.

Конечно, величины напряжения, мощности и тока, полученных от генератора для ветряка, сделанного своими руками не позволят запитать все электроприборы в достаточно большом загородном доме. Но вот снабдить электричеством небольшой дачный домик, особенно если он расположен далеко от электрической сети, вполне рациональное решение. И даже если только часть потребляемой электроэнергии для дома вы получите от ветряка, то в перспективе экономия будет ощутимой.

Кроме того, сделать генератор для ветряка — это интересная творческая работа, выполнив которую вы по праву сможете гордиться собой.

Из чего состоят ветрогенераторы и какие они бывают?

Обязательными элементами такого ветрогенератора на магнитах являются:

1)    Мачта, на которой установлены ветровое колесо и генератор. Ее высота выбирается исходя их конкретных природных условий и потребностей человека.

2)    Двигатель для ветряка — ветровое колесо с лопастями, которое преобразует движение ветра во вращательное движение вала ротора генератора.

3)    Генератор, вырабатывающий переменный электрически ток, величина которого зависит и от параметров статора и ротора генератора, и от скорости вращения ветрового колеса, дающего движение ротору.

Кроме того в состав системы могут входить ряд вспомогательных устройств, обеспечивающих управление работой системы и улучшающие качество получаемого тока: контроллер, аккумуляторные батареи, преобразователи, стабилизаторы.

В зависимости от направления оси вращения различают два типа ветрогенераторов — вертикальные и горизонтальные.

Горизонтальные (пропеллерные) имеют больший КПД, но они более сложны по конструкции, так как включают систему, ориентирующую пропеллер по ветру. Изготовление таких ветрогенераторов сложнее, а работают они только при достаточно больших скоростях ветра. Кроме того, ветряки с горизонтальной осью вращения требуют достаточно большого пространства, а модели с вертикальной осью вращения значительно компактнее.

Вертикальные ветряки проще по конструкции, дешевле, но их КПД ниже.

Но обратимся к сердцу любого ветряка — электрогенератору переменного тока, ротор которого выполнен на неодимовых магнитах.

Как собрать генератор на магнитах

Собираем ротор

Ротор такого магнитного ветрогенератора конструктивно представляет собой сборку из двух стальных дисков, расположенных параллельно друг другу. Диски жестко скреплены между собой через распорную втулку и установлены на валу, вращение которого обеспечивает турбина ветряка. Можно рекомендовать сделать ротор из автомобильной ступицы в сборе с тормозными дисками. Это надежная и хорошо сбалансированная основа для ротора. Дешевле будет взять б/у ступицу. В этом случае ее необходимо разобрать, тщательно почистить, проверить и смазать подшипники. Можно диски для ротора изготовить самостоятельно из низкоуглеродистой стали. Конечно, можно взять и другой материал, но следует учесть, что при использовании немагнитного материала эффективность генератора значительно снижается.

По периметру каждого диска располагаются магниты. Какие магниты нужны для ветрогенератора? Можно взять дисковые, прямоугольные, но наилучший эффект дают неодимовые магниты-сектора. Их размер и количество могут быть разными в зависимости от вашей цели и возможностей. Однако число пар полюсов магнитов должно быть четным, причем для однофазного генератора их должно быть столько же, сколько и катушек в статоре, а для трехфазного — четыре или две пары на три катушки. Магниты по периметру диска устанавливаются с чередованием полюсов: N–S–N–S…. Для этого предварительно следует изготовить шаблон, где точно обозначить место каждого магнита.

Размеры дисков ротора рассчитываются, исходя из размеров магнитов и их количества. Толщина диска для ротора должна быть порядка толщины магнита.

Магниты приклеиваются к диску суперклеем, а затем диск заливается эпоксидной смолой. Чтобы избежать ее стекания по внутренней и наружной окружности диска делаются бортики из скотча, пластилина или другого подручного материала. Перед тем, как залить диск эпоксидкой рекомендуем пометить на каждом диске по магниту, полюса которых направлены встречно, чтобы затем не перепутать при сборке. При сборке генератора следует следить за тем, чтобы магниты на дисках ротора располагались точно напротив и были направлены противоположными полюсами друг к другу. Схематический чертеж ротора ветряка с распределением магнитных силовых линий представлен на рис. 1.

 

Рис. 1

Изготовление статора ветрогенератора

Теперь сформированное магнитное поле нужно преобразовать в электричество. Для этого служит статор — неподвижная обмотка из медного провода, расположенная так, чтобы силовые магнитные линии, образуемые магнитами ротора, при его вращении пересекали провода обмотки.

Статор генератора располагается в зазоре между дисками ротора. Состоит он из неподвижных плоских катушек без сердечников. В каждой катушке при пересечении силовыми линиями магнитного поля возникает ЭДС индукции, переменная по величине и направлению. Величина напряжения, значит, и эффективность ветрогенератора, зависят от скорости вращения ротора, от количества витков в каждой катушке, от числа самих катушек и диаметра медного провода, используемого для их изготовления.

Генератор может быть однофазным или трехфазным. Первый проще, но второй предпочтительнее по двум причинам. Во-первых, в ветряке с трехфазной схемой генератора отсутствуют вибрации, которыми в нагруженном состоянии грешит однофазный. Кроме того, трехфазный генератор эффективнее однофазного более чем в 1,5 раза.

Расчет числа и параметров катушек для ротора ведется исходя из числа магнитов, их ширины, выбранного соотношения 4/3, или 2/3 и диаметра провода.

Если для обмотки взять тонкий провод, то катушки статора можно намотать с большим количеством витков, напряжение на выходе генератора будет более высоким, но его нагрузочная способность ниже. При использовании более толстого провода с меньшим сопротивлением в зазоре для статора поместятся обмотки с меньшим числом витков, в результате выходное напряжение будет ниже, но выше нагрузочная способность. Форма катушек определяется формой магнитов, а оптимальной толщиной статора считается величина, равная толщине магнитов. Число витков каждой катушки получается делением общего числа витков обмотки на число катушек, а общее число витков обмотки статора определяется, исходя из ЭДС, величины магнитной индукции, средней скорости вращения ротора.

Намотав катушки, их раскладывают на предварительно подготовленном шаблоне с размеченными секторами, соединяют между собой в зависимости от выбранной схемы. В однофазном варианте все катушки соединяются между собой последовательно. При этом нужно учесть, что токи в соседних катушках будут иметь противоположные направления, поэтому соединяются начало с началом соседней, а конец с концом следующей. Провода от начала первой и конца последней катушек выводятся наружу. При трехфазном варианте между собой соединяются каждая третья катушка. Провода каждой фазы выводятся наружу и впоследствии соединяются звездой или треугольником. Схемы соединения обмоток генератора представлены на рис. 2.

Рис. 2

Для прочности под катушки и на них кладется стеклоткань, и вся конструкция заливается эпоксидной смолой. После ее застывания сверлятся отверстия для крепежных болтов.

Оба диска ротора устанавливаются на валу с двух сторон от статора на расчетном расстоянии, на передний диск ротора крепится ветроприемное устройство.

Заглянем в будущее

Человеческая мысль не стоит на месте и самые распространенные сегодня горизонтальные ветрогенераторы постепенно уступают свое место вертикальным. Связано это с появлением технологии магнитной левитации, или так называемых ветрогенераторов на магнитной подушке. В такой конструкции лопасти крыльев при малых габаритах максимально используют энергию ветра, то есть КПД тут будет значительно выше.

Первенство в применении этой технологии принадлежит китайцам, но сейчас во многих странах мира инженеры работают над созданием мощных ветрогенераторов с магнитной левитацией, позволяющих осуществить переход к источникам возобновляемой энергии в промышленном масштабе.

инструкция, как сделать и изготовить генератор электрического тока, чертежи и схема постройки

Автор обзора: Энергоаудит проект RT

Для комфортной жизни необходимо, чтобы электричество подавалось в дом в любой момент. Но не в любой местности это требование соблюдается. В частности, на дачах свет могут периодически отключать на несколько часов. Генератор постоянного тока — машина, которая позволит быть уверенным, что перебоев с электроэнергией не будет.

Стоит отметить, что некоторые виды данного устройства обычный человек может сделать своими руками. Фото генераторов постоянного тока позволяют понять, что это не слишком сложное устройство, изготовление которого по силам и неспециалисту.

• Принцип действия

• Устройство генератора постоянного тока

• Синхронные и асинхронные генераторы

• Классификация устройств

• Можно ли сделать генератор своими руками

• Какие инструменты и материалы понадобятся

• Как производится сборка

• Фото самодельного генератора постоянного тока

Принцип действия

Генератор постоянного тока — это машина, которая вырабатывает электрический ток после того как извне к нему поступает механическая энергия любого вида. Такое устройство также обозначается как силовая установка.

Принцип действия генератора постоянного тока основан на таком явлении как электромагнитная индукция. Известно, что если проводник движется в магнитном поле и проходит сквозь силовые линии, то в нем возникает электродвижущая сила. В итоге подобный проводник становится источником электроэнергии.

При этом в данных генераторах действует вариант данного принципа, в них проводник совершает вращательные движения.

Устройство генератора постоянного тока

Устройство генератора постоянного тока включает ротор и статор. Ротор — это подвижная часть и поступающая в генератор механическая энергия обеспечивает его вращение.

Такое вращение ротора приводит к возникновению ЭДС, вследствие чего и вырабатывается ток.

• Ток, который будет выработан с использованием данного механизма, будет не слишком велик.
• Чтобы увеличить его мощность, необходимо нарастить показатель магнитной индукции.

Для увеличения коэффициента полезного действия устройства необходимо подключить в выводам катушек, которыми оснащен статор, конденсаторы.

Синхронные и асинхронные генераторы

Синхронные разновидности генераторов сравнительно сложные по своей конструкции. Кроме того, данные установки страдают при перепадах напряжения, это снижает выработку тока. Однако асинхронные генераторы по своему устройству ощутимо проще. Помимо этого у них превосходные технические параметры.

У синхронного генератора непосредственно на роторе располагаются магнитные катушки. Данное решение затрудняет вращение ротора. С другой стороны ротор, которым оснащен асинхронный генератор, по своей конструкции подобен типичному маховику.

Данное различие отражается и на коэффициенте полезного действия. В синхронном генераторе потери энергии доходят до 11 процентов. В то же время в асинхронном генераторе они ограничены 5 процентами.

Наряду с этим асинхронные модели обладают целым рядом иных достоинств:

• У них сравнительно надежный корпус, который защищает сам механизм от контакта с отработанным топливом или влагой, что уменьшает потребность в периодическом техническом обслуживании;
• Они рассчитаны на использование в качестве источника питания для ламп накаливания, компьютеров и иной техники, а также для сварочных аппаратов, то есть для приборов со значительной чувствительностью к резким скачкам напряжения
• Конструкция генераторов постоянного тока данного типа обеспечивает длительный срок его службы, все его элементы отличаются высокими показателями надежности.

Классификация устройств

Классификация генераторов постоянного тока предусматривает выделение двух главных видов, а именно:

• Устройств с самовозбуждением;
• И независимым возбуждением обмоток.

Самовозбуждение предполагает использование при функционировании машины электричества, которое получают от нее самой. В то же время генераторы с независимым возбуждением нуждаются в питании для запуска ее работы.

В качестве источников тока могут выступать как аккумуляторы, так и иные внешние устройства. Если генераторы имеют небольшую мощность, то могут применяться постоянные магниты, благодаря которым возникает магнитные поток.

