Простой звуковой генератор — RadioRadar
Простой генератор звуковой частоты собрать совсем несложно. Пригодиться он может для проведения тестирования любых звуковых цепей, к примеру, самодельной аппаратуры, или для игровых/обучающих целей («just-for-fun»). Звук, который будет издавать такой генератор – в большинстве случаев писк. Поэтому такой прибор еще часто называют «пищалкой».
Собрать «пищалку» можно несколькими способами. Опишем два самых простых.
Способ 1 — аналоговый
Схема выглядит так:
Рис. 1. Схема звукового генератора
Требуемые инструменты и материалы:
- Материал для платы – подойдет небольшой кусок фольгированного текстолита.
- Резак.
- 2 комплементарных транзистора типа NPN и PNP. Мощность должна быть совсем небольшой. Примеры таких пар: 2SA1908 — 2SC5100; BD241C -пара BD242C; BC33740 и BC32740 и т.п.
- Конденсатор емкостью от 10 до 100 фарад.
- Маломощный динамик – новый или от любой техники, к примеру, от накладных наушников или слабеньких колонок.
- Кнопка (можно использовать тумблер) – подойдет любая, от фонарика, испорченного джойстика и даже старого тетриса.
- Батарейка – крона или пальчиковая. От мощности батарейки будет зависеть мощность генератора.
- Подстроечный резистор номиналом не более 100-200 кОм.
Первым делом готовим плату – резаком проделываем на ней горизонтальные прорези так, чтобы полученные участки с проводником выполняли роль дорожек, как при травлении. Как альтернативу можно использовать макетную плату (она тоже не требует работы с реагентами, краской и т.п.).
Бывалые радиолюбители определенно смогут собрать такую схему даже без плат, путем простой пайки деталей между собой на весу (в этом случае лучше всего использовать в качестве соединителей провода в изоляционной оплетке).
Компоненты монтируются в любом удобном вам порядке.
Переменный резистор позволит вам «поиграться» с «пищалкой», меняя частоту генерации в определённых пределах (для более сложной генерации звуковых колебаний проектируются более сложные схемы).
Итоговый вариант может выглядеть так.
Рис. 2. Звуковой генератор в сборе
Если в доступе есть двубазовый транзистор (например, как КТ117), то схема становится еще проще.
Рис. 3. Схема с двубазовым транзистором
Способ 1.1 – расширенный для дверного звонка
Если конечной целью использования генератора звука является функционал дверного звонка, то при минимальном количестве исходных элементов можно получить «трели канарейки», собрав схему ниже.
Рис. 4. Схема звукового генератора
Даже ее можно спаять «на весу» без использования печатной или макетной платы.
Способ 2 — с использованием микросхем («цифровой»)
Как бы это ни казалось странным, но простой звуковой генератор можно сделать и из микросхем.
В качестве «простой» микросхемы можно использовать К155ЛА3 (как аналог К555ЛА3 или другие, работающие по логике двух «и-не»).
Фактически, схема представляет собой слегка переделанный генератор тактовых импульсов (ГТИ).
Итоговая схема выглядит следующим образом.
Рис. 5. Итоговая схема
Частоты звуковых колебаний здесь могут подстраиваться резистором R1 (второй регулирует величину выходного сигнала) в пределах 500 Гц – 5 кГц.
Все указанные логические элементы (DD1.1-DD1.4) фактически представлены в одном корпусе микросхемы, то есть для сборки вам понадобится только 4 детали (микросхема, 2 резистора и конденсатор).
Способ 2.1 – «странные звуки»
На базе все той же микросхемы, можно сгенерировать целую «какофонию» звуков. Это может быть и мычание быка, и кваканье, и мяуканье, и даже «уканье» кукушки.
Схема будет иметь следующий вид.
Рис. 6. Схема звукового генератора
Добавляются несколько резисторов и транзистор. Получается своего рода симбиоз аналоговой и цифровой схемы.
В качестве микросхемы здесь используется К176ЛА7, однако могут подойти и другие аналоги (например, из серии К561).
Автор: RadioRadar
КАТЕГОРИИ СХЕМ СПРАВОЧНИК ИНТЕРЕСНЫЕ СХЕМЫ |
| САМЫЕ ПОПУЛЯРНЫЕ СХЕМЫ ТЕГИ |
Переключателя диапазонов в привычном смысле слова здесь нет. На входе имеется двухзвенный LC-фильтр, перестраиваемый сдвоенным переменным конденсатором С3 в широких пределах, охватывающих все три вышеуказанных диапазона.
