Mechanický prevodník

Moderný človek je zvyknutý všade využívať elektrickú energiu. Len ťažko si vieme predstaviť absenciu elektriny, na ktorej je založená väčšina nášho zmysluplného života. Zamysleli ste sa však niekedy nad tým, odkiaľ pochádza? Čo hýbe neviditeľnými časticami a núti ich pracovať v prospech ľudí?
Už starí Gréci tušili o prítomnosti neviditeľnej sily, ktorá uvádza do pohybu určité predmety. Skutočný úsvit tejto témy však nastal až v období industrializácie 19. storočia. Vtedy známy vedec Michael Faraday objavil fenomén elektromagnetickej indukcie, ktorý vysvetľuje výskyt elektrického prúdu v magnetickom poli, keď sa v ňom pohybuje vodič. Dnes vás pozývame vyskúšať túto teóriu experimentálne.
Podstatou experimentu je výroba elektromechanického meniča na báze jednosmerného motora, ktorý bude otáčať magnety umiestnené v ráme tlmivky. V dôsledku budenia magnetických polí a vzhľadu elektromagnetického emf na výstupe získame elektrický prúd.Skúsenosť je tiež zaujímavá, pretože získané hodnoty napätia budú vyššie ako hodnoty vynaložené na prevádzku motora. Ale prvé veci.

Materiály – náradie

• 3V jednosmerný motor;
  
• Neodymové štvorcové magnety 10x8 mm;
  
• Oceľová tyč s prierezom 2-3 mm;
  
• Medený drôt v lakovanej izolácii;
  
• Kusy plastov;
  
• 3,7 V batéria;
  
• Medené vedenie, zmršťovanie;
  
• Super lepidlo.

Nástroje, ktoré potrebujeme na prácu, sú: spájkovačka s spájkou, zapaľovač, nôž, kliešte s kliešťami. Pre tých, ktorí chcú merať výstupné napätie na prevodníku, bude potrebný tester.

Zostavenie elektromechanického meniča napätia

Z oceľovej tyče vyrábame dva malé rámy statora. Pomocou klieští ohnite obrys a odrežte prebytok. Konce cievok by mali byť tiež ohnuté (foto).





Rámiky spojíme superlepidlom a na stred nanesieme teplom zmrštiteľné. Zahrejeme ho podpaľovačom a získame tak izolované jadro cievky.



Na navíjanie používame tenký medený drôt v lakovanej izolácii. Musí byť navinutý okolo oblasti izolátora. Počet otáčok - 600.
Po dokončení navíjania necháme dva konce cievky - počiatočný a konečný. Izoláciu odstránime spálením bežným zapaľovačom. Toto bude stator.


Na hriadeľ motora pripevníme pomocou superglue pár vodidiel vyrobených z kúskov plastu pre neodýmové magnety. Umiestňujeme ich na opačné strany hriadeľa, aby sme zväčšili plochu kontaktu s magnetmi.


Neodymové magnety pripevňujeme na hriadeľ pomocou superglue. Upozorňujeme, že sa môžu pripojiť iba vtedy, ak majú rôznu polaritu. Toto bude rotor nášho meniča.


Vystrihli sme dva pásy tenkého plastu na veľkosť motora a rámu. Môžu byť mierne ohnuté zahrievaním stredu zapaľovačom.


Prilepte lišty na telo motora. Ďalej upevníme rám statora tak, aby jeho otvorené konce, bez toho, aby sa dotýkali magnetov, boli umiestnené v strede rotora.



Náš najjednoduchší mikrokonvertor je pripravený. Zostáva len pripojiť motor, prispájkovať jeho konce kontaktmi a doplniť celý obvod o zdroj. Ako zdroj je vhodná bežná 3,7 V lítiová batéria z notebooku.


Merania pomocou testera ukazujú výstupné napätie, ktoré je rádovo vyššie ako vstupné napätie, čo znamená, že tento obvod je celkom funkčný.

Záver

Spravodlivo stojí za zmienku, že elektromechanické meniče sa stali minulosťou s príchodom elektronických mikroobvodov a tranzistorov. Dnes si môžete zakúpiť hotové moduly na zvýšenie napätia, ktoré vám umožnia získať vysoký výkon okolo 50 V z bežnej batérie 3,2 -3,7 V. Sú tiché, kompaktné a racionálne, pretože s ich pomocou môžete napájať 12 a 24 V zariadenia ako sú chladiče a krokové motory len s jednou batériou!

Pozri si video