Bộ chuyển đổi cơ khí

Con người hiện đại đã quen với việc sử dụng năng lượng điện ở mọi nơi. Thật khó để chúng ta tưởng tượng sự vắng mặt của điện, nguồn điện làm nền tảng cho hầu hết cuộc sống có ý nghĩa của chúng ta. Nhưng có bao giờ bạn tự hỏi nó đến từ đâu? Điều gì di chuyển các hạt vô hình, khiến chúng hoạt động vì lợi ích của con người?
Người Hy Lạp cổ đại đã đoán được sự hiện diện của một lực vô hình làm cho một số vật thể chuyển động. Tuy nhiên, buổi bình minh thực sự của chủ đề này chỉ xảy ra trong thời kỳ công nghiệp hóa của thế kỷ 19. Khi đó nhà khoa học nổi tiếng Michael Faraday đã phát hiện ra hiện tượng cảm ứng điện từ, hiện tượng này giải thích sự xuất hiện của dòng điện trong từ trường khi một dây dẫn chuyển động trong đó. Hôm nay chúng tôi mời bạn kiểm tra lý thuyết này bằng thực nghiệm.
Bản chất của thí nghiệm là chế tạo một bộ chuyển đổi cơ điện dựa trên động cơ DC, nó sẽ làm quay các nam châm nằm trong khung của cuộn cảm. Do sự kích thích của từ trường và sự xuất hiện của lực điện từ ở đầu ra, chúng ta thu được một dòng điện.Trải nghiệm cũng rất thú vị vì giá trị điện áp thu được sẽ lớn hơn giá trị điện áp dùng khi vận hành động cơ. Nhưng điều đầu tiên trước tiên.

Vật liệu – Dụng cụ

• động cơ DC 3V;
  
• Nam châm vuông Neodymium 10x8 mm;
  
• Thanh thép có tiết diện 2-3 mm;
  
• Dây đồng cách điện được đánh vecni;
  
• Những mảnh nhựa;
  
• pin 3,7V;
  
• Dây đồng, co nhiệt;
  
• Keo siêu dính.

Các dụng cụ chúng ta cần để làm việc là: mỏ hàn có mỏ hàn, bật lửa, dao và kìm có kìm. Sẽ cần một máy kiểm tra cho những ai muốn đo điện áp đầu ra trên bộ chuyển đổi.

Lắp ráp bộ chuyển đổi điện áp cơ điện

Chúng tôi làm hai khung stato nhỏ từ một thanh thép. Dùng kìm uốn cong đường viền và cắt bỏ phần thừa. Các đầu của cuộn dây cũng phải được uốn cong (ảnh).





Chúng tôi kết nối các khung bằng keo siêu dính và đặt co nhiệt ở giữa. Chúng tôi làm ấm nó bằng bật lửa và nhờ đó có được lõi cuộn dây cách điện.



Để cuộn dây, chúng tôi sử dụng dây đồng mỏng cách điện được đánh vecni. Nó phải được quấn quanh khu vực cách điện. Số lượt – 600.
Sau khi cuộn dây xong, chúng ta để lại hai đầu của cuộn dây - đầu đầu và đầu cuối. Chúng tôi loại bỏ lớp cách nhiệt bằng cách đốt nó bằng bật lửa thông thường. Đây sẽ là stator.


Trên trục động cơ, chúng tôi gắn một cặp dẫn hướng làm bằng miếng nhựa dành cho nam châm neodymium bằng keo siêu dính. Chúng ta đặt chúng ở hai phía đối diện của trục để tăng diện tích tiếp xúc với nam châm.


Chúng tôi gắn nam châm neodymium vào trục bằng keo siêu dính. Xin lưu ý rằng chúng chỉ có thể kết nối nếu chúng có cực tính khác nhau. Đây sẽ là rôto của bộ chuyển đổi của chúng tôi.


Chúng tôi cắt hai dải nhựa mỏng theo kích thước của động cơ và khung. Chúng có thể được uốn cong một chút bằng cách đốt nóng phần giữa bằng bật lửa.


Dán các dải vào thân động cơ. Tiếp theo, chúng ta cố định khung stato sao cho các đầu hở của nó đặt vào giữa rôto mà không chạm vào nam châm.



Bộ chuyển đổi vi mô đơn giản nhất của chúng tôi đã sẵn sàng. Tất cả những gì còn lại là kết nối động cơ, hàn các đầu của nó bằng các tiếp điểm và bổ sung nguồn điện cho toàn bộ mạch. Pin lithium 3,7 V thông thường của máy tính xách tay thích hợp làm nguồn điện.


Các phép đo bằng máy kiểm tra cho thấy điện áp đầu ra cao hơn điện áp đầu vào một bậc, điều đó có nghĩa là mạch này hoạt động khá tốt.

Phần kết luận

Công bằng mà nói, điều đáng chú ý là các bộ chuyển đổi cơ điện đã trở thành dĩ vãng với sự ra đời của các vi mạch điện tử và bóng bán dẫn. Ngày nay, bạn có thể mua các mô-đun tăng điện áp làm sẵn cho phép bạn đạt được hiệu suất cao khoảng 50 V từ pin 3,2 -3,7 V thông thường. Chúng hoạt động êm ái, nhỏ gọn và hợp lý vì với sự trợ giúp của chúng, bạn có thể cấp nguồn cho các thiết bị 12 và 24 V chẳng hạn như máy làm mát và động cơ bước chỉ với một cục pin!

Xem video