В генераторе гармонических колебаний эта цепь должна быть частотно избирательной. По этому чаще всего применяют мост Вина и двойной Т-мост. Для получения минимального коэффициента нелинейных искажений элементы моста подбираются с особой тщательностью, а если генератор перестраиваемый, задача еще больше усложняется, нужно сохранить баланс во всем диапазоне частот.Как известно, превратить усилитель звуковой частоты в генератор совсем не сложно, достаточно лишь ввести в него положительную обратную связь, то есть подать с выхода усилителя сигнал на его вход, да так, чтобы его фаза совпадала с фазой входного сигнала. В простейшем случае, если например имеется двухкаскадный усилитель на транзисторах, включенных с общим эмиттером, достаточно только добавить один конденсатор СХ (рис. 1), и усилитель станет генератором.В этом случае, колебания напряжения, всегда возникающие в цепях усилителя при включении питания, уже не будут затухающими, как в обычном усилителе, а наоборот будут расти. Расти до тех пор, пока не установится режим ограничения, так называемый стационарный режим генератора. То есть до тех пор, пока амплитуда выходного сигнала не достигнет максимальной величины для этого усилителя. В результате синусоида будет искажена, ограничена, урезана этим порогом и снизу и сверху, и по форме будет куда ближе к прямоугольным импульсам. Условие совпадения фаз будет выполняться в широком диапазоне частот и сигнал генератора будет иметь широкий спектр, что не всегда удобно при налаживании аппаратуры. Если такой сигнал подать на вход УЗЧ или на динамик, можно услышать что сигнал не однотонный, его звучание не чистое. Рисунок 2 Этого можно добиться включением в цепь обратной связи, охватывающей усилитель 1 (рисунок 2) RC-цепи, состоящей из двух резисторов и двух конденсаторов. На определенной частоте такая цепь создает нулевой сдвиг фаз. Эта частота определяется по формуле F = 1/27iRC (резисторы и конденсаторы должны быть одинаковыми). Изменяя сопротивления резисторов и емкости конденсаторов можно в широких пределах изменять частоту на которой будет нулевой сдвиг фаз, а следовательно изменять частоту генерируемого синусоидального сигнала. Сопротивление в Омах, емкость в Фарадах. Коэффициент передачи такой цепи равен 1/3, то есть, сигнал пройдя через эту цепь ослабляется её в три раза. Для того чтобы синусоидальный сигнал имел минимальные искажения, в усилитель, работающий генератором, необходимо ввести помимо положительно обратной связи, еще и отрицательную оhttp://makeshema.ru/engine/skins/bbcodes/images/b.gifбратную связь, которая будет снижать коэффициент усиления усилителя таким образом, чтобы поддерживалась устойчивая генерация, и при этом не возникало ограничение (урезание) синусоиды. На рисунке 3 показана практическая схема простого генератора синусоидальных сигналов звуковой частоты. На транзисторах VT1-VT3 собран двухкаскадный усилитель ЗЧ. Первый каскад на транзисторах VT1 и VT2, включенных по схеме составного транзистора, чтобы получить наибольшее усиление и входное сопротивление. Второй на транзисторе VT3. Вход усилителя — база VT1,выход — коллектор VT3. Частотозадающая цепь состоит из сдвоенного переменного резистора R4, добавочных резисторов R2 и R3, и конденсаторов С1-С6, которые переключаются сдвоенным переключателем S1. Когда S1 находится в показанном на схеме положении, диапазон частот (перекрывается переменным резистором R4) будет 20-200 Гц, если S1 поставить в среднее положение (на конденсаторы С2 и С5) диапазон частот будет 200-2000 Гц, и в нижнем положении S1 (на конденсаторы С3 и С6) диапазон будет 2000-20000Гц. Таким образом, вращением ручки резистора R4 и переключением S1 можно установить любую частоту от 20 Гц до 20 кГц. Резистор R10 служит для регулировки выходного напряжения ЗЧ. |
Когда его движок в верхнем, по схеме, положении, амплитуда выходного напряжения ЗЧ будет 1,5 В, когда в нижнем — ноль.звуковые генераторы
САМОДЕЛЬНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ
В процессе
изготовления и
настройки различной аппаратуры будут
полезны измерительные генераторы.
На этой страничке мы
рассмотрим схемы и изготовление
генераторов ЗЧ.
Описание других
приборов мы
рассмотрим позже на других страничках
нашего сайта.
Начнем с простейшего
генератора звуковых частот с фиксированной
частотой.
Генератор
синусоидальных
колебаний на фиксированную частоту можно
собрать по очень простой схеме.
Как видно из схемы,
генератор
представляет собой каскад усиления,
охваченный положительной обратной связью.
Частота генерации определяется номиналами
конденсаторов С1-С3 и резисторов R1-R3. При
указанных номиналах частота генерации
равна примерно 1 килогерц. Транзистор,
используемый в этой схеме, должен обладать
достаточно высоким статическим
коэффициентом передачи тока базы (В ст.) -
не менее 100-150.
Синусоидальное
напряжение
снимается с коллекторной нагрузки
транзистора. Для уменьшения выходного
сопротивления генератора применен
эмиттерный повторитель на транзисторе Т2.
Этот каскад согласует низкое сопротивление
нагрузки с довольно высоким выходным
сопротивление генератора. При помощи
переменного резистора R7 можно
устанавливать уровень выходного сигнала
генератора.
Питание генератора можно
осуществлять от батареи типа «Крона»,
либо от сетевого источника.
В генераторе помимо
указанных
можно применить транзисторы типа КТ3102, а
при перемене полярности источника питания -
КТ3107, КТ361Г… Особо следует подойти к выбору
типа конденсаторов в фазосдвигающей цепи -
здесь лучше применить пленочные (типа К73…)
конденсаторы с невысоким отклонением от
номинала (не более 5 %).
Печатную плату в
такой
простой конструкции разрабатывать
нецелесообразно — весь монтаж можно
выполнить на кусочке универсальной
макетной платы.
Конструктивно
генератор
можно выполнить в небольшой коробке. На
лицевую панель выводится выключатель
питания, ось переменного резистора и
выходные гнезда.
Правильно собранный
из
исправных деталей генератор, как правило,
налаживания не требует.