Можно ли сделать генератор своими руками

Изготовить генератор самостоятельно будет выгодно по той причине, что цена на него сравнительно высока, Однако тому, кто хочет сделать это устройство, чтобы впоследствии им пользоваться, необходимо:

• Обладать нужным набором навыков;
• Иметь требуемые детали и инструменты.

Наиболее простой способ — использование асинхронного однофазного двигателя, который сравнительно легко превратить в генератор постоянного тока.

И в любом случае изготовленным собственными усилиями генератор будет обладать суженным набором навыков по сравнению с покупным. Помимо этого у самодельного устройства отсутствует гарантия производителя и если оно откажет в самый нужный момент, то пользователь не сможет обратиться к продавцу за оперативным бесплатным ремонтом.

Какие инструменты и материалы понадобятся

Наряду с двигателем необходимо приобрести выпрямительные диоды, которые превратят переменный ток в постоянный, а также полярные конденсаторы.

Для тех, кто планирует заряжать от аккумулятора планшет или смартфон также понадобится плата, оснащенная портом USB, что позволит получить 5 вольт, показатель напряжения, который используется при зарядке смартфонов.

Из инструментов потребуются:

• Болгарка вместе с необходимым, набором дисков для работы как с металлом, так и деревом,а также шлифовальным диском;
• Электродрель, рассчитанная на сверление металла;
• Шуруповерт, необходим для изготовления аккумулятора больших размеров, которые предполагают использование значительно количества саморезов (по нескольких десятков) К шуруповерту могут прилагаться . головки, предназначенные для гайковерта либо одна универсальная головка, похожая на разводной ключ

После того как все инструменты собраны, переходят непосредственно к изготовлению генератора.

Как производится сборка

Для того, чтобы сделать асинхронный генератор, действуют следующим образом:

• Двигатель размещают на несущей конструкции вместе с передаточным приводам.
• Далее к обмоткам подключают переменные конденсаторы при этом подключение обмоток производится согласно схеме звезда, некоторые из концов этих обмоток идут в центре, где соприкасаются друг с другом, а прочие выводятся отдельно. ;
• После этого конденсаторы соединяют в форме треугольника и к вершине этой фигуры подсоединяют концы обмоток.

Показатель мощности получившейся машины составляет от двух до пяти киловатт.

До запуска генератора на полную мощность требуется проверить, правильно ли он функционирует. Для этого нужно взять стандартную лампу накаливания с показателем мощности в десятки ватт. Требуется удостовериться, что генератор выдает напряжение без перебоев.

Фото самодельного генератора постоянного тока

МОДЕЛЬ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА СВОИМИ РУКАМИ

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Купянский Д.О. 1

---

1МОУ Лицей №10 имени Д.И.Менделеева

Крайнова З.Б. 1

---

1МОУ Лицей №10 имени Д.И.Менделеева

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

ВВЕДЕНИЕ

 

Актуальность темы исследования

Жизнь и быт современного человека тесно связана с электричеством. Электричество – это очень полезная форма энергии, она легко превращается в свет, звук, тепло, передается по проводам. Любой интересующийся наукой школьник хочет почувствовать себя учёным, окунуться в мир науки и узнать подробнее о том, благодаря чему заряжается его смартфон и включается свет.

Тема исследования актуальна, потому что изучение процессов выработки электричества и дальнейшей его передачи на различные приёмники — очень важно и востребовано, ученые активно развивают безопасные методы получения электроэнергии для экономии исчерпаемых природных богатств, таких как нефть, газ, уголь. Новизна исследования отражена в том, что данный научный проект позволяет взглянуть на знакомые физические явления с актуальной точки зрения.

Люди понимают необходимость экономии природных ресурсов, поэтому возрастает потребность внедрения в быт устройств, позволяющих получать альтернативную энергию. Но почему-то не очень распространён такой способ получения электроэнергии, как использование физической энергии человека в качестве источника для генератора тока – в этом заключена проблемность работы.

Обзор использованной литературы

Найти определение электрического тока не составило труда благодаря энциклопедии [3], а вот для того, что бы лучше понять это явление, понадобилось посмотреть познавательные видеоролики на электронном ресурсе YouTube. С удовольствием посмотрел сборник познавательных мультфильмов серии «Фиксики об электричестве» [15], где доступным языком рассказано про электричество и про схемы электрических приборов.

Изучить принцип работы генератора постоянного тока мне помогли книги авторов К.А. Круг [4] и А.Ю. Кузнецова[5], а из книги Аполлонского С.М. [1] получена информация по сборке электрической цепи.

Благодаря материалам научной статьи автора Макарова [8], в мой лексикон вошла необычная формулировка — «бестопливные» генераторы.

Очень познавательной оказалась книга Аполлонского, в ней я нашел всю необходимую информацию, которая позволила мне собрать электрическую цепь всей моей модели генератора.

Материалы свободной энциклопедии Википедия [14] оказались для меня настоящей находкой, на этом сайте я познакомился с биографией первых инженеров-конструкторов генератора постоянного тока, узнал, как выглядели первые электрические машины, прошлых веков. Изображения этих машин вдохновляют и заинтересовывают. На этом же ресурсе было легко найти любое незнакомое или не очень понятное слово. На сайте www.GUFO.me [11], [12] доступны к чтению: научно-технический словарь и физический энциклопедический словарь.

Мир, в котором мы живем — постоянно развивается, узнать про альтернативные способы получения электроэнергии мне помогла статья автора В.М. Коротун [9].

Цель, задачи проекта, гипотеза

Цель моего исследования: собрать своими руками демонстрационную модель генератора постоянного тока из деталей старой техники и проверить ее работоспособность в электрической цепи. Без использования батареек и без загрязнения окружающей среды.

Для достижения целисформулированы задачи проекта:

изучить понятие электрического тока и электроэнергии;

изучить принцип действия генератора постоянного тока;

изготовить действующую модель генератора постоянного тока (из деталей техники, вышедшей из строя) для визуализации преобразования механической энергии в электрическую, рассмотреть преимущества такой модели;

продемонстрировать работоспособность модели со светодиодными лампочками, вентилятором и динамиком, продумать применение модели;

представить результаты исследования одноклассникам через выступление на классном часе и внеурочных занятиях;

сформулировать новые идеи для продолжения работы над проектом в части возможности дальнейшей модернизации модели.

Объект исследования – электрический ток. Предмет исследования – демонстрационная модель генератора постоянного тока, изготовленная из деталей техники, вышедшей из строя, превращение энергии от руки человека в электрическую, световую и звуковую.

В основу исследования положена гипотеза:если изучить устройство генератора тока, то даже четвероклассник сможет из деталей старой техники собрать модель генератора постоянного тока со светодиодными лампочками, звуковым динамиком, вентилятором и USB-разъёмом.

Были использованы следующие методы исследования:

метод наблюдения за работой с электрическим током специалиста-электрика во время ремонта сломанной техники;

поиск и изучение научной литературы по теме проекта;

моделирование, конструирование, эксперимент, описание.

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ

Моё первое научное знакомство с электричеством

Мой дедушка занимается ремонтом неисправной техники, и даже когда надежды на починку нет, он всё равно старается предпринять всё возможное, что бы эта техника принесла пользу. Очень часто из двух неисправных приборов получается один рабочий. И я с удовольствием наблюдаю за прекрасным «возрождением» техники. Мне стало интересно, благодаря чему работают электроприборы? Конечно, про электрический ток в розетках я давно знал. Дедушка познакомил меня с током несколько лет назад, когда в процессе познания окружающего мира в мои руки случайно попались два длинных гвоздя. С тех пор я точно знаю, что в розетку ни в коем случае нельзя засунуть сразу оба гвоздя, иначе беды не миновать. Но мне хотелось узнать подробнее, откуда берётся электрический ток, каким образом можно получить его в домашних условиях и как применить? Из энциклопедии [3, стр. 515], я узнал: «электрический ток – это направленное (упорядоченное) движение частиц — носителей электрического заряда» [приложение 1]. А смысл электричества состоит в том, что движение частиц происходит в цепи от источника тока к потребителю.

Ещё в V веке до н.э. учёный Фалес Милетский упоминал в своих трудах первые электрические явления. Люди подметили, что если кусочек янтаря потереть мехом или шерстью, то он начнёт притягивать к себе пушинки. Это явление Древние Греки применяли для удаления пыли с одежды. С греческого слово «янтарь» — это электрон [приложение 2].

Способы получения электрического тока

Человечество не стояло на месте и учёные разных времён открывали различные способы получения электричества. Научный прогресс знаком с такими источниками энергии, как тепловые электростанции, гидроэлектростанции, атомные электростанции. Но эти способы сопровождаются образованием загрязнителей окружающей среды: выброс дыма в атмосферу, сброс тёплой воды в природные водоемы, радиационные ядерные отходы и т.д. и расходуют природные богатства [приложение 3].

Сегодня актуальной задачей является изобретение бестопливных генераторов тока, позволяющих получать энергию с использованием возобновляемых ресурсов [8, стр. 194]. Многие из них уже давно помогают людям, это солнечные батареи, ветрогенераторы, и т.д. [9], [приложение 4].

История создания генератора постоянного тока

Для помощи человеку и повышения производительной силы были созданы электрические машины, в которых происходит преобразование механической работы в электрическую энергию – генераторы [4, стр. 413]. Их раньше называли «динамо-машины». Первый такой генератор был изобретён в 1827 году венгерским физиком Аньошем Йедликом. Он сформулировал концепцию динамо-машины, но не запатентовал её. Через 6 лет эту идею озвучил немецкий изобретатель Вернер фон Сименс [приложение 5]. Основатель компании Siemens к 1867 году создал совершенную конструкцию генератора постоянного тока. Его динамо-машина произвела настоящую революцию в горном деле. Благодаря ей появился электроотбойный молоток, шахтный электровентилятор, электрическая рудничная дорога [14].

Сейчас термин «динамо-машина» употребляется в основном на школьных уроках физики [7], а так же для маленького велосипедного генератора, который питает велосипедную фару, и в обозначении генератора, который встроен в самозарядный фонарик [13]. Эти изделия способны автономно работать в полевых условиях, без питания от батареек и без подключения к электрической сети [приложение 6].

Устройство генератора постоянного тока

Изучив литературу [5, стр. 3], я понял, что основа генератора состоит из медной катушки, вращающейся в магнитном поле [приложения 7, 8 и 12]. Если добавить приводной механизм и провода, то в результате будет вырабатываться электрический ток, который побежит по проводам к приёмнику тока [10]. Это будет электрическая цепь, которую можно замыкать (включать) и размыкать (выключать). Электроэнергию можно передавать по проводам, а так же превращать в нужные нам виды энергии: тепловую, световую [6, стр. 11].

В книге [1, стр. 16] я прочитал, что электрическая цепь состоит из устройств, образующих путь для электрического тока. Цепь включает в себя; источник электрической энергии, приёмник электрической энергии и соединительные линии (провода), по которым передается электричество [приложение 9]. Из книги [2, стр. 10] я узнал, что поскольку ток в запланированном мной генераторе не будет менять своё направление и значение, то он будет называться «постоянным».

