Večná baterka bez batérií

V našom svete je veľa ľudí zapojených do domácich experimentov v domácich laboratóriách a workshopoch. Pre niektorých je to spôsob, ako sa presadiť, pre iných túžba rozvíjať svoje schopnosti. A čo keď to je pokus rýchlo prilepených častí. Hlavná vec je, že zariadenie alebo obvod by mali fungovať. Dnes budeme analyzovať práve taký vynález, vyrobený prakticky na našich kolenách. Je však založený na neotrasiteľných princípoch a zákonoch fyziky, ktoré nemožno poprieť.
Ide o baterku, ktorá funguje bez batérií. Možno niekto už videl najjednoduchší Faradayov generátor na internete, ktorý vám umožňuje rozsvietiť malú LED z niekoľkých pohybov vodiča vo vinutí. Zostavy takmer vybitej batérie, autotransformátora a tranzistora, ktoré sú schopné dodávať 3V LED pri počiatočnom napätí desatín voltu, nie sú tiež neobvyklé.
Tu autor šiel trochu ďalej modernizáciou obvodu zariadenia, pridaním usmerňovača, superkondenzátora (ionistora), odporu a úplného odstránenia zdroja energie. Výsledkom je, že práca baterky sa stala oveľa stabilnejšou a efektívnejšou. A ak je puzdro trepané niekoľko minút, môže sa nabíjať po dlhú dobu prevádzky LED. Ako to funguje? Poďme na to.

Pracovný princíp

Prístroj sa skladá z niekoľkých induktorov, ktoré si môžete zostaviť sami. Primárny induktor skutočne slúži ako zdroj energie alebo úplne nahrádza jeho známy náprotivok - batériu. Pohybom tyče permanentných magnetov v nej sa indukuje elektrický prúd. V dôsledku oscilačných pohybov v magnetickom poli sa generujú elektrické vlny, ktoré vyžarujú z cievky určitou frekvenciou. Usmerňovač alebo diódový most pomáha stabilizovať ich a prevádzať na jednosmerný prúd.
Bez úložnej kapacity by sa takéto zariadenie muselo neustále pretrepávať, preto ďalším prvkom v obvode je superkondenzátor schopný nabíjania podľa typu batérie. Ďalej je pripojený zosilňovací transformátor alebo menič napätia, ktorý pozostáva z prstencovitej feritovej cievky a dvoch vinutí - základne a kolektora. Počet otočení môže byť rovnaký a obvykle je 20 - 50. Transformátor má stredové spojenie na opačných koncoch oboch vinutí a tri výstupy na tranzistore. Autotransformátor zvyšuje impulzy meagerovho prúdu na dostatočnú úroveň, aby LED fungoval, a na ich riadenie je pripojený bipolárny tranzistor. Podobný elektrický obvod má rôzne názvy v rôznych zdrojoch: zlodej joulov, blokujúci generátor, Faradayov generátor atď.

Potrebná základňa zdrojov pre domáce

materiály:

• Rúra z PVC, priemer 20 mm;
• Medený drôt, priemer - 0,5 mm;
• Tranzistor s nízkou výkonovou reverznou vodivosťou;
• Neodymové magnety okrúhle, veľkosť 15x3 mm;
• Diódový mostík alebo usmerňovač 2W10;
• odpor;
• Superkondenzátor alebo ionistor 1F 5,5 V
• Spínací gombík;
• LED biela alebo modrá pri 5 V;
• Transparentná epoxidová lepiaca hmota;
• Horúce lepidlo;
• Kusy preglejky, bavlny;
• Medené vedenie izolovane.

nástroje:

• Spájkovačka;
• Tepelná lepiaca pištoľ;
• Píla na kov;
• Pilník, brúsny papier.