Полезно проверить
при помощи частотомера частоту генерации и,
если нужно, — подкорректировать ее, изменяя
в небольших пределах номинал резистора R3.
Более сложный, но и
более
качественный генератор можно собрать по
схеме, приведенной ниже. Схема была
опубликована в журнале «Радио», автор И.Пионтковский.
Генератор имеет следующие параметры:
Диапазон частот (разбит на 4 поддиапазона)
— 18гц — 32 кгц,
Частоты внутри поддиапазонов — 18-160 гц,140-1100
гц, 900-6500 гц, 5200-32000гц.
Уровень выходного
напряжения
— 0,5 вольта,
Коэффициент
гармоник
— менее 1 %,
Неравномерность выходного
напряжения
— менее 2 %.
Обычно в генераторах
синусоидальных колебаний для перестройки
по частоте используются сдвоенные
переменные резисторы. Для получения
минимальных искажений необходимо
использовать прецизионные блоки
резисторов, которые весьма дефицитны и
дорогостоящие.
В данном генераторе
для
перестройки по частоте использован
одиночный переменный резистор, что конечно
-же упрощает и удешевляет конструкцию.
Несмотря на кажущуюся
громоздкость схемы, генератор имеет очень
высокую повторяемость и легко
настраивается.
В конструкции
применены
транзисторы с Вст. не ниже 40.
Настройка
конструкции: резистором
R1 устанавливаем амплитуду колебаний на
выходе равной 0,5 вольта, затем
подстроечными резисторами R3 и R9 добиваемся
получения минимальных искажений.
Чертеж
печатной платы в формате программы Layout 4.0 находится здесь
Читать «В помощь радиолюбителю. Выпуск 12» — Никитин Вильямс Адольфович — Страница 3
Печатная плата размерами 50х83 мм представлена на рис. 8.
Рис. 8. Печатная плата звукового генератора
1.6. Простой RC-генератор
Шушурин В. [6]
Этот очень простой генератор собран всего на одном транзисторе с минимальным числом компонентов. Его можно использовать в качестве сигнализатора, если к форме генерируемых им колебаний не предъявляется строгих требований.
Принципиальная схема генератора приведена на рис. 9.
Рис. 9. Принципиальная схема простого генератора
Транзистор выполняет функции усилителя звуковой частоты по схеме с общим эмиттером и резистором нагрузки в цепи коллектора (R6), но с его коллектора усиленный сигнал подается в цепь базы через трехзвенный частотный фильтр, состоящий из резисторов R1, R2, R3, R5 и конденсаторов С1, СЗ, С4.
Благодаря этому фильтру на определенной частоте осуществляется сдвиг фазы сигнала, необходимый для выполнения условий генерации, а эта обратная связь становится положительной.
Конденсатор С2 — разделительный, а резистором R4 устанавливается рабочий режим базы. С помощью переменного резистора R6 можно изменять уровень выходного сигнала. Емкости конденсаторов частотного фильтра для получения определенной частоты генерации можно определить по следующей формуле:
C = 0.065/RF
где:
С — емкость конденсаторов C1 = С2 = СЗ = С4 в фарадах;
R — сопротивления резисторов R1 = R2 = R3 в омах;
F — частота генерируемых колебаний в герцах.
Глава 2
ЭЛЕКТРОНИКА В МЕДИЦИНЕ
2.1. «Электрический стул» для носа
Гончар Г. [7]
Подобно укалыванию иглой биологически активных точек (БАТ) аналогичные результаты достигаются воздействием на БАТ электрическими импульсами. При этом обеспечивается безболезненность и стерильность.
Принципиальная схема прибора представлена на рис. 10.
Рис. 10. Принципиальная схема прибора для акупунктуры носа
Переменный резистор R1 служит для установки уровня тока в цепи, резистор R2 ограничивает максимальный ток величиной 0,9 мА. ЛЭ — лечебный электрод, который вводится в ноздрю на глубину 5–7 см, ОЭ — общий электрод, который держат в руке.
Перед процедурой переменный резистор R1 устанавливают в нижнее по схеме положение и включают питание тумблером SA1. Затем регулятором уровня R1 устанавливают ток, равный 70–80 мкА, и производят поиск БАТ, поворачивая и перемещая лечебный электрод. При этом ток течет от плюса батареи через общий электрод, тело пациента, лечебный электрод, микроамперметр, резисторы R2 и R1, SA1 на минус батареи. Найдя БАТ и вновь установив ток на уровне 70–80 мкА, выключают питание тумблером SA1 и переключают SB1 в нижнее по схеме положение. Теперь возбужденный нерв сам становится на короткое время источником тока, который протекает от ЛЭ через тело пациента, ОЭ, РА1, R2, R1, ЛЭ и индицируется прибором.
2.2. Устройство для лечения магнитным полем
Стахов Е. [8]
Прибор можно использовать в качестве обезболивающего устройства при головной боли, ревматизме, а также стимулятора при неврозах и переутомлении.
Принципиальная схема прибора показана на рис. 11.
Рис. 11. Принципиальная схема прибора магнитотерапии
В исходном состоянии конденсатор С2 разряжен, а после включения одного или нескольких тумблеров S1, S2, S3 начинает периодически заряжаться и разряжаться под воздействием таймера DD1. При этом через обмотку электромагнита L1 протекает импульсный ток, частота повторения которого определяется емкостью конденсатора С2 и сопротивлением зарядно-разрядной цепи. Диод VD1 служит для защиты таймера от напряжения противоЭДС, возникающего при работе.