Я очень вдохновился и задумал провести эксперимент по созданию модели генератора постоянного тока в домашних условиях.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЕКТА

Эксперимент по созданию модели генератора постоянного тока и проверка его работоспособности

Для конструирования мне понадобились [приложения 10, 11 и 13]:

дощечки, саморезы;

электромоторчик¹от старого принтера и уголок для его крепления;

колесико от принтера (для редуктора) и винт для рукоятки, провода;

приёмники тока: светодиодные лампочки (красная и зелёная), сирена с динамиком, вентилятор от детской игрушки с маленьким электромотором и шнуром USB, разъём USB на плате от старого принтера, и игрушечный USB-светильник;

диодный мост и конденсатор из блока питания от компьютера, электронное устройство для стабилизации напряжения на уровне 5 вольт (эти элементы не были запланированы, но добавились в процессе конструирования), выключатель от старого удлинителя;

пассатижи, отвёртка, паяльник.

Для источника электрической энергии я взял электромотор со старого принтера. Из энциклопедий я уже знал, что для того, что бы этот электромотор стал выполнять функции генератора тока, нужно сделать так, что бы он был способен превращать механическую энергию в электрическую. Для этого я присоединил зубчатое колёсико от старого принтера к зубчатому маленькому колёсику моторчика. Таким образом, они превратились в редуктор². Крутить колесико пальцами было не очень удобно, поэтому я к нему прикрутил длинный винт, который служит теперь рукояткой. Получается, что электромотор готов вырабатывать ток [приложение 14]. Что бы продемонстрировать работоспособность генератора, нужно присоединить провода и подключить приёмник энергии. Из мультика «Фиксики» [15] я знаю, что провода нельзя соединить напрямую без какого-то приёмника, а то они перегреются и могут перегореть. Я припаял один провод к одному выводу красного светодиода, другой провод ко второму выводу светодиода [рис.1 из приложения 15]. Получилось, что цепь замкнулась и при вращении рукоятки, диод светился красным светом [рис.1 из приложения 16], это означает, что электрическая энергия преобразовалась в свет [11], [12].Чтобы не держать всё это в руках, я смастерил из подготовленных дощечек основу, на которую закрепил свой генератор и диод [рис.2 и 3 из приложения 15].

Вывод: вращая рукоятку модели генератора тока, энергия руки и мышц передается через систему зубчатых колёс внутрь электромотора-генератора (там, в магнитном поле вращается медная катушка). В генераторе происходят процессы электромагнитного взаимодействия, благодаря которым вырабатывается электрическая энергия – электрический ток. Ток передаётся по проводам к светодиоду и внутри него преобразуется в световую энергию, заставляя светодиод светиться.

Подключение двух светодиодов и

предложения по применению модели

Оказалось, что если крутить рукоятку в обратном направлении, то диод почему-то не светится. Пришлось снова заглянуть в книги. Я узнал, что существует такое понятие, как «полярность». Это как в батарейках, если её неправильно поставить, то игрушка работать не будет. Второй, зелёный диод я решил припаять с обратной полярностью, специально перевернув выводы диода для того, что бы в одну сторону вращения рукоятки – светился красный диод, а в другую сторону вращения – зелёный [рис.2 из приложения 16].

Известно, что подобные генераторы используются для питания фары велосипеда, но я заметил, что это совсем не распространено, что в основном люди покупают фонарики на батарейках, но выброшенные батарейки загрязняют природу. Очень хотелось бы, что бы спрос на генераторы без батареек повышался.

Применение: считаю, что необходимо внедрять такие устройства в спортивных залах. Эллиптический тренажер и велосипед включаются в розетку для работы экранов, отображающих дополнительные функции этих тренажеров, но ведь с генератором можно было бы обойтись без электрической розетки, а только благодаря механическим движениям человека. То есть, крутишь педали – вырабатывается ток и питает экран. Ещё генератор со светодиодами можно использовать в качестве аварийного осветительного прибора в походе и даже дома.

Изначально только это и было задумано для проекта, но я увлёкся, долго экспериментировал, подключая разные диоды и устройства, и решил доработать модель, подключив их все для демонстрации возможностей.

Подключение сирены (динамика)

Руководствуясь полученными знаниями, я припаял в цепь динамик сирены и проверил, что она работает [рис. 3 из приложения 17]. Поскольку я нашел дома только очень шумную старую сирену, то для того, что бы звук не раздражал, я доработал схему и присоединил в неё выключатель [рис.1 и 2 из приложения 17]. Сирена тоже имеет полярность, но мне захотелось, что бы сирена тоже работала при вращении рукоятки генератора в обе стороны. Из энциклопедии электрика я узнал, что есть «диодный мост», который способен эту полярность исправлять внутри себя. Я нашел в интернете, как он выглядит и вытащил его из старого блока питания компьютера и припаял в цепь [рис.4 и 5 из приложения 17]. Опытным путем я пришел к тому, что с диодным мостом сирена будет работать при вращении рукоятки в любую сторону.

Технические процессы, которые происходят внутри диодного моста, я пока изучить не смог, так как не хватает знаний физики, но я убедился, что свою функцию он выполняет отлично.

В книге мне случайно попалась информация про «конденсатор». Оказывается, это интересная деталь в технике, способная накапливать электроэнергию и потом её отдавать. Как раз это удалось проверить с помощью выключателя. В цепи выключатель расположился между генератором и сиреной. При разомкнутой цепи я некоторое время крутил рукоятку генератора, ток выработался и накопился в конденсаторе, который припаян к диодному мосту [рис.4 из приложения 17]. Затем я перестал крутить ручку генератора и замкнул цепь, включив кнопку. И оказалось, что сирена несколько секунд звучала, хотя я не совершал никаких действий. То есть, конденсатор успешно справился.

Применение: такой генератор с сиреной можно использовать, например, в лесу. Можно подавать звуковые сигналы, если человек потерялся или хочет отпугнуть зверя.

Подключение разъёма USB и вентилятора

Далее мне пришла мысль, что мою модель можно доработать и заряжать с её помощью смартфон. Можно крутить ручку генератора (заниматься зарядкой), а твой смартфон бесплатно и без вреда для окружающей среды будет заряжаться. Я подготовил разъём USB со схемой (из принтера) и припаял его [рис.1 из приложения 18]. Но поскольку я обратил внимание, что у моего смартфона большой зарядный блок, а у найденной мной схемы размер меньше, то я предположил, что правильнее не рисковать со смартфоном и проверить работу сначала на игрушках. В этот USB-разъём я вставил USB-светильник, покрутил рукоятку генератора, и светильник заработал [рис.2 из приложения 18]. Затем вместо светильника я вставил шнур от игрушечного вентилятора [рис.3 из приложения 18], оказалось, что вентилятор тоже работает. Благодаря диодному мосту, который исправляет полярность, лопасти вентилятора крутятся в одну и ту же сторону независимо от того, в какую сторону я кручу рукоятку генератора.

Применение: такое устройство с вентилятором предлагаю внедрять повсеместно в летних кафе для туристических групп во время походов. На каждый стол в летних кафе можно разместить портативный вентилятор, который будет работать благодаря вращению рукоятки генератора рукой человека. Это позволит отказаться от вентиляторов, работающих от электрической сети. Особенно это удобно в оздоровительных кемпингах, распложенных в горах или в природоохранных зонах, где запрещено загрязнение окружающей среды.

Мой дедушка – инженер военной авиации, и хорошо разбирается в технике. Он осмотрел мою модель, проверил спаянные провода и подтвердил, что такая модель будет способна заряжать мобильный телефон. Мы даже проверили это на стареньком смартфоне. Подключив смартфон на зарядку в разъём USB, я обнаружил, что для зарядки на один процент потребовалось очень долго крутить рукоятку, а это не очень удобно. Я сделал вывод: необходимо в будущем доработать модель и поставить большой редуктор, что бы облегчить себе работу. А затем разработать механизм, что бы механическую энергию подавать на генератор не с помощью руки, а с помощью ног, например, крутить педали. Польза от такой спортивной зарядки будет неоценима, ведь любимый смартфон будет заряжаться, а я в этот момент буду укреплять своё здоровье и сокращать использование электричества из розеток, тем самым экономить природные ресурсы.

Светодиоды хорошо переносят то, что я кручу рукоятку генератора то быстро, то медленно, они просто светятся то ярко, то тускло. А вот телефон от этого может сломаться. Что бы этого не произошло, в модели припаян контроллер [13]. Эта деталь предотвращает передачу критического заряда, способного навредить при зарядке смартфона.

Моя модель генератора постоянного тока работает, поставленные задачи выполнены, а гипотеза подтверждена! Оказалось, что если благодаря книгам и энциклопедиям изучить устройство генератора тока, то даже четвероклассник сможет из деталей старой техники собрать модель генератора постоянного тока и продемонстрировать его работоспособность, подключив различные приёмники энергии (светодиодные лампочки, звуковой динамик, вентилятор, USB-разъём и смартфон).

Исследование успешно завершено [приложение 19], а в моих планах усовершенствование модели и использование в быту.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

У меня получилось сконструировать модель генератора постоянного тока из деталей старой техники, проверить его работоспособность в цепи с различными приёмниками электроэнергии тем самым подтвердить гипотезу. А это означает, что результат соответствует замыслу. Всё это благодаря тому, что я долго изучал учебники по этой теме.

Выводы из исследования:

из исследовательской части проектной работы:

Благодаря электричеству человечество встало на новую ступень развития. Особенно ценятся альтернативные способы получения энергии, которые экономят исчерпаемые природные ресурсы.

из практической части проектной работы:

С помощью собранной мной модели генератора постоянного тока можно с легкостью продемонстрировать процессы превращения механической энергии в электрическую энергию, а электрической энергии в световую и звуковую. Без батареек и без подключения к розеткам. А так же обратить внимание окружающих на необходимость более активного внедрения в быт таких устройств.

Практическая значимость исследования заключается в том, что демонстрация результатов проекта на школьных внеурочных уроках разбудит интерес моих любознательных одноклассников к более глубокому изучению технических и естественных наук, к развитию прикладных исследований и познакомит их с навыками конструирования. Уверен, что познакомившись с моей исследовательской работой, у многих одноклассников обязательно возникнет желание повторить сборку модели генератора тока у себя дома из деталей старой техники и использовать его в качестве аварийного источника освещения или походного вентилятора. А так же в будущем подтолкнет их к усовершенствованию этой модели, чтобы заряжать свои смартфоны не от розетки, а в процессе занятий спортом дома.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК:

Печатные издания:

Аполлонский С.М. // Электротехника: учебник – Москва: КНОРУС, 2018. – 292 с.

Борисов Ю.М. // Электротехника: учебник / Ю.М. Борисов, Д.Н. Липатов, Ю.Н. Зорин. – 3 изд., стереотипное. – СПб.: БХВ-Петербург, 2012. – 592 с.: ил.

Ковалёв Н. Ф., Миллер М. А. Электрический ток // Гл. ред. А.М.Прохоров. — М.: Большая Российская Энциклопедия, 1998. — Т. 5. — 760 с.

Круг К.А. // Основы электротехники. Том 1. Москва: ГОСЭНЕРГОИЗДАТ, 1946. – 473 с.

Кузнецов А.Ю. // Исследование генератора постоянного тока. / Новосиб. гос. аграр. ун–т, Инженер. ин–т; сост.: А.Ю. Кузнецов, П.В. Зонов, Д.С. Болотов. – Новосибирск: ИЦ НГАУ «Золотой колос», 2017. – 23с.

Кузовкин В.А. // Электротехника и электроника: учебник / В.А.Кузовкин, В.В.Филатов. – М.: Издательство Юрайт, 2016. – 431 с.