Výrobný proces baterky

Teleso baterky bude vyrobené z PVC rúrky. Vyznačujeme segment 16 cm dlhý a rezáme pílou na kov.
Od stredu segmentovej značky 1,5 cm v každom smere. Ukázala sa zóna pre vinutie široké 3 cm.
Ďalej vezmeme medený drôt s prierezom 0,5 mm, jeden koniec necháme asi 10 - 15 cm dlhý a naviniete drôt na telo trubice baterky podľa manuálneho značenia. Bude potrebné dosť veľa natočiť, viac ako päťsto zákrut. Prvých niekoľko z nich je možné pripevniť lepidlom. Počiatočný rad cievky je pevne pritlačený proti sebe a my ju robíme prísne konzistentnou.
V maximálnych bodoch by malo byť vinutie hrubé približne pol centimetra. Oba konce drôtu čistíme brúsnym papierom pre spoľahlivú priľnavosť.
Pohyblivé magnetické jadro cievky môže byť buď integrálne alebo zostavené po častiach. Neodymové magnety sa vyberajú podľa vnútorného priemeru rúrky z PVC. Experimentálne sa získa potrebná dĺžka magnetickej tyče, ktorej oscilácie budú tvoriť elektrický prúd.
Autor využil desať magnetov s hrúbkou 3 mm na získanie maximálnej racionálnej dĺžky pre takéto vibrácie a súčasne sa rovnal šírke vinutia.
Na stupnici osciloskopu vidíte rozdiel medzi potenciálmi získanými z kmitov jedného a desiatich magnetov. Autor dostal napätie 4,5 V z kmitov magnetickej tyče. Tiež jasne ukazuje cyklickosť sínusovej vlny v intervaloch s rôznou frekvenciou.
V tejto fáze je možné podľa príkladu autora pripojiť LED priamo k výstupným koncom cievky a skontrolovať jej funkčnosť. Ako vidno na fotografii, LED reaguje na pohyb magnetickej tyče a na ňu vytvorený pulzný prúd.
Teraz musíte tlmiť obidva konce skúmavky, aby ste ich pri trasení nedržali rukami. Ak to chcete urobiť, použite rovnakú pílku na vystrihnutie niekoľkých škvŕn z preglejky, okraje opracovajte pilníkom, na chrbát položte vatový tampón na zmäknutie a nalepte ich tak, aby nevypadli.
Bolo na rade, aby ste pripojili usmerňovač. Schéma znázornená na fotografii ukazuje, ktoré dva zo svojich štyroch kontaktov zo štyroch sú pripojené k cievke. Takýto diódový mostík je schopný prijímať striedavý prúd a dáva konštantu presne v jednom smere.
Zvýšený autotransformátor pomôže previesť nízke spontánne impulzy z primárnej cievky na dostatočné napätie, aby LED mohla pracovať v dôsledku indukcie jedného z vinutí - kolektora. Pretože je pripojený k základnému vinutiu, do superkondenzátora bude dodávaný konštantný a stabilný elektrický prúd v dostatočnom množstve. Odpor obmedzí prekročenie povolených hodnôt. Kondenzátor s dostatočnou kapacitou je autorom experimentálne vybraný aj pomocou meraní odchádzajúcich signálov osciloskopom.
Tento obvod je uzavretý bipolárnym tranzistorom s reverznou vodivosťou, ktorý riadi vstupný elektrický prúd do LED. Okruh môžete zostaviť bez dosky, pretože nie je toľko častí. Nainštalujeme prepínač na jeden z kontaktov pochádzajúcich z autotransformátora.
Autor preferoval zostavenie svojho improvizovaného dizajnu baterky na horúce lepidlo a zároveň zlepšil izoláciu kontaktných skupín. Spínač je umiestnený na boku baterky. Autor však nalepil hlavné prvky okruhu na seba z jedného z koncov. LED zostane blokovacím prvkom, ktorý môže byť doplnený ochranným sklom alebo reflektorom.
Napriek nenáročnému vzhľadu zariadenia, ktoré je vhodné iba na laboratórne experimentálne domáce práce, je takáto baterka celkom funkčná a v prípade potreby nedovolí zmiznúť tmu. Zostavenie takejto schémy nie je náročné doma a pri minimálnych nákladoch. Úplný nedostatok batérií z neho robí skutočne užitočné zariadenie pre rôzne núdzové situácie.