Три тумблера дают возможность семи комбинаций их включения, что соответствует получению дискретных значений частоты повторения импульсов от 0,74 до 5,2 Гц. Питание устройства производится от батареи напряжением от 5 до 16 В при токе потребления от 15 до 50 мА и зависит от желаемой дозы.
Конструкция электромагнита приведена на рис. 12.
Рис. 12. Эскиз электромагнита
Катушка электромагнита содержит 4300 витков провода ПЭЛ диаметром 0,09 мм. Внутрь катушки вставлен сердечник из магнитомягкой стали с резьбой на хвостовике для крепления к монтажной плате.
Использование устройства состоит в прикладывании торца сердечника электромагнита к больному месту. Частота импульсов путем включения комбинации тумблеров подбирается экспериментально. Обычно более низкие частоты применяют при ревматических болях, а более высокие — при головных. Длительность сеанса — порядка 15 минут в день.
2.3. «Антимигреневый» генератор
Шустов М. [9]
Давно установлено, что светотерапия и цветотерапия способны корректировать состояние человека, воздействовать на его самочувствие, лечить неврозы. Снять приступы мигрени удается, изменяя частоту вспышек света в пределах от 0,5 до 50 Гц и его яркость. Схема одного из возможных генераторов такого назначения приведена на рис.
13.
Рис. 13. Принципиальная схема генератора против мигрени
Задающий генератор образован симметричным мультивибратором, который собран на лавинных транзисторах микросхемы К101КТ1А. Частота повторения импульсов, генерируемых этой схемой, определяется емкостью конденсаторов С1 и С2 и сопротивлениями резисторов, включенных в цепи эмиттеров. Изменять частоту в пределах от 1 до 33 Гц можно регулировкой напряжения, снимаемого с делителя, образованного резисторами R3 и R4. Импульсные последовательности с эмиттеров мультивибратора через диоды VD2 и VD3 подаются на базы транзисторов VT1 и VT4, которые служат усилителями тока и собраны по схеме с общим коллектором. В цепи эмиттеров этих транзисторов включены светодиоды VD1 и VD2. Один из них может быть типа АЛ307Б красного цвета, а другой — АЛ307Г зеленого цвета. Вместо транзисторов П416 можно использовать ГТ308А.
2.4. Помощник для слепых
Коваль А. [10]
Это устройство представляет собой простейший звуковой генератор, частота которого и тон звука определяются освещенностью фоторезистора.
Принципиальная схема генератора показана на рис. 14.
Генератор трехточечная схема — Справочник химика 21
Схема генератора приведена на рис. .13. Генератор собран по трехточечной схеме с настроенным анодом и одинаково хорошо работает по схеме последовательного и параллельного питания. Последняя схема предпочтительнее, так как в этом случае ротор конденсатора может быть заземлен. Анодный контур может быть настроен на вторую или третью гармонику. Мощность генерируемых колебаний при этом падает до 5 вт при второй гармонике и соответственно становится еще меньшей для последующих гармоник. [c.198]
Высокочастотный генератор. Схема высокочастотного генератора приведена на рис, 205. Он собран по трехточечной схеме на двух лампах ГК-3000, включенных параллельно. [c.368]
На рис. .37 приведена схема простого генератора высокой частоты , развивающего мощность до 200 вт при частоте колебаний 0,5—3 Мгц.
Генератор собран по видоизмененной трехточечной схеме. [c.216]
С этой целью генератор радиоимпульсов, электрическая схема которого показана на рис. 41, б, собран на лампе 9 по трехточечной схеме с набором катушек индуктивностей обратной связи, а для исключения влияния разброса параметров испытательной головки на работу генератора отделен от нее усилительным каскадом на лампе 10. Выбор требуемых частот производят переключением катушек И—15 и 16—20 в генераторе радиоимпульсов. Импульсный режим работы лампы 9 обеспечивается лампой 21, работающей в режиме электронного ключа, для чего на управляющую сетку лампы 21 подаются видеоимпульсы заданной длительности. [c.70]
На рис. 3-3 представлен полупроводниковый вариант предыдущей схемы [Л. 17]. Генератор высокочастотного напряжения построен по трехточечной схеме на полу- [c.53]
На практике используют также другие схемы генераторов, отличающиеся тем, что контур находится в цепи анода или имеет автотрансформаторную связь (трехточечная схема).
Обратная связь может быть не только индуктивной, но и емкостной. Для передачи сигнала обратной связи на сетку [c.58]
На рис. V. 1 приведены две схемы генераторов с обратной связью и трехточечная схема. С помощью этих схем можно получить синусоидальные колебания частотой начиная от десятков герц и кончая десятками мегагерц. [c.189]
Рабочий генератор собран на лампе 6П9 по трехточечной схеме с колебательным контуром в цепи сетки. Генератор фиксированной частоты, стабилизированный кварцем, собран на гетеродинной части смесительной лампы 6А8. Рабочая частота генератора составляет 1—б Мгц. Колебания рабочего генератора подают на управляющую сетку смесителя. Полученные биения выделяют в анодной цепи лампы 6А8 и усиливают лампой 6Ф5. Регистрацию биений производят либо с помощью высокоомного телефона, либо с помощью измерительного прибора, включенного в обмотку выходного трансформатора. [c.227]
На рис. У.24 приведена схема другого прибора, в котором генератор собран по трехточечной схеме и имеет электронный индикатор на лампе 6Е5.