Лихачев В.Л. // Электротехника. Практическое пособие. Использование машин постоянного тока – М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2010. – 608 с.: ил

Макаров Д.В. // научная статья – К вопросу альтернативных источников электрической энергии / Вестник современных исследований № 12. 5 (27), Омск, 2018. – 301 с.

Электронные источники сети интернет:

www.asutpp.ru // Коротун В.М. «Генератор свободной энергии: схемы, инструкции, описание» // URL: https://www.asutpp.ru/generator-svobodnoj-energii.html (дата обращения 10.09.2019).

www.asutpp.ru // Информационный интернет-сайт по основам электротехники «Заметки Электрика» // URL: https://www.asutpp.ru/generator-postoyannogo-toka.html (дата обращения 04.10.2019).

www.GUFO.me // Научно-технический энциклопедический словарь // URL: https://gufo.me/dict/scientific (дата обращения 15.09.2019).

www.GUFO.me // Физический энциклопедический словарь // URL: https://gufo. me/dict/physics (дата обращения 21.09.2019).

www.tehpribory.ru Тех.Приборы.ру // Информационно — познавательный сайт. Инструмент и приборы, техника для дома и другие устройства // URL: https://tehpribory.ru/glavnaia/oborudovanie/dinamo-mashina.html (дата обращения 17.10.2019).

ru.wikipedia.org/ Википедия – свободная энциклопедия Wikimedia Foundation, Inc. 2019.

YouTube // мультфильм «Фиксики» – все серии про электричество в одном сборнике // URL: https://www.youtube.com/watch?v=2O8hmNKeg6U

ПРИЛОЖЕНИЯ:

Приложение 1:	Приложение 2:
Приложение 3:	Приложение 4:
Приложение 5:	Приложение 6:

Приложение 7:	Приложение 8:
Приложение 9:	Приложение 10
Приложение 11:	Приложение 12:

Приложение 13:	Приложение 14:
Приложение 15:	Приложение 16:
Приложение 17:	Приложение 18:

Приложение 19:

1 Примечание: внутри моторчика есть элементы, которые составляют основу генератора: медная катушка, магниты и другие детали. Внутри будут проходить процессы электромагнитного взаимодействия во время вращения катушки внутри магнитного поля, но так как корпус моторчика не прозрачный, понаблюдать за процессом не удастся.

2 Редуктор – механизм по передаче мощности вращением, главной функцией которого является снижение усилия, необходимого для привода устройства, преобразующего передаваемую мощность в полезную работу [14].

Просмотров работы: 168

Самодельный электрогенератор, как он работает

Всякий раз, когда круг из проволоки окружает магнитное поле, и если затем магнитное поле меняется, появляется круговое «давление», называемое напряжением. Чем быстрее меняется магнитное поле, тем больше становится напряжение. Это круговое напряжение пытается заставить подвижные заряды внутри провода вращаться по кругу. Другими словами, движущиеся магниты вызывают изменение магнитные поля, которые пытаются создать электрические токи в замкнутых кругах провод. Движущийся магнит вызывает насосное действие. Если цепь не полный, если есть перерыв, то сила накачки не вызовет заряда поток. Вместо этого на концах провода появится разность потенциалов. э. Но если цепь «полная» или «замкнутая», то магнит насосное действие может заставить электроны катушки начать течь. А движущийся магнит может создавать электрический ток в замкнутой цепи. Эффект называется Электромагнитная индукция. Это основной закон физики, и он используется всеми катушечными/магнитными электрическими генераторами. Генераторы не имеют только один круг провода. Предположим, что множество металлических кругов окружает движущийся магнит. Предположим, что все окружности соединены последовательно с образуют катушку. Небольшое напряжение от каждого круга будет суммироваться чтобы дать гораздо большее напряжение. Катушка со 100 витками будет иметь сто раз большее напряжение, чем одновитковая катушка. Почему этот генератор переменного тока, а не постоянного тока? Когда магниты переворачиваются, они создают импульс напряжения. Но когда они переворачиваются во второй раз, они создать противоположный импульс? Да. Итак, вращающийся магнит всегда делает электрические сигналы, которые идут плюс-минус-плюс-минус? Ага. Это происходит потому, чтобы создать напряжение и ток, полюс магнита должен двигаться вбок через провод. Если вместо этого он подметает по проводу, ничего не происходит. В нашем здесь генератор, полюса магнита не двигаются постоянно вдоль изгиб провода. Вместо этого сначала северный магнитный полюс пересекает один стороны катушки, и в то же время южный полюс магнита заметает назад по другую сторону. Оба эффекта суммируются. Но дальше магнит продолжает вращаться, и теперь противоположные полюса проведите по этим частям катушки. Магнит перевернулся, магнит полюса поменялись местами, поэтому второй импульс напряжения катушки будет назад. И если лампочка подключена, то любой ток тоже будет обратным. Каждый раз, когда магнит делает один полный оборот, он создает прямой импульс, а затем обратный пульс. Быстро вращайте магнит, и он создаст переменную волну: переменного тока. Если вам нужен генератор постоянного тока, вам придется добавить специальный реверсивный переключатель. к валу магнита. Это переключатель, который называется «коммутатор». Все округа Колумбия у генераторов такие. Через каждые пол-оборота он меняет соединение к катушке. Таким образом, получается импульсный постоянный ток. Если вы посмотрите на некоторые DIY проекты для генераторов постоянного тока, вы увидите, как построить переключатель коммутатора. Но эти генераторы не ультрапростые! Теперь о лампочке. Если соединить концы катушки вместе, то всякий раз, когда магнит движется, заряды металла будут двигаться, и большое в катушке появится электрический ток. Катушка немного нагревается. Что, если вместо этого мы подключим лампочку между концами катушки? А лампочка на самом деле просто кусок тонкой проволоки. Заряды света нить накала лампы будет проталкиваться. Когда заряды внутри меди провода проходят в тонкую нить накала лампочки, их скорость сильно возрастает. Когда заряды покидают нить и движутся обратно в большую медную проволоку, они замедляют опять таки. Внутри узкой нити быстро движущиеся заряды нагревают металл своего рода электрическое «трение». Металлическая нить нагревается настолько, что он светится. Движущиеся заряды также нагревают провода генератор немного, но так как провода генератора намного толще, и поскольку тонкая нить накаливания лампы замедляет ток по всему змеевику почти весь нагрев происходит в нить лампочки. Итак, просто подключите лампочку к витку провода, поместите короткий мощный магнит в катушке, затем быстро переверните магнит. Чем быстрее вы вращаете магнит, тем выше становится сила накачки напряжения и тем ярче лампочка загорается. Чем мощнее ваш магнит, тем выше напряжение и ярче лампочка. И чем больше кругов проволоки в твоей катушки, тем выше напряжение и ярче лампочка. Теоретически вы должен зажечь обычную 3-вольтовую лампочку фонарика, но только если вы может вращать ваши магниты нечеловечески быстро. Отсоедините один провод от лампочки. Закрутите магнит. Пока все еще крутит магнит, попросите друга коснуться проводов вместе чтобы лампочка снова загорелась. Гвоздь по-прежнему легко закручивается? Продолжайте вращать магнит, пока ваш друг подключается и отключается лампочка. Чувствуете разницу в том, как сильно вы должны вращать гвоздь? Также попробуйте крутить магниты, пока ваш друг подключает генератор. провода непосредственно вместе (без подключенной лампочки.) И ЧТО? Когда вы запускаете генератор и зажигаете лампочку, вы работая против электрического трения, чтобы создать тепло и свет. Вы можете ЧУВСТВОВАТЬ работу, которую выполняете, потому что всякий раз, когда вы подключаете лампочку, внезапно становится труднее запускать генератор. Когда вы отключите лампа, становится легче. Подумайте об этом так. Если слегка потереть руки, кожа остается прохладным, но если сильно потереть руки, кожа становится горячей. Требуется больше усилий, чтобы сильно растереть кожу, чтобы она нагрелась; это требует работы. И точно так же трудно нагреть лампочку нить, это требует работы. Вы крутите вал генератора, генератор проталкивает заряд провода через крошечную нить накала, и если вы не удержите вращая магнит, магнит будет быстро замедляться. ПОЧУВСТВУЙТЕ ЭЛЕКТРОНЫ Когда ваша рука вращает магниты, вы можете почувствовать дополнительную работу. чтобы зажечь лампочку. Попробуйте крутить магниты при отключенной лампочке. Магниты крутить стало намного тяжелее. Это происходит потому, что ваш рука связана с течет заряд в лампочке, и когда вы нажимаете на нее, вы можете почувствовать это оттолкнуть тебя! Как ваша рука связана с текущими зарядами? Твоя рука крутит гвоздь, гвоздь крутит магнит, магнит толкает невидимые магнитные поля, поля толкайте подвижные заряды, заряды медленно текут сквозь свет нить накаливания, а крошечная нить вызывает трение против потока заряжается и нагревается. Но потом происходит обратное! Заряд не может много двигаться из-за крошечной нити накала, поэтому он сопротивляется давление со стороны магнитных полей, которые, в свою очередь, сопротивляются давлению от магнита, который противостоит скручивающему давлению гвоздя, который сопротивляется скручивающему давлению ваших пальцев. Итак, в очень реальным способом, вы можете ЧУВСТВОВАТЬ электроны в нити накаливания лампочки. Когда вы подталкиваете их, вы можете ЧУВСТВОВАТЬ их нежелание двигаться вперед. узкая нить! ВЫКЛЮЧИТЬ ПОЛЕ Попробуйте изменить положение магнитов. Удалите магниты, затем приклейте их вокруг гвоздя так, чтобы две стопки цеплялись друг за друга, а не чем сложены в линию. Покрутите магниты. Лампочка все еще загораться? Нет. Это происходит потому, что полюс N одного магнитного стека очень близко к южному полюсу другого, и наоборот. Магнитное поле теперь растягивается между двумя стопками магнитов и не распространяется наружу. Большая часть поля оказывается в ловушке между соседними противоположными полюсов, поэтому поле не распространяется через катушку. Когда магниты бок о бок, вот так, они образуют один больший, но слабый магнит. На Другой стороны, когда вместо этого вы делаете одну стопку магнитов, поле расширяется наружу на много дюймов. Сложенные друг на друга магниты образуют большую, но очень сильный магнит. Если вы вращаете стек с одним магнитом, поле прорезает провода и накачивает их электронами в движение. ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА Если вы можете получить цифровой вольтметр или DVM, вы можете сделать некоторые измерения. (Как только вы сможете увидеть некоторые цифры, вы сможете выполнять некоторые профессиональные научные исследования. эксперименты. Это отлично подходит для проектов научных выставок.) Вращайте магниты чтобы зажечь лампочку, затем подключите провода счетчика к лампочке соединения. Установите счетчик на переменное напряжение. Вращайте магниты и смотрите только насколько высокое напряжение выдает ваш генератор. Как высоко вы можете сделать напряжение только с помощью пальцев? Или с помощью ручной дрели? Попробуйте просто покрутить магниты достаточно быстро, чтобы едва зажечь лампочку в темной комнате. Как маленькое напряжение нужно? Также попробуйте отключение лампочку, затем измерьте напряжение переменного тока на двух концах катушки. Можете ли вы сказать, остается ли это таким же, как при подключении лампочки? Намекать: чтобы вращать магниты с постоянной скоростью, используйте электрическую дрель с полностью заряженный аккумулятор. Или, может быть, прицепить гвоздь к электродвигателю и подключите двигатель к источнику постоянного тока с регулируемым напряжением. Примечание: лампочка имеет сопротивление около 50 Ом. Кроме того, 250 футов № 30 провод вокруг Сопротивление 21 Ом. Из-за сопротивления проводов Генератор может создать не более 60 миллиампер тока (0,06 ампер.) Если вы намотаете дополнительный провод #30 на генератор, он увеличит максимальное напряжение и максимальная мощность. Но так как это добавляет больше сопротивления это НЕ увеличит максимально возможный ток. Увеличивать максимально возможный ток, либо заменить провод №30 на более толстый проволоки, вращайте магниты быстрее или используйте более прочный тип магнитного материала. МОТОР ВЫЗОВ! Существует простой способ превратить ваш генератор в мотор. Он включает в себя использование краски или скотча, чтобы изолировать пятно на одной стороне гвоздь, затем с помощью батареи 6В и проводов генератора, касаясь ногтя, чтобы сформировать переключатель. Вращающиеся магниты поворачивают гвоздь, который включает катушку и выключается в нужное время. Можете ли вы обнаружить трюк? ИЗГОТОВЛЕНИЕ DC Вы можете изменить этот генератор, чтобы он производил постоянный ток, а не переменный. Напряжение все еще очень низка, так что это не очень полезно. Если вращать очень быстро, вы можете иметь возможность заряжать крошечную аккумуляторную батарею на 1,2 В. (Может быть, вы могли бы добавить больше витков провода к катушке, чтобы увеличить напряжение?) Преобразование в постоянный ток: Сложный способ: добавить вращающийся переключатель «коммутатор» и скользящие металлические «щетки», так что каждый раз, когда магниты поворачиваются наполовину, переключатель меняет местами соединения генератора. Простой способ: добавьте односторонний клапан! «Электрический вентиль» называется диодом. или выпрямитель. Если вы подключите диод последовательно с одним из ваших двигателей провода, будет пусть заряды текут только в одном направлении. Это изменит Переменный ток в односторонний поток (так называемый «пульсирующий постоянный ток»). Попробуйте диоды от Radio Shack, такие как 1N4000 или 1N4001. К сожалению, диоду требуется около 3/4 вольта, чтобы пропустить любой заряд, и это напряжение вычитает из выходного сигнала вашего генератора. Если ваш генератор выдает только один вольт, то диод уменьшит это до 1/4 вольта. Итак, если вы хотите добавить диод, попробуйте удвоить или утроить количество проводов на ваш генератор. Также попробуйте использовать специальный диод «Шоттки» с меньшим напряжение более 0,7 В, например 1N5819с сайта digikey.com ИСТОРИЯ «УЛЬТРАПРОСТОГО» ГЕНЕРАТОРА Смотрите мою оригинальную версию 1996 года Управляя магазином техники в Музее науки в Бостоне, я работая над новыми идеями экспонатов для Зала Электричества в 1988 году. знал, что в Эксплораториуме есть выставка электрогенераторов, где посетитель музея дергал залитую пластиком спиральную пластину через ряд огромные магниты (большие магнетронные рупорные магниты от военных радаров времен Второй мировой войны. ) Делая это зажжется маленькая лампочка. мне всего знал что там у было быть неким методом, который использует менее дорогие, обычные магниты. Так что я сложил кучу 3 » громкоговоритель магниты (эти черные штуки в виде пончиков) и провел им по различным катушкам. Наконец, я намотал около пяти фунтов проволоки № 26 на кольцо из гвоздей. вбил в доску, подключил лампочку № 49, затем передвинул стопку магниты динамика внутри и снаружи. Это легко зажгло лампочку. Примерно в 1994 году я думал об ультрапростом электродвигателе, который позже стал известен в Интернете как «Beakman Motor». Разве это не было бы круто, если бы дети тоже могли сделать электромобиль генератор так же просто? Но делать это нужно с использованием запчастей из магазина Radio Shack, т.к. В Radio Shack была специальная лампочка, а также магниты и катушки. провод электромагнита. После нескольких часов экспериментов я понял, что мог едва зажечь лампочку на 20 миллиампер, используя одну катушку провода №30 из радиорубки. Но провод должен был быть ОЧЕНЬ близко к быстрому вращающийся магнит, и магнит должен был состоять из четырех мощных керамические магниты в стопке. Чтобы произвести впечатление на всех учителей физики, я постарался, чтобы детали были простыми. доступны, а стоимость как можно ниже. Чтобы сделать популярный проект, я удостоверился, что никаких инструментов не требуется, кроме ножниц. Я отказался использовать мяч подшипники или распиленные пластиковые детали. Так что я сделал свою собственную картонную коробку для катушку и использовал гвоздь для вращающегося вала. Чтобы избежать лишних деталей, гвоздь просто зажимается мощными магнитами. Вот задача: попробуй зажечь лампочку, но сделать это с помощью генератора, что еще проще. Хотите гораздо более мощный двигатель или генератор? Те, которые должны быть выбиты железные листы для ламинирования. Но есть и другой способ. Загляните к Эдисону тактика: он взял 1873 Мотор Gramme-ring Motor, модифицированный добавление отдельного низкоскоростного коммутатора, и продавали их как горячие пирожки. Магнитный сердечник, пластины ротора Грамма могут быть изготовлены из большая длина железная проволока обмотана обручем и облита эпоксидкой, дегтем и т.д. не знаю если тонкую железную проволоку легко найти, но колючую проволоку и проволоку для тюков сена найти несложно. общий. Оберните толстую медную проволоку вокруг всего железного кольца и закрепите его. на маховике. Отшлифуйте внешний обод, чтобы медная спираль могла стать его собственный коммутатор. Статор может быть с постоянными магнитами или неламинированным. твердые железные блоки, так как это DC. В ранних версиях использовались «кисти». из тонкой железной проволоки в качестве щеток, позже замененных блоками из скользкий графит. Но затем иди и сделай так, как это сделал Тесла, и преобразуй свои первоначальные конструкции статора. в компактную форму цилиндра с закрытыми катушками, вместо использования огромных длинные подковообразные магниты, как у Эдисона Дизайн «длинноногая Мэри Энн». Motor Triva: электродвигатели были просто лабораторные курьезы до Зенобе Грамм разработал генератор, который должен был заменить аккумуляторные батареи, поскольку это давало чрезвычайно плавное выходное напряжение постоянного тока. Во время выставки изобретателей помощник случайно подключил неиспользованный Gramme Dynamo до другого, работавшего под действием пара. Второй бежал как двигатель, как двигатель *сотни лошадиных сил*. Этот момент стал началом Электрический век в промышленности. Но этот прорыв мало упоминается в американских учебниках, возможно, потому, что там Томас Эдисон появился бы менее гений. ВНИМАНИЕ: Держите магниты вдали от компьютеров, дисков, видеокассет, цветных Телевизоры, бумажники и кошельки с кредитными картами. Попробуйте это: сохранить генератор далеко от вашего цветного телевизора, включите телевизор, начните крутить забейте гвоздь, чтобы магнит вращался быстро, затем поднесите генератор примерно на 2 фута подальше от экрана телевизора. НЕ ПОДНОСИТЕ БЛИЖЕ!!! Продолжайте вращать магниты, и вы увидите классный эффект качания на телевизионном изображении, с некоторыми изменениями цвета. Поле от магнита изгибает электронный луч, рисующий изображение на экране. Будьте осторожны, если вы поднесите магнит примерно на 15 см, железный лист внутри телевизионного изображения Трубка намагничится, и искаженные цвета останутся постоянными.

