Mechanický prevodník

Moderný človek je zvyknutý všade využívať elektrickú energiu. Je pre nás ťažké predstaviť si nedostatok elektriny, na ktorom je založená väčšina našich životov. Ale premýšľali ste niekedy, odkiaľ to pochádza? Čo pohybuje neviditeľnými časticami a núti ich pracovať v prospech človeka?
Starí Gréci uhádli prítomnosť neviditeľnej sily, ktorá uvádza niektoré objekty do pohybu. Skutočný úsvit tejto témy však spadá iba do obdobia industrializácie 19. storočia. To bolo vtedy, keď slávny vedec Michael Faraday objavil jav elektromagnetickej indukcie, ktorý vysvetľuje výskyt elektrického prúdu v magnetickom poli, keď sa v ňom pohybuje vodič. Dnes vám odporúčame vyskúšať túto teóriu skúsenosťami.
Podstatou experimentu je výroba elektromechanického prevodníka založeného na jednosmernom motore, ktorý bude rotovať magnety v rámci induktora. V dôsledku excitácie magnetického poľa a objavenia sa elektromagnetického EMF na výstupe získame elektrický prúd. Táto skúsenosť je tiež zaujímavá v tom, že získané hodnoty napätia budú vyššie ako hodnoty, ktoré sa vynakladajú na prevádzku motora. Ale prvé veci ako prvé.

Materiály - náradie

• Jednosmerný motor pri 3 V;
• Neodymové magnety štvorcové 10x8 mm;
• Oceľová tyč s prierezom 2 - 3 mm;
• Medený drôt v lakovanej izolácii;
• Kusy z plastu;
• 3,7 V batéria;
• Medené káble, zmršťovacie;
• Superglue.

Z náradia, ktoré potrebujeme na prácu, budeme potrebovať: spájkovačku so spájkou, ľahší, nôž, kliešte s kliešťami. Tester je potrebný pre tých, ktorí chcú merať výstupné napätie na prevodníku.

Zostavujeme elektromechanický menič napätia

Z oceľovej tyče vyrábame dva malé rámy statora. Obrys ohýbame kliešťami, prebytočné množstvo sa odreže. Konce cievok by mali byť tiež ohnuté (foto).
Rámy spájame so superglue a v strede kladieme tepelné zmrštenie. Zahrievame ho zapaľovačom a takto získame izolované jadro cievky.
Na navíjanie používame tenký medený drôt v lakovanej izolácii. Musí byť navinutý okolo izolátora. Počet otočení je 600.
Po ukončení vinutia opúšťame oba konce cievky - počiatočný a konečný. Izoláciu odstránime spálením bežným zapaľovačom. Bude to stator.
Nasadili sme na motorový hriadeľ dvojicu vodidiel vyrobených z plastových kusov pre neodymové magnety. Umiestnime ich na opačné strany hriadeľa, aby sa zväčšila oblasť kontaktu s magnetmi.
Na hriadeľ pripevňujeme neodymové magnety. Vezmite prosím na vedomie, že sa môžu pripojiť iba za podmienky odlišnej polarity. Toto bude rotor nášho prevodníka.
Dva prúžky tenkého plastu sme rozrezali na veľkosť motora a rámu. Môžu byť mierne ohnuté a zahrievanie stredu ľahším.
Prilepte prúžky k telu motora. Ďalej pripevníme rám statora tak, aby jeho otvorené konce bez toho, aby sa dotýkali magnetov, boli umiestnené v strede rotora.
Náš najjednoduchší mikrokonvertor je pripravený. Zostáva spojiť motor, spájkovať jeho konce s kontaktmi a doplniť celý obvod o batériu. Ako napájacia batéria je vhodná bežná lítiová batéria z prenosného počítača 3,7 V.
Merania testerom ukazujú výstupné napätie, rádovo vyššie ako vstupné napätie, čo znamená, že tento obvod je celkom funkčný.

Záver

Spravodlivo stojí za zmienku, že elektromechanické prevodníky sú minulosťou s príchodom elektronických obvodov a tranzistorov. Dnes si môžete kúpiť hotové moduly na zvýšenie napätia, ktoré vám umožnia získať vysoké hodnoty približne 50 V z bežnej batérie 3,2 až 3,7 V. Sú nehlučné, kompaktné a racionálne, pretože s ich pomocou môžete napájať zariadenia na 12 a 24 V, ako napríklad ako chladiče a krokové motory iba s jednou batériou!