Прибор обладает большой чувствительностью. Характеристика контурных катушек этого генератора приведена в табл. .1,6. Общий вид катушек показан на рис. У.25. [c.206]
Электрическая схема прибора приведена на рис. У.27. Генератор высокочастотных колебаний собран на лампе 6У6 по трехточечной схеме с заземленным по высокой частоте анодом. Частоту генерируемых колебаний регулируют переменным конденсатором С, и сменой катушек индуктивности L , 1 . Имея набор из четырех катушек, можно перекрыть диапазон от 100 кгц до 10 Мгц. Выходную мощность генератора регулируют изменением напряжения экранной сетки с помощью потенциометра [c.208]
Генераторы высокочастотного напряжения. Наибольшее распространение в методе ВЧА получили автогенераторы или авто-дины, собранные по так называемой трехточечной схеме (рис. 38). Выясним, каким требованиям для самовозбуждения генератора должны удовлетворять комплексные сопротивления Х с, ск> ак (индексы обозначают а — анод, с — сетка, к — катод Ср — разделительный конденсатор).
[c.86]
На практике часто используют трехточечные схемы автогенераторов (см. рис. 48, б). Колебательный контур таких генераторов состоит из трех реактивных элементов 2ас, которые обра- [c.164]
В качестве автодинного генератора, в принципе, можно использовать любую из известных в радиотехнике схем генераторов. Наиболее простым в изготовлении и настройке считается генератор с обратной связью, собранной яо емкостной трехточечной схеме (автодин Гопкинса) 112]. Особенностью его является то, что генерирование р. ч. колебаний, их детектирование и предварительное усиление сигнала ЯМР выполняется одной и той же лампой (рис. 2.1). Изменение обратной связи и соответственно амплитуды колебаний легко осуществляется катоднььм сопротивлением Н. Чтобы коэффициент усиления лампы при этом не изменился, сопротивление зашунтировано дросселем. Продетектиро-ванный в сеточной цепи сигнал снимается с анода лампы. [c.35]
Схема генератора приведена на рис.
V.17. Генератор собран по трехточечной схеме с настроенным анодом и одинаково хорошо работает по схеме последовательного и параллельного питания. [c.159]
Мгц. Генератор собран по видоизмененной трехточечной схеме. [c.169]
Ламповый генератор высокой частоты, собранный по трехточечной схеме Гарклея. [c.68]
Высокочастотный генератор собран на лампе 6НЗП по трехточечной схеме. Питание генератора осуществляется от стабилизированного источника напряжения. Амплитуда высокочастотного напряжения на контуре остается постоянной и не зависит от проводимости датчика. С части витков катушки колебательного контура на-56 [c.56]
Трансформатор трехфазного тока 1 питает выпрямитель, собранный из шести газотронов 2. Выпрямленный ток напряжением 7000 в подается на генераторную лампу 3. Колебательный контур генератора, собранный по так называемой трехточечной схеме, состоит из емкости 4 в 8000 см и катушки самоиндукции 5.
Конденсаторы 6 а 7 препятствуют прохождению постоянной составляющей анодного и сеточного токов в колеба- [c.34]
Электрическая схема прибора приведена на рис. VHI.IT. Генератор собран на одном триоде пальчиковой лампы 6Н15П по трехточечной схеме, отличающейся большой стабильностью [c.270]
На рис. 22.19 приведен транзисторный вариант трехточечного генератора (автогенератора Хартли). Следует сравнить его со схемами, приведенными на рис. 22.8 и 22.18. [c.296]
Рабочий генератор собран по трехточечной схеме с настроенным контуром в цепи сетки (рис. VII 1.24). Генератор настраивают на частоту 2 Мгц. При сравнении двух частот пспольз тат вторую гармонику генератора с фиксированной частотой. [c.277]
Задающий генератор Л ) выполнен на лампе 6П6 по обычной трехточечной индуктивной схеме. Каскады высокочастотного генератора, являющиеся усилителями мощности, собраны по двухтактной схеме на лампах ГУ-29 (Лз, Л ) и ГК-71 [Лъ, е).
[c.86]
Высокочастотный генератор собран на триоде П403 по трехточечной схеме и генерирует колебания частотой 5 мгц. Напряжение высокой частоты снимается с дополнительной катушки генератора и через буферный каскад подается на два отдельных колебательных контура. Для уменьшения связи между ними напряжение генератора подается на часть катушек индуктивности, а буферный каскад выполняется с малым выходным сопротивлением. [c.238]
Прибор, электрическая схема которого приведена на рис. XI 1.39, представляет собой генератор с самовозбуждением, выполненный по трехточечной схеме в качестве генераторной лампы использован пентод, например 65Л7. Экранная сетка является анодом генератора. Антидинатронная сетка заземлена. С помощью потенциометра Я на экранной сетке подбирают такое напряжение, при котором частота генерации минимально зависит от питающего напряжения. В анодной цепи лампы включен контур 1 , С , Сд, настроенный на вторую гармонику во избежание затягивания частоты генератора.