Системы микрогидроэнергетики | Министерство энергетики

Энергосбережение

Изображение

Микрогидроэнергетика может быть одной из самых простых и последовательных форм возобновляемой энергии на вашем участке.

Если через вашу собственность протекает вода, вы можете подумать о строительстве небольшой гидроэлектростанции для выработки электроэнергии. Микрогидроэлектростанции обычно вырабатывают до 100 киловатт электроэнергии. Большинство гидроэнергетических систем, используемых домовладельцами и владельцами малого бизнеса, включая фермеров и владельцев ранчо, можно квалифицировать как микрогидроэнергетические системы. Но 10-киловаттная микрогидроэлектростанция обычно может обеспечить достаточно энергии для большого дома, небольшого курорта или хобби-фермы.

Микрогидроэнергетическая система нуждается в турбине, насосе или водяном колесе для преобразования энергии текущей воды в энергию вращения, которая преобразуется в электричество.

На нашей странице о планировании системы микрогидроэнергетики есть дополнительная информация.

Как работает система микрогидроэнергетики

Компоненты системы микрогидроэнергетики

Русловые микрогидроэлектростанции состоят из следующих основных компонентов:

• Водопровод — канал, трубопровод или напорный трубопровод (водовод), который доставляет воду
• Турбина, насос или водяное колесо — преобразует энергию текущей воды в энергию вращения
• Генератор переменного тока или генератор — преобразует энергию вращения в электричество
• Регулятор — управляет генератором
• Электропроводка — подает электричество.

Изображение

Имеющиеся в продаже турбины и генераторы обычно продаются в комплекте. Системы «сделай сам» требуют тщательного согласования генератора с мощностью и частотой вращения турбины.

Многие системы также используют инвертор для преобразования низковольтного электричества постоянного тока (DC), производимого системой, в 120 или 240 вольт переменного тока (AC). (В качестве альтернативы вы можете купить бытовые приборы, работающие от постоянного тока.)

Будет ли микрогидроэнергетическая система подключенной к сети или автономной, будет определяться баланс многих ее системных компонентов.

Например, некоторые автономные системы используют батареи для хранения электроэнергии, вырабатываемой системой. Однако, поскольку гидроэнергетические ресурсы, как правило, носят более сезонный характер, чем ветряные или солнечные ресурсы, батареи не всегда могут быть практичными для микрогидроэнергетических систем. Если вы все же используете аккумуляторы, они должны располагаться как можно ближе к турбине, потому что трудно передавать низковольтную энергию на большие расстояния.

Типы турбин

Импульсные турбины

Импульсные турбины, имеющие наименее сложную конструкцию, чаще всего используются в высоконапорных микрогидроустановках. Они полагаются на скорость воды, чтобы двигать турбинное колесо, которое называется бегунком. Наиболее распространенные типы импульсных турбин включают колесо Пелтона и колесо Турго.

• Колесо Пелтона — использует концепцию реактивной силы для создания энергии. Вода подается в напорный трубопровод с узким соплом на одном конце. Вода струей брызжет из сопла, ударяя в двухчашечные ведра, прикрепленные к колесу. Воздействие струйной струи на изогнутые ковши создает силу, которая вращает колесо с высоким коэффициентом полезного действия 70–9.0%. Колесные турбины Пелтона доступны в различных размерах и лучше всего работают в условиях низкого расхода и высокого напора.
• Импульсное колесо Turgo — модернизированная версия Pelton. В нем используется та же концепция струйного распыления, но струя Turgo, которая вдвое меньше Pelton, расположена под углом, так что струя струи попадает сразу в три ведра. В результате колесо Turgo вращается в два раза быстрее. Он также менее громоздкий, требует мало передач или вообще не нуждается в них, и имеет хорошую репутацию благодаря безотказной работе. Turgo может работать в условиях низкого расхода, но требует среднего или высокого напора.
• Турбина Кролика Джека — турбина типа «капля в ручье», которая может генерировать энергию из ручья с глубиной воды всего 13 дюймов и без напора. Выходная мощность кролика Джека составляет максимум 100 Вт, поэтому в среднем дневная мощность составляет 1,5–2,4 киловатт-часа, в зависимости от вашего объекта. Иногда его называют погружным гидрогенератором Aquair UW.

