Fidget spinner elgenerator

En elektrisk generator är mycket vanlig och användbar elektrisk maskin som upptäcktes av Michael Faraday 1832. Sedan dess har vi använt dessa maskiner i alla våra kraftverk för att tillhandahålla elektricitet till vår planet. I det här projektet ska vi bygga en enkel generator med en elektromagnet och en fidget spinner för att förstå konceptet med generatorn.

Innan vi börjar är det viktigt att känna till generatorer. De producerar inte el. Ja, du hörde det rätt! I själva verket kan el aldrig produceras; enligt lag för bevarande kan energi bara överföras från en stat till en annan. Så i en generator roteras rotorn med vilken mekanisk koppling som helst från en turbin eller motor och denna mekaniska rotation omvandlas till elektrisk energi i statorn. Vi kommer att göra detsamma, vi kommer att använda fidget spinner som rotor och en elektromagnet som en stator för att producera elektricitet som är tillräckligt liten för att lysa en LED. Låter intressant, eller hur? Låt oss börja…

Material som krävs:

1. Fidget spinner
2. Elektromagnet
3. Neodymmagneter

Hur fungerar en elektromagnet?

Innan du fortsätter med detta Fidget Spinner Electricity Generator- projekt, eftersom vi använder en elektromagnet kan vi förstå hur det fungerar. Den som vi använder i vårt projekt är en 12V 0,25A (mer teknisk specifikation kommer att diskuteras senare) elektromagnet. Så uppenbarligen, om vi levererar en 12V kommer det att förbruka cirka 0,25A och producera ett magnetfält (B) som kommer att locka alla metallstycken i dess omgivande område. Detta magnetfält produceras på grund av att strömmen flyter genom spolen som är inne i elektromagneten och som vi vet enligt Faradays induktionslag,alla strömförande ledare producerar ett magnetfält runt dem. Detta magnetfält är koncentrerat vid en viss punkt på grund av spolarrangemanget och därför kan det locka metall. Men det är inte så vi vill att det ska fungera här.

Med samma faradays lag i åtanke bör vi kunna generera ström genom att skapa ett varierande magnetfält nära elektromagneten så att det fungerar som en generator. Så för att skapa detta varierande magnetfält kommer vi att använda neodymmagneter med en fidget spinner.

Elgeneratorprojektuppsättning:

Uppsättningen för detta är relativt enkel, du behöver bara placera neodymmagneterna över fidget-spinnaren (som visas nedan) och placera den direkt över elektromagneten.

Neodymmagneterna är mycket kraftfulla och kommer att försöka attraheras av elektromagneten om du snurrar med den fria handen. Använd därför något arrangemang för att hålla dem båda intakta. Jag använde ett mutter- och bultarrangemang för detsamma som visas på bilden nedan. När det är klart ansluter du en lysdiod till utgången på elektromagneten (ingen polaritet) och du är redo att snurra.

Generera elektricitet med hjälp av Fidget Spinner för att lysa en LED:

Vår mini-generator är redo för åtgärder. Snurra bara fidget-spinnaren med handen och du bör märka att lysdioden lyser. Samma sak finns också i videopresentationen i slutet av denna sida. Ju snabbare du snurrar desto ljusare lyser den. Tillbringa lite tid och njut av din produktion, senare ska vi analysera vad som händer här.

Okej, nu för att bli teknisk, låt oss analysera några saker. Du borde ha lagt märke till att lysdioden lyser oavsett i vilken riktning du vrider spinnaren eller i vilken polaritet du ansluter lysdioden. Detta beror på att lysdioden här faktiskt lyser på växelspänning. Vad….?????

Ja, ingen generator kan någonsin producera likspänning. När spänningen produceras i en generator är dess standardspänning AC. Även i likströmsgeneratorer är den omedelbara spänningen som produceras från statorn växelström, den konverteras senare mekaniskt till likström med hjälp av ett arrangemang som kallas kommutator.

Uppskatta flödet producerat av Spinner:

Hittills så bra, du kan fortsätta och ge dig själv en kaka för att förstå saker hittills. Men låt oss försöka lista ut några fler saker med hjälp av några formler.

Elektromagneten som används här är av modellnummer ZYE1-P20 / 16 som har följande specifikation som nämns i databladet. (Det finns fler, jag har bara listat de obligatoriska)

Spänning: 12V

Ström: 0,25 A.

Hållkraft: 2,5 kg / cm ² eller 25N

Mittdiameter: 8 mm

För att hitta antalet varv på spolen inuti, låt oss använda formlerna

F = ((NI) 2 × µ0 × a) / (2 × g2)

Var, F = Hållkraft i Newton

N = Antal varv som vi tänker hitta

I = Ström som strömmar genom elektromagneten i ampere

µ0 = Magnetisk konstant, vilket är 4π × ^10-7

a = attraktionsområde i m ²

g = mellanrum mellan elektromagneten och metallen i meter

I dessa känner vi till kraften från databladet som är 25N, strömmen är 0,25A och attraktionsområdet beräknas med πr ² (där r är 8mm) vilket ger 0,125m ². Slutligen är gapet 0,01 m eftersom 25N anges för avstånd per cm.

Med hjälp av ovanstående värde beräknas antalet varv i vår elektromagnet vara ungefär 715 varv. Nu när vi vet antalet varv i vår elektromagnet kan vi använda denna information för att hitta den magnetkraft (mmf) som produceras av spinnaren när den roterar med magneterna.

MMF = I × N

Var, I är strömmen och N är antalet varv.

Strömmen som strömmar genom lysdioden kan approximeras till 20 mA.

MMF = 0,02 * 715 = 14,3 vid

Detta värde på MMF är väldigt mycket litet än det jämfört med faktiska generatorer men för en fidget spinner med magneter är detta allt vi kan få. Observera också att dessa beräkningar vi utförde bara för att förstå grunden och inte är avsedda att användas för analys.

Hoppas att du förstod tyckte om projektet och lärde dig något användbart av det. Om du är osäker, använd kommentarsektionen eller forumen för att få det löst.