При настройке контура в резонанс происходит резкое падение анодного тока, измеряемого миллиамперметром М , включенным последовательно анодному контуру. Более точная настройка может быть осуществлена с помощью моста, в диагональ которого включен нуль-гальванометр М. . [c.430]
Электрическая схема прибора приведена на рис. VIII.14. Генератор собран на одном триоде пальчиковой лампы 6Н15П по трехточечной схеме, отличающейся большой стабильностью работы. Стабильность достигается тем, что генератор работает в облегченном режиме с пониженным анодным напряжением (80 в) и понижении напряжением накала (4 в). При таком режиме рабочая точка находится на прямолинейном участке динамической характеристики лампы. Анодная цепь и цепь подогревателя защищены фильтрами, состоящими из высокочастотных дросселей и конденсаторов. Величину элементов сеточной цепи Сд, i , и iZ , подбирают такой, чтобы постоянная времени R была не слишком большой во избежание возникновения периодических срывов колебаний.
[c.230]
В мощных автогенераторах к.п.д. анодной цепи является основным звеном, определяющим эффективность применения установки в технологическом процессе. Преимущества использования индукивонно-плаэменного нагревания газа для многих технологических процессов уже доказаны 266,267 Ограничением к применению его является низкий к.п.д, анодной цепи существующих и проектируемых высокочастотных установок. По действующим в настоящее время техническим условиям в анодной цепи автогенератора допускаются потери мощности до 37%. Однако при использовании емкостной трехточечной схемы к.п.д. анодной цепи повышается до 70% К.п.д. выше 70% можно получить ппи включении дополнительных контуров, настроенных на высшие гармоники , Расчет к.п,д. анодной цепи генератора, работающего в перенапряженном режиме при расстроенном контуре, показал, что максимальное значение к,п.д. анодной цепи может достигать 94,5%. Результаты расчетов проверены при эксплуатации радиопередающих устройств среднестатическое значение к.
п.д. анодной цепи составляло 91-93% при работе в сильно перенапряженном режиме [c.33]
Принципиальная электрическая схема прибора, в котором использован уравновещенный мост (рис. 3-1,а), показана на рис. 3-1,6. Высокочастотный генератор, настроенный на частоту 35 Мгц, собран по трехточечной 4—133 49 [c.49]
Самодельный ВЧ генератор с одной шкалой
Схема простого ВЧ генератора 0,4 — 30 MHz
Представленная ниже, схема компактного ВЧ генератора покрывает весь диапазон частот от 0,4 до 30 MHz в одну шкалу.
Выход 50 Ом, напряжение 300mV по всему диапазону частот.
Большинство генераторов сигналов используют несколько диапазонов для того, чтобы покрыть весь спектр частот. Схема этого генератора немного отличается, он настраивает весь ВЧ диапазон от 400 кГц до более 30 МГц в одном диапазоне. Он был сконструирован для того, чтобы испытать входные части приемника и фильтры HF, должен быть компактен.
Уровень выхода генератора около 300mV 50 Ом также позволяет ему быть использованным как временный генератор для испытания смесительного диода.
Описание схемы генератора
Невозможно сразу покрыть весь ВЧ диапазон в одном ряде с традиционным LC генератором. Однако, смешивая генератор, работающий на более высокой частоте с генератором с более низкой частотой, можно достичь требуемого диапазона.
Это показано на схеме, ниже:
Генератор, контролируемый напряжением тока (VCO) работает от 48 MHz до 85 MHz. Выход VCO (100-150mVpp 50 Ом) смешан с выходом кварцевого генератора 48 MHz в смесителе диода для того, чтобы дать необходимый выход частоты.
С помощью варикапа (varicap) происходит перестройка частоты по всему диапазон. Устройство, которое я использовал взято из старого тюнера видеомагнитофона. Другие варикапы широкого диапазона, такие как Motorola MV104 или Philips BB911, также будут хорошо работать.
48 МГц кварцевый генератор является типичным, его можно найти в старом принтере, видеокарте и т.
п. Они генерируют сигнал прямоугольных TTL-уровня (5 В). Я нашел два пластиковых осциллятора 48 МГц в старом принтере Epson.
Выход кварцевого генератора, который я использовал, не мог напрямую управлять диодным смесителем, но комбинация серии C5 и R3, керамический конденсатор 1000pF и резистор 100 Ом, работала хорошо. Выход прямоугольной волны также идеален для смесителей диода.
Использование генератора 48 МГц, в результате чего ГУН диапазона, во многом зависит от наличия соответствующей части. Если Вы хотите заменить детали и изменить конструкцию в соответствии с требованиями, частота выхода должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить требуемый диапазон 30 МГц в пределах одного диапазона. Маловероятно, что какой-либо более низкий частотный диапазон будет успешным.
Кроме того, кварцевый генератор, который устанавливает нижнюю частотную границу диапазона должен быть достаточно далеко от верхней выходной частоты 30 МГц, чтобы простой 3-х полюсный фильтр нижних частот мог фильтровать любой остаточный сигнал генератора 48 МГц, а также суммарный компонент выхода смесителя.
Данная схема генератора выдает до 35 МГц с выходом около 3 дБ.
SRA-1 двойной сбалансированный микшер (дБм) M1. Здесь отлично будут работать различные варианты диодного типа, в том числе из диодов 1N4148 и пары ферритовых колец.
Желаемый (разностный) выход фильтруется с помощью 3-полюсного эллиптического фильтра.