Реакционные турбины

Реакционные турбины, которые обладают высокой эффективностью, зависят от давления, а не скорости для производства энергии. Все лопасти реактивной турбины постоянно контактируют с водой. Эти турбины часто используются на крупных гидроэлектростанциях.

Из-за своей сложности и высокой стоимости реактивные турбины обычно не используются в проектах микрогидроэнергетики. Исключением является пропеллерная турбина, которая имеет множество различных конструкций и работает так же, как гребной винт на лодке.

Пропеллерные турбины имеют от трех до шести обычно неподвижных лопастей, установленных под разными углами на рабочем колесе. Бульбовая, трубчатая и трубчатая Каплана являются вариантами пропеллерной турбины. Турбина Каплана, представляющая собой легко адаптируемую пропеллерную систему, может использоваться для микрогидроэлектростанций.

Насосы и водяные колеса

Обычные насосы могут использоваться вместо гидравлических турбин. Когда действие насоса меняется на противоположное, он работает как турбина. Поскольку насосы выпускаются серийно, вы найдете их легче, чем турбины. Насосы также дешевле. Однако для адекватной производительности насоса ваша микрогидроэлектростанция должна иметь достаточно постоянный напор и расход. Насосы также менее эффективны и более подвержены повреждениям.

Водяное колесо — старейший компонент гидроэнергетической системы. Водяные колеса все еще доступны, но они не очень практичны для производства электроэнергии из-за их низкой скорости и громоздкой конструкции.

• Учить больше
• Ссылки

Микрогидроэнергетические системы

Планирование системы микрогидроэнергетики Узнать больше

Снижение потребления электроэнергии и затрат Узнать больше

Планирование домашних систем возобновляемой энергии Узнать больше

Оборудование баланса системы, необходимое для систем возобновляемой энергии Узнать больше

Автономные или автономные системы возобновляемой энергии Узнать больше

• Основы микрогидроэнергетики
• Национальная гидроэнергетическая ассоциация

Как перемонтировать электродвигатель для выработки переменного тока

••• Smoczyslaw/iStock/GettyImages

Обновлено 17 апреля 2018 г.

Автор: Michael Logan

Вы можете использовать практически любой двигатель для выработки электрического тока, если он правильно подключен и вы следуете определенным правилам его использования. Современные асинхронные двигатели переменного тока довольно просто подключить в качестве генераторов переменного тока, и большинство из них начнет генерировать электричество при первом использовании. В этих двигателях не используются магниты, а генератор полагается на остаточный магнетизм для выработки тока. Из-за этого некоторым асинхронным двигателям, используемым в качестве генераторов, может потребоваться небольшой импульс от батареи, чтобы начать генерировать ток.

Вещи, которые вам понадобятся

• Однофазный асинхронный двигатель переменного тока с короткозамкнутым ротором, 125 В, 1 л.с. клеммы
• Конденсатор 370 В, 200 мкФ
• Отвертка
• Розетка переменного тока 125 В
• Коробка проводки розетки
• Мультиметр
• 12 В фонарная батарея
• 080006 Проверьте металлическую табличку двигателя на наличие напряжения, фазы, тока полной нагрузки и скорости. Ток полной нагрузки — это максимальная сила тока, которую вы можете ожидать от генератора. Номинальное напряжение представляет собой приблизительное напряжение, которое он генерирует. Вы должны вращать мотор-генератор на 5-10 процентов выше его номинальной рабочей скорости, чтобы вырабатывать электричество. Этот мотор-генератор является однофазным устройством.

  Отрежьте четыре куска провода длиной примерно 2 фута, используя кусачки на инструменте для зачистки проводов. Зачистите 1/2 дюйма изоляции с каждого конца всех четырех проводов.

  Вставьте конец провода в обжим на лепестковой клемме и обожмите провод на месте с помощью обжимного инструмента на инструменте для зачистки проводов. Повторите это для второго провода. Вставьте лепестковые разъемы в клеммы конденсатора.

  Ослабьте по одной клемме с каждой стороны розетки с помощью отвертки. Слегка скрутите многожильный провод на одном конце каждого из оставшихся проводов и оберните по одному вокруг каждой клеммы по часовой стрелке. Затяните клеммные винты отверткой. Выведите провода через заднее кабельное отверстие в клеммной коробке. Прикрепите розетку к коробке с помощью прилагаемых винтов.

  Держите один конец провода от конденсатора и один конец провода от розетки вместе с одним концом провода двигателя. Наденьте проволочную гайку на три провода и закрутите ее по часовой стрелке, пока она не затянется. Повторите это для оставшихся проводов конденсатора, двигателя и розетки.

  Проверка мощности

  Запустите двигатель-генератор, используя любой способ, который вы выбрали, например, бензиновый двигатель. Мотор-генератор должен вращаться на 5-10 процентов выше номинальной скорости. Дайте мотор-генератору поработать от 1 до 2 минут.

  Настройте мультиметр на проверку 250 вольт переменного тока. Держите измерительные щупы мультиметра за изолированные рукоятки и вставьте щуп в два гнезда гнезда. Напряжение мультиметра должно составлять от 110 до 135 вольт.

  Вставьте лампу в розетку и включите свет. Лампочка должна загореться, если мультиметр показал правильный диапазон напряжения.

  Нет электричества

  Дайте мотор-генератору полностью остановиться для устранения неполадок, если он не генерирует ток. Разрядите конденсатор, коснувшись одной клеммы отверткой, а затем другой, сохраняя контакт с первой клеммой.

  Отсоедините провода конденсатора и прикоснитесь каждым проводом к клеммам 12-вольтовой батареи на 5–10 секунд. Замените клеммы на конденсаторе.

  Снова запустите двигатель-генератор и выполните процедуру проверки наличия электрического тока. Если двигатель по-прежнему не вырабатывает ток, возможно, у него повреждена обмотка или не работает конденсатор.

  • Минимальный размер конденсатора составляет около 200 мкФ для двигателя мощностью 1 л.с. Соедините два конденсатора последовательно, чтобы сложить их значения — соедините одну клемму одного конденсатора с одной клеммой другого. Затем подключите две оставшиеся клеммы к двигателю, как указано. Несколько конденсаторов могут быть подключены таким образом, чтобы добавить их емкость для получения необходимого значения.

    Мотор-генератор не будет генерировать электричество, если он запущен под нагрузкой. Перед запуском генератора отключите все электрические нагрузки.

    Не выключайте генератор без предварительного отключения нагрузки, иначе двигатель будет размагничен и его придется «прошить», как показано в разделе «Нет электричества».

    По мере увеличения электрической нагрузки напряжение падает. Проведите несколько экспериментов с нагрузками, чтобы определить, когда напряжение достигает уровня отключения около 105 вольт.

  Предупреждения

  • Описанный мотор-генератор способен генерировать смертельные токи. Всегда выключайте двигатель, отключайте его источник питания и разряжайте конденсатор перед работой с цепью.

    Обеспечьте надежное крепление для всех компонентов, включая двигатель-генератор, конденсатор и коробку электропроводки. Надежно проложите всю проводку.

    Мотор-генератор перестанет производить электричество, если он перегружен или используется для запуска двигателя аналогичного размера. Асинхронные двигатели-генераторы могут запускать двигатели только мощностью от 1/5 до 1/10 от их собственной номинальной мощности.

  Связанные статьи

  Ссылки

  • Университет Чикаго: Основы на производстве электроэнергии и электроэнергии
  • Стэнфордский университет: Полифазный моторный покол двигатель лошадиных сил. Соедините два конденсатора последовательно, чтобы сложить их значения — соедините одну клемму одного конденсатора с одной клеммой другого. Затем подключите две оставшиеся клеммы к двигателю, как указано. Несколько конденсаторов могут быть подключены таким образом, чтобы добавить их емкость для получения необходимого значения.
  • Двигатель/генератор не будет генерировать электричество, если он запущен под нагрузкой. Перед запуском генератора отключите все электрические нагрузки.
  • Не выключайте генератор без предварительного отключения нагрузки, иначе двигатель будет размагничен и его придется «прошить», как показано в разделе «Нет электричества».
  • По мере увеличения электрической нагрузки напряжение падает. Следует провести некоторые эксперименты с нагрузками, чтобы определить, когда напряжение достигает уровня понижения напряжения около 105 вольт.

  Предупреждения

  • Описанный здесь двигатель/генератор способен генерировать смертельные токи. Всегда выключайте двигатель и разряжайте конденсатор перед работой со схемой.
  • Обеспечьте надежное крепление для всех компонентов, включая двигатель/генератор, конденсатор и монтажную коробку. Надежно проложите всю проводку.
  • Двигатель/генератор перестанет вырабатывать электроэнергию, если он перегружен или используется для запуска двигателя аналогичной мощности. Асинхронные двигатели/генераторы могут запускать только двигатели мощностью от 1/5 до 1/10 от их собственной номинальной мощности.

  Об авторе

  Майкл Логан — писатель, редактор и дизайнер веб-страниц. Его профессиональный опыт включает электротехническое, компьютерное и тестовое проектирование, инвестиции в недвижимость, сетевое проектирование и управление, программирование и ремоделирование компании. Логан профессионально пишет с тех пор, как в 1989 году он впервые был опубликован в журнале Test & Measurement World.

  Симптомы, первая помощь, долгосрочные последствия

  Поражение электрическим током происходит, когда через ваше тело проходит электрический ток. Это может сжечь как внутренние, так и внешние ткани и вызвать повреждение органов.

  Ряд факторов может вызвать поражение электрическим током, в том числе:

  • линии электропередач
  • молния
  • электрические машины
  • электрическое оружие, такое как электрошокеры
  • бытовые приборы
  • электрические разряды от электрических розеток обычно менее серьезные, они могут быстро стать более серьезными, если ребенок жует электрический шнур или кладет рот в розетку.

    Помимо источника поражения, на серьезность поражения электрическим током влияет несколько других факторов, в том числе:

    • напряжение
    • продолжительность контакта с источником
    • общее состояние здоровья
    • путь прохождения электричества через ваше тело источник электричества труднее уронить)

    Если вы или кто-то другой испытал удар током, вам может не понадобиться неотложная помощь, но вам все же следует как можно скорее обратиться к врачу. Внутренние повреждения от поражения электрическим током часто трудно обнаружить без тщательного медицинского осмотра.

    Читайте дальше, чтобы узнать больше о поражении электрическим током, в том числе когда это требует неотложной медицинской помощи.

    Симптомы поражения электрическим током зависят от его тяжести.

    Potential symptoms of an electric shock include:

    • loss of consciousness
    • muscle spasms
    • numbness or tingling
    • breathing problems
    • headache
    • problems with vision or hearing
    • burns
    • seizures
    • irregular heartbeat

    Поражение электрическим током также может вызвать компартмент-синдром. Это происходит, когда повреждение мышц вызывает отек конечностей. В свою очередь, это может сдавливать артерии, что приводит к серьезным проблемам со здоровьем. Компартмент-синдром может быть незаметен сразу после разряда, поэтому следите за своими руками и ногами после разряда.