Отфильтрованный выходной сигнал усиливается на 20 дБ ERA-5 — монолитный интегральный усилитель, чтобы дать выходе уровень сигнала 300 – 400 мВ на 50 Ом. Я использовал версию усилителя ERA-5 для поверхностного монтажа.
Питание схемы 12В 100mA.
Вид внутри
Детали припаяны навесным монтажом.
Корпус спаян из жестяной банки, используемой для формирования стенок коробки.
Настройка генератора
Ручная настройка в широком диапазоне спектра частот требует многовиткового прецизионного переменного проволочного резистора.
Чтобы добавить ручку управления, я использовал части потенциометра регулировки громкости AM/FM-радио.
Большинство из этих потенциометров громкости, похожи, имеют тонкую ручку с регулировкой по краю, которая навинчивается крошечным винтом на латунный стержень.
Монтаж
Собирается схема непосредственно на небольшом куске фольгированного текстолита всего за несколько часов. Генератор 48 MHz (от Epson SG-615) был установлен на плате вверх ногами. Ферритовые кольца используются в качестве высокочастотных дросселей для питания на каждом этапе схемы.
Многовитковый триммер приклеивается к печатной плате немного выше, чтобы можно было одеть ручку настройки и она свободно вращалась.
Коробка была изготовлена из оловянной пластины, разрезана на полосу шириной 18 мм и припаяна по краю печатной платы. Макет передней панели был разработан в CorelDraw, распечатан и покрыт контактным пластиком, чтобы сделать его более прочным.
Моточные данные катушек
L1 — 8 витков провода 24SWG намотанной на 5 мм каркасе с ферритовым стержнем для подсторйки..
L2 — 8 витков провода 28SWG намотанном на тороиде T25-10
L3 — 7 витков провода 28SWG намотанном на тороиде T25-10
T1 — 10 витков в два провода 28SWG намотанном на тороиде T25-10
Заключение
Генератор не сложен и быстр для построения.
Схема использует не большое количество доступных деталей. Многие компоненты могут быть заменены. Чтобы проверить это, я построил другую версию, используя LM375 IC в качестве VCO (это устаревший чип, похожий на MC1648 Motorola). Самодельный смеситель, сделанный с диодами 1N4148 и дискретный широкополосный усилитель 20 dB. Всё это дало аналогичные результаты.
Стабильность схемы не эквивалентна кварцевому или синтезированному осциллятору, а настройка в определенных диапазонах получилась сжатая, но она подходит для большинства измерений. Если Вы хотите, можно добавить дополнительный элемент управления «тонкая настройка».
Автор: ZL2PD — Single Span HF Test Oscillator
П О П У Л Я Р Н О Е:
- Разнообразие простых схем на NE555
- ESR приставка к стрелочному мультиметру своими руками
- Прибор для борьбы с паразитами — Цеппер своими руками
Микросхема NE555 (аналог КР1006ВИ1) — универсальный таймер, предназначена для генерации одиночных и повторяющихся импульсов со стабильными временными характеристиками.
Она не дорогая и широко используется в различных радиолюбительских схемах. На ней можно собрать различные генераторы, модуляторы, преобразователи, реле времени, пороговых устройств и прочих узлов электронной аппаратуры…
Подробнее…
Есть разные схемы измерений ESR конденсаторов. Достоинства данной схемы:
Любой стрелочный тестер с пределом менее 2х мА и обратной шкалой кОм без доработок.
Начало шкалы растянуто, 0,02 Ом/деление (выпрямитель D2 в линейном режиме).
Малогабаритная выносная измерительная головка, (влияние гибких проводов снижено в 100 раз т.к.коэфф. трансформации 10/1 в квадрате).
Питание 1,5V потребление 10мА.
Подробнее…
Цеппер (Zapper) — простой, но эффективный медицинский прибор. Принцип работы основывается на исследованиях доктора Р.
Кларка Халда, которая опубликовала свои работы в книге «Источник всех болезней», которую можно скачать бесплатно в конце статьи. Также были опубликованы и последующие книги по биорезонансной терапии. Д-р Кларк, как и многие другие исследователи показали, что слабый импульсный ток определенной частоты убивает паразитов в организме. А это — все виды червей, бактерий, вирусов и грибков, а также раковых клеток… Интересная связь с исследованиям Райха, который считал, что паразитические организмы образуют из распадающейся биомассы обесточенной ткани раковые клетки.
Подробнее…
Популярность: 6 248 просм.
Простая схема генератора высокого напряжения — Дуговый генератор
Здесь объясняется простая схема генератора высокого напряжения, которую можно использовать для повышения любого уровня постоянного тока примерно до 20 раз или в зависимости от номинала вторичной обмотки трансформатора.
Работа схемы
Как можно увидеть на показанной принципиальной схеме генератора дуги высокого напряжения, в нем используется стандартная конфигурация генератора с блокировкой транзистора для генерации необходимого повышенного напряжения на выходной обмотке трансформатора.
Схема может быть понята следующим образом:
Транзистор проводит и управляет соответствующей обмоткой трансформатора через свой коллектор / эмиттер в момент, когда мощность подается в центр трансформатора.
Принципиальная схема
Верхняя половина обмотки трансформатора просто обеспечивает обратную связь с базой транзистора через C2, так что T1 остается заблокированным в режиме проводимости, пока C2 не зарядится полностью, сломав защелку и заставив транзистор начать работу. цикл проведения заново.