    Если вы или кто-то другой подверглись удару током, ваша незамедлительная реакция может существенно повлиять на минимизацию последствий поражения электрическим током.

    Если вас шокировало

    Если вас ударит током, вам может быть трудно что-либо сделать. Но попробуйте начать со следующего, если вы думаете, что вас сильно ударило током:

    • Как можно скорее отпустите источник электричества.
    • Если можете, позвоните по номеру 911 или в местные службы экстренной помощи. Если вы не можете, позовите кого-нибудь из окружающих.
    • Не двигайтесь, если только вам не нужно отойти от источника электричества.

    Если удар кажется незначительным:

    • Как можно скорее обратитесь к врачу, даже если у вас нет заметных симптомов. Помните, что некоторые внутренние повреждения трудно обнаружить поначалу.
    • Тем временем прикройте все ожоги стерильной марлей. Не используйте лейкопластырь или что-либо еще, что может прилипнуть к ожогу.

    Если кто-то получил удар током

    Если кто-то получил удар током, помните о нескольких вещах, чтобы помочь ему и обезопасить себя:

    • контакта с источником электричества.
    • Не перемещайте человека, подвергшегося шоку, за исключением случаев, когда существует опасность повторного удара током.
    • Если возможно, отключите подачу электричества. Если не можете, отодвиньте источник электричества от человека с помощью непроводящего предмета. Дерево и резина — хорошие варианты. Просто убедитесь, что вы не используете ничего мокрого или на металлической основе.
    • Держитесь на расстоянии не менее 20 футов, если они были поражены током от высоковольтных линий электропередач, которые все еще включены.
    • Позвоните по номеру 911 или в местные службы экстренной помощи, если в человека ударила молния или если он вступил в контакт с высоковольтным электричеством, например, с линиями электропередач.
    • Позвоните по номеру 911 или в местные службы экстренной помощи, если у человека проблемы с дыханием, он потерял сознание, у него судороги, мышечная боль или онемение, или он чувствует симптомы сердечного заболевания, включая учащенное сердцебиение.
    • Проверьте дыхание и пульс человека. При необходимости начните сердечно-легочную реанимацию до прибытия экстренной помощи.
    • Если у человека проявляются признаки шока, такие как рвота, обморок или очень бледный цвет, слегка приподнимите его ноги и ступни, если только это не вызывает слишком сильную боль.
    • При возможности накройте ожоги стерильной марлей. Не используйте лейкопластыри или что-либо еще, что может прилипнуть к ожогу.
    • Держите человека в тепле.

    Даже если повреждения кажутся незначительными, крайне важно обратиться к врачу после поражения электрическим током, чтобы проверить наличие внутренних повреждений.

    В зависимости от травмы потенциальные методы лечения электрическим током включают:

    • лечение ожогов, включая применение мази с антибиотиком и стерильных повязок
    • обезболивающее
    • внутривенные жидкости
    • прививка от столбняка, в зависимости от источника шока и того, как он произошел или тяжелые травмы.

      Некоторые поражения электрическим током могут иметь долгосрочные последствия для вашего здоровья. Например, серьезные ожоги могут оставить необратимые шрамы. И если электрический ток пройдет через ваши глаза, у вас может остаться катаракта.

      Некоторые удары током также могут вызывать постоянную боль, покалывание, онемение и мышечную слабость из-за внутренних повреждений.

      Если ребенок получил травму губы или ожог в результате жевания пуповины, у него также может быть сильное кровотечение, когда струп со временем отпадет. Это нормально из-за количества артерий в губе.

      Поражение электрическим током может быть очень серьезным, поэтому важно как можно скорее обратиться за помощью. Если шок кажется сильным, позвоните по телефону 911 или по местному номеру службы экстренной помощи. Даже если шок кажется незначительным, лучше обратиться к врачу, чтобы убедиться, что нет менее заметных травм.

      Центр творческой науки — доктор Джонатан П. Хэйр

      Центр творческой науки — доктор Джонатан П. Хэйр ссылка на 6 самодельный электрогенератор страница
      Очень простой генератор, описанный ниже, является примитивным, но показывает основную работу. Он намеренно сделан настолько простым, насколько это возможно, чтобы было максимальное пространство для его использования в творческих разработках и изобретениях. Следовательно, он может стать основой для более сложного устройства, как показано чуть ниже.

      Генератор сделан из катушки проволоки (около 1000 витков), намотанной на последние 3 см или около того большого гвоздя. Когда вращающийся магнит помещается рядом с устройством, он индуцирует напряжение в катушке, которое затем можно использовать для зажигания лампочки (или, что еще лучше, светодиода, подробности см. в конце) — поэтому можно просто продемонстрировать генерацию электричества.

      Схема простого генератора

      Этап 1
      Сделайте два картонных круга диаметром около 3 см (толщиной 1-2 мм). Аккуратно проткните отверстие в середине кругов. Найдите большой (длиной 10-15 см, шириной 6 мм) чистый (не ржавый) гвоздь с большой шляпкой. Наденьте один из кругов на гвоздь и продвиньте прямо к головке.

      Этап 2
      Покройте последние 3-4 см гвоздя одним слоем изоляционной ленты (оставьте шляпку гвоздя открытой). Наденьте второй круг на гвоздь, но только до изоляционной ленты. Добавьте больше ленты на другую сторону круга, чтобы зафиксировать круг на месте. Теперь у вас должна быть готовая «катушка», на которую можно намотать катушку.

      Этап 3
      Возьмите тонкий изолированный медный провод (скажем, 25 м или около того 30SWG, диаметром около 0,3 мм), оставьте около 20-30 см свободными и начните наматывать витки на изолированную часть гвоздя между двумя кругами. Накрутите 1000-1500 витков (точное количество не имеет большого значения и будет зависеть от того, насколько аккуратно вы сможете их намотать до того, как они выльются на ограничивающие картонные круги). Оставьте свободными еще 20-30 см в конце и затем обрежьте проволоку. Обмотайте всю сборку скотчем, чтобы провод не оторвался.

      Этап 4
      Возьмите свободные концы проводов и соскребите изоляцию. Подсоедините их к лампочке или к светодиоду. Поднесите магнит к шляпке гвоздя и, удерживая его примерно в 5 мм от головки, быстро перемещайте магнит из стороны в сторону. Лампа или светодиод загорятся, показывая выработку электроэнергии !!

      КАК РАБОТАЕТ ГЕНЕРАТОР

      Генератор работает от магнитного поля, индуцирующего напряжение в катушке провода. Важно отметить, что напряжение увеличивается по мере увеличения количества витков провода на катушке, размера катушки и силы магнитного поля. Магнитное поле (или катушка) должно находиться в постоянном движении, чтобы производить/индуцировать электричество в катушке. Это можно сделать, двигая магнит или двигая катушку — эффект тот же. Катушка (или магнит) должна двигаться таким образом, чтобы катушка постоянно проходила через магнитное поле.
      Железный гвоздь также важен в нашем простом генераторе, поскольку он имеет тенденцию концентрировать магнитное поле. Когда катушка наматывается на гвоздь, она имеет тенденцию втягивать больший магнитный поток в область катушки, что повышает общую эффективность устройства и увеличивает производимое напряжение.
      Также важен тип провода в катушке. Например, толстый провод означает, что потери мощности будут меньше, но недостатком является то, что катушка становится очень большой, когда требуется большое количество витков. Поэтому в практическом генераторе необходимо найти некоторый компромисс между размером магнита, катушки и провода.

      AC или DC
      Этот простой генератор называется генератором переменного тока. Это означает, что напряжение, появляющееся на двух проводах, меняется между + и -, и — и + каждый раз, когда магнит делает полный оборот. В результате генератор может зажечь лампочку или светодиод, и вам не нужно беспокоиться о том, в какую сторону должны идти соединения (поскольку они все равно постоянно меняются местами). Однако этот простой генератор не подходит для работы радиоприемников, калькуляторов или других устройств, которым требуется постоянный ток (DC), который вырабатывается, например, от батареи. Вы можете повеселиться, подключив динамики к выходу генератора, так как вы можете слышать переменное электричество — но, пожалуйста, не используйте лучшие Hi-Fi динамики ваших родителей! Попробуйте использовать наушники типа Walkman и т. д.

      БОЛЕЕ УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ ГЕНЕРАТОР

      На фотографии ниже показан простой генератор с ручным заводом, который я построил, в котором использовались два таких генератора с гвоздями, соединенные вместе (чтобы обеспечить двойную мощность). Таким образом, обе стороны магнита, N и S, используются одновременно. Нужно правильно провести проводку между катушками, иначе напряжение пропадет, и вы не получите никакой мощности от генератора! Катушки подключаются одна за другой, а не одна через другую (т. е. последовательно, а не параллельно). Была использована простая деревянная зубчатая передача, чтобы вы могли с комфортом генерировать электричество, не поворачивая ручку слишком быстро.

      Простой генератор с двумя гвоздями и рукояткой

      Крупный план генератора
      

      ВОЗМОЖНО, САМЫЙ ПРОСТОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР В МИРЕ
      нажмите здесь, чтобы увидеть еще более простой генератор

      КАКОЙ ТИП ЛАМП МНЕ ИСПОЛЬЗОВАТЬ?
      Может показаться здравым смыслом использовать в этом типе генератора лампочку как можно более низкого напряжения, но на самом деле лампочка с более высоким напряжением часто работает лучше. Например, лампа на 1,5 В (напряжение) часто потребляет 0,25 А (ампер — электрический ток), а лампа на 6 В может потреблять всего 0,05 А. Этот простой генератор может обеспечить только относительно небольшой ток (скажем, 0,05-0,1 А), и, следовательно, лампы с более высоким напряжением работают лучше. Кстати, светодиод (светоизлучающий диод) очень хорошо работает в этой конструкции, потому что потребляет очень небольшой ток (около 0,01 А). Светодиоды можно получить у Tandys или Maplins (подойдет почти любой) или вырезать из старого радиоприемника или игрушки, в которой он есть.

      Нажмите здесь для получения информации о светодиодах

      КАКОЙ ТИП МАГНИТА Я ДОЛЖЕН ИСПОЛЬЗОВАТЬ?
      Как правило, чем сильнее магнит, тем лучше. Eclipse производит все виды магнитов, которые обычно можно приобрести в большинстве хозяйственных магазинов. Генератор с «рукояткой», описанный выше, использовал магнит E825 Eclipse. Стоит попробовать другие типы магнитов, но вам, возможно, придется придумать другие способы вращения магнитов, чтобы убедиться, что магнитное поле меняется правильно по отношению к катушке. Хорошие генераторы можно сделать из пуговичных, стержневых, часовых и цилиндрических магнитов — все зависит от вашего воображения!

      ПЕРЕЧЕНЬ ДЕТАЛЕЙ И ИНСТРУМЕНТЫ
      Картон от коробки из-под хлопьев например
      Железный гвоздь с головкой (диаметр 1/4 дюйма (6 мм), длина ~ 6 дюймов (15 см))
      Катушка (около 25 м) эмалированной медной проволоки (30 SWG или диаметром ~0,3 мм)
      E825 Магнит кнопки затмения
      Лампа фонарика (6В, 0,06А) и держатель, а еще лучше светодиод
      Ручная дрель (стандартный инструментальный ящик)
      Большинство этих деталей можно приобрести в магазине «Сделай сам» или в магазинах электроники, таких как Tandy или Maplins.
      

      Книги и статьи:
      Продвинутая физика, Том Дункан, 4-е изд., Джон Мюррей, ISBN 0 7195 5199 4
      хороший раздел о генераторах и электричестве.

      Идеи для дальнейшей работы:
      1) попробуйте изменить количество витков. Всегда ли верно, что напряжение увеличивается с количеством витков для этого простого генератора? Что происходит, когда спираль становится настолько большой, что ее части уже не находятся очень близко к гвоздю?

      2) можно ли найти лучший формирователь железа, чем гвоздь?

      3) как насчет того, чтобы попробовать другие формы энергии для питания вращающегося магнита, например. энергия ветра, энергия волн (например, см. раздел «Создание собственного ветряка»)

      перейти к «построй свой собственный ветряк»

      4) можно ли встроить подвижный переключатель, чтобы сделать напряжение постоянным (DC) вместо переменного (AC) – это называется коммутатором

      5) можно ли использовать катушку с гвоздем (без магнита) в качестве «поисковая» катушка для обнаружения магнитных полей ? Попробуйте поместить катушку с гвоздем рядом с динамиком, воспроизводящим музыку, мигает ли светодиод во время музыки?
      ПРИМЕЧАНИЕ: никогда не приближайтесь к устройствам с питанием от сети с этим устройством .

      НЕ ИГРАЙТЕ С ЭЛЕКТРОПИТАНИЕМ — ЭТО УБИВАЕТ

      Информация о веб-сайте:
      Для получения подробной информации о магните, использованном в этом проекте:
      www.magnets2buy.com/acatalog/Buttons.html

      ВОЗМОЖНО, САМЫЙ ПРОСТОЙ ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР В МИРЕ
      нажмите здесь для еще более простого генератора

      ссылка на 6-ю страницу

      ---

      ЦЕНТР ТВОРЧЕСКОЙ НАУКИ
      

      ---

      Д-р Джонатан Хэйр, Университет Сассекса
      Брайтон, Восточный Сассекс. БН1 9КДЖ

      главная | дневник | что происходит | Резюме CSC | последние новости
      

      ---

      » Безопасность генератора

      Резервные или аварийные генераторы

      Бензиновый генератор

      Надежное электричество — это услуга, которую мы все ожидаем и принимаем как должное, пока не отключим электроэнергию из-за отключения. Как правило, перебои в подаче электроэнергии восстанавливаются в течение нескольких часов, но во время крупных ледяных бурь, ураганов или других стихийных бедствий бригадам энергокомпании может потребоваться несколько дней или больше, чтобы восстановить электроэнергию для всех.

      Недорогие аварийные резервные генераторы можно приобрести в домашних центрах, по почте и в Интернете, поэтому многие из нас держат генератор на случай отключения электричества. Резервные генераторы удобны, но они также могут создать опасную ситуацию, если они не подключены должным образом к электропроводке вашего дома.

      Генераторы иногда постоянно подключаются к домашней электропроводке. Если подключение к домашней электропроводке выполнено неправильно, то генератор может подключиться к энергосистеме BARC и может привести к поражению электрическим током линейных рабочих, которые работают над восстановлением подачи электроэнергии.

      Генераторы никогда не должны подключаться к домашней электрической розетке и не должны подключаться напрямую к панели автоматического выключателя. Генераторы следует подключать к дому только через так называемый «двухполюсный двухпозиционный переключатель», который иногда называют двухпозиционным переключателем. Эту работу может выполнить квалифицированный электрик. Ответственность BARC за электроснабжение заканчивается на счетчике, поэтому мы не можем знать, когда и установили ли вы генератор, и мы не можем знать, была ли установка выполнена в соответствии с Национальным электротехническим кодексом. Обратитесь к своему электрику за Национальным электротехническим кодексом 700.6 и 702.6.

      Еще одна причина для привлечения квалифицированного электрика. Если вы подключаете генератор напрямую к настенной розетке, то проводка в вашем доме больше не защищена автоматическим выключателем или предохранителем в вашей силовой панели. Проводка может перегрузиться, перегреться и стать причиной пожара в вашем доме.

      Наконец, дизельный или бензиновый двигатель, приводящий в действие аварийный генератор, содержит угарный газ в выхлопных газах. Угарный газ — бесцветный газ без запаха, который может быть смертельным. Всегда обращайтесь к руководству пользователя или руководству по эксплуатации вашего генератора относительно правильного размещения генератора.

      Персонал BARC готов проконсультировать вас по поводу установки аварийного электрогенератора. Вы можете позвонить нам по телефону 800-846-2272, и мы будем рады поговорить с вами.

      Следующая информация дает дополнительное представление об аварийных или резервных генераторах и может помочь вам выбрать правильное решение для вашего дома или бизнеса.

      Стационарные или стационарные генераторы

      Большие стационарные генераторы обычно напрямую подключаются к электропроводке здания для обеспечения резервного питания во время чрезвычайных ситуаций и отключений электроэнергии. Тем не менее, электропроводка должна быть правильно установлена ​​квалифицированным подрядчиком-электриком. Правильная установка «постоянного» генератора крайне опасна, а не работа «сделай сам». Если вы планируете установить этот тип генератора, вам, возможно, потребуется получить разрешение на электроснабжение в местном отделе электротехнической или строительной инспекции. Типовые установки описаны и показаны ниже.

      Портативные генераторы

      Небольшие портативные генераторы можно приобрести в большинстве магазинов товаров для дома. Мощность генератора этого класса обычно слишком мала для питания всего домашнего хозяйства, но достаточна для работы с некоторыми сочетаниями необходимых нагрузок, таких как скважинный насос, вентиляторы и циркуляционные насосы для дровяных печей, холодильник или морозильник и т. д. Как упоминалось выше, генераторы НИКОГДА не должны быть подключены к розетке для «обратного питания» вашего дома. Это создаст вероятность того, что ваша домашняя проводка будет перегружена и перегреется, что представляет значительный риск возгорания. Вы также можете подавать питание на «обесточенные» линии электропередач за пределами вашего дома, создавая опасную для жизни угрозу безопасности для линейных монтажников, которые не ожидают, что линии будут «горячими».

      «Обратное питание» — опасное состояние

      Неправильное подключение портативного генератора к электропроводке может привести к «обратному питанию» — опасному току, который может привести к поражению электрическим током или тяжелым травмам вас или других людей. Обратное подключение к линиям электропередач от генератора может создать «горячие» линии электропередач во время отключения. Линейщики, которые ожидают, что линия будет обесточена, могут получить травмы. Одним из хороших способов избежать обратной подачи является установка двухполюсного, двухпозиционного переключающего механизма. Квалифицированный подрядчик-электрик может установить этот автоматический переключатель, чтобы можно было предотвратить опасное обратное питание.

      В соответствии с Национальным электротехническим кодексом, параграф 700-6; «Переводное оборудование должно быть спроектировано и установлено таким образом, чтобы предотвратить непреднамеренное соединение обычных и аварийных источников питания при любой работе передающего оборудования. Автоматические переключатели резерва должны иметь электрическое управление и механическое удерживание». Переключатель должен быть размыкающим перед включением, который «разорвет» электрическое соединение с промышленными линиями электропередач, прежде чем он «установит» соединение между вашим генератором и проводкой. Выключатель также предотвратит повреждение генератора электросетью при восстановлении нормального режима работы. Убедитесь, что номинал безобрывного переключателя такой же или выше, чем у основной защиты от перегрузки по току».

      Электрическая схема типичной установки с использованием безынерционного переключателя приведена на Рис. 1. Всегда следует консультироваться с лицензированным и опытным электриком и соблюдать все местные строительные и электротехнические нормы и правила.

      Так как автоматические переключатели могут быть дорогими, другой способ установки генератора состоит в том, чтобы иметь вспомогательную панель с главными выключателями и питанием от основного источника питания или генератора. Выключатель главной панели и выключатель генератора на вспомогательной панели будут иметь ручки, заблокированные для предотвращения одновременного включения и выключения обоих. Это предотвращает обратную подачу электроэнергии в коммерческую сеть, когда генератор находится в работе. См. рис. 2.

      1. Установите выключатель и проводку от главной панели к дополнительной панели питания. Примечание. Размеры проводки и выключателя определяются необходимой нагрузкой цепи.

      Таблица размеров выключателя/проводки

      Ампер	Размер провода
      20 А	12-3 с проводом заземления
      30 А	10-3 с проводом заземления
      40 А	8-3 с проводом заземления
      50 А	6-3 с проводом заземления

      2. Установите вспомогательную панель с главными выключателями соответствующего размера.

      Питание для одного от главного щита, а для другого от генератора.

      3. Установите стопорный комплект для главного выключателя/разъединителя двойного питания и блокировки рукоятки. Примечание. Не все производители поставляют комплекты для фиксации рукоятки для всех моделей выключателей-разъединителей.

      4. Установите выключатели на дополнительной панели для цепей, которые должны получать питание от генератора. Примечание. Генераторы меньшего размера могут быть не в состоянии нести общую нагрузку для всех цепей. Используйте таблицу расчета нагрузки (рис. 3), чтобы определить общую нагрузку. Генератор меньшей мощности, чем общая нагрузка, можно использовать, отключив некоторые выключатели, когда прибор или освещение не нужны. Всегда используйте генератор, который как минимум на 25 % мощнее большинства необходимых нагрузок. Это позволяет использовать некоторые второстепенные нагрузки одновременно.

      Опасность угарного газа

      При использовании генератора обязательно располагайте его снаружи, чтобы выходил ядовитый угарный газ. Никогда не используйте генератор в закрытом здании, особенно в здании, пристроенном к жилому дому. Также убедитесь, что в генераторе достаточно воздуха для дыхания и что его выхлоп правильно вентилируется. Испарения от сгоревшего топлива могут быть смертельными. Всегда обеспечивайте надлежащую вентиляцию и поток воздуха вокруг генератора.

      Генераторы и вода несовместимы

      Не используйте переносной генератор в затопленном подвале. Это потенциально опасная комбинация. Кроме того, убедитесь, что ваши руки сухие, что вы стоите в сухом месте, а генератор надлежащим образом заземлен всякий раз, когда вы им пользуетесь.

      Безопасное использование бензина

      Канистра с бензином

      Бензин следует хранить только в утвержденных емкостях и в недоступном для детей месте. Само собой разумеется, что при работе с бензином все пламя или сигареты следует гасить. Держите рядом с генератором полностью заряженный сертифицированный огнетушитель и никогда не заправляйте генератор во время его работы.

      Вот несколько правил, которым необходимо следовать, чтобы обеспечить безопасную установку и эксплуатацию генераторов:

      • Всегда тщательно проверяйте генератор каждый новый сезон, прежде чем запускать его.
      • Никогда не пытайтесь ремонтировать электрогенератор, ремонт должен выполнять только квалифицированный специалист.
      • Не снимайте и не вмешивайтесь в устройства безопасности; они там, чтобы защитить вас и вашу собственность.
      • Многие детали двигателя во время работы сильно нагреваются, прикосновение к ним может привести к сильным ожогам.
      • Всегда держите детей подальше от генераторов.
      • Всегда правильно отключайтесь от коммунальных услуг перед запуском резервного генератора.

      Не подвергайте свою жизнь риску

      Электрические генераторы могут обеспечить вам душевное спокойствие и удобство, если вы не рискуете своей безопасностью или безопасностью других. Обязательно соблюдайте эти правила безопасности, чтобы не подвергать опасности себя или жизнь других людей.