R1, который представляет собой резистор 1 кОм, расположен так, чтобы ограничить базовое возбуждение для T1 до безопасных пределов, в то время как VR1, который представляет собой предварительную установку 22 кОм, может быть отрегулирован для получения эффективно пульсирующей частоты T1.
C2 также можно точно настроить, пробуя другие значения, пока на выходе trafo не будет достигнута максимально возможная мощность.
Трансформатор может быть любым понижающим трансформатором с железным сердечником (500 мА), обычно используемым в переходных блоках переменного / постоянного тока трансформаторного типа.
Выходной сигнал прямо на выходе трансформатора будет на номинальном уровне вторичной обмотки, например, если это вторичная обмотка 220 В, то можно ожидать, что выход будет на этом уровне.
Вышеупомянутый уровень может быть дополнительно усилен или повышен с помощью подключенного диода, цепи накачки заряда конденсатора, подобной сети генератора Кокрофта-Уолтона.
Сеть повышает уровень 220 В до многих сотен вольт, что может быть вызвано искрой на правильно расположенных концевых выводах схемы накачки заряда.
Схема также может быть использована в летучих мышах от комаров, заменив трансформатор с железным сердечником на аналог с ферритовым сердечником.
Цепь генератора высокой мощности 10 кВ
При питании от входной мощности 30 В схема, описанная ниже, может обеспечивать высокое напряжение в диапазоне от 0 до 3 кВ (тип 2 и даже от 0 до 10 кВ. Вентили NAND N1 —- N3 подключены как нестабильный мультивибратор (AMV), который питает транзисторы Дарлингтона T1 / T2 с частотой основной волны 20 кГц.
Из-за уменьшенной циркуляции тока (решено R4 через транзисторы, они не могут пропитаться, что приведет к быстрому отключению.Невероятно быстрое переключение транзисторов генерирует пульсирующий сигнал около 300 В на первичной обмотке Tr1.
Это напряжение впоследствии увеличивается и увеличивается пропорционально коэффициенту вращения вторичных обмоток. В 1-м варианте (тип 1) схемы используется однополупериодное выпрямление. Версия 2 на самом деле представляет собой каскадный выпрямитель, извлеченный из старого телевизора.
Вариант 2 обеспечивает напряжение в 3 раза больше, чем версия 1, поскольку каскадный выпрямитель работает как умножитель напряжения (3Х).IC2 контролирует выходное напряжение. Операционный усилитель сравнивает напряжение, создаваемое на предустановке P1, с напряжением, существующим на переходе делителей напряжения R6 / R8 или R7 / R8. В случае, если выходное напряжение превышает предварительно установленный уровень напряжения, IC2 может снизить напряжение питания в направлении выхода, используя T3.
Основным звеном схемы является трансформатор. Хоть это и жизненно важно, дизайн не так уж и важен.
Ряд ферритовых сердечников E, EI диаметром 30 мм могут работать очень хорошо и без особых усилий.Сердечник не должен иметь никаких воздушных зазоров, значение AL 2000 нГн будет вполне подходящим. Первичная обмотка включает 25 витков суперэмалированного медного провода 0,7 мм и 1 мм, а вторичная обмотка состоит из 500 витков суперэмалированного медного провода 0,2… 0,3 мм.
Первичная и вторичная обмотки должны быть эффективно изолированы друг от друга! В зависимости от высокого напряжения пользователь должен учитывать следующие моменты: Конденсатор C6 должен выдерживать напряжение минимум 3 кВ.R6 в версии 1 включает шесть последовательно включенных резисторов номиналом 10 МОм. R7 — это резистор 10 МОм, построенный с использованием последовательно включенных 10 НОМ по 1 МОм. Это реализовано, чтобы противодействовать выбросам на выходе. Обе схемы потребляют около 50 мА без подключенной нагрузки и 350 мА, обеспечивая при этом 2… 3 Вт на нагрузку.
Для транзисторов Т2 и Т3 могут потребоваться радиаторы.
Схема генератора от 9 В до 300 В
Использование умножителей напряжения для генерации более высоких выходных напряжений обычно обходится дешевле только тогда, когда желаемое напряжение ниже, чем в 6 раз больше напряжения питания.Другие конфигурации схемы рекомендуются, когда необходимы очень большие коэффициенты повышения (например, сотни вольт, подаваемые через источник питания 12 вольт).
Как показано на приведенной выше диаграмме, выход дешевого низковольтного генератора или генератора прямоугольных импульсов обычно можно использовать в качестве входа соответствующего повышающего трансформатора напряжения (обычного понижающего трансформатора, подключенного в обратном направлении). Вторичная обмотка трансформатора создает желаемое высокое выходное напряжение постоянного и переменного тока.
С помощью простого преобразователя постоянного тока в переменный ток можно быстро преобразовать обратно в постоянный ток.
Схема преобразователя постоянного тока, показанная выше, способна создавать выходное напряжение 300 В постоянного тока из источника питания постоянного тока напряжением 9 В.
В этой конструкции индуктивно-емкостный (LC) генератор Хартли образован транзистором Q1 и сопутствующей электроникой. Напряжение первичной обмотки, которое варьируется от нуля до девяти вольт, поступает на 250-вольтный трансформатор Т1.
Индуктивная составляющая в генераторе LC — это основная индуктивность, которая регулируется через конденсатор C2. На вторичной обмотке T1 уровень напряжения повышается примерно до 350 вольт пикового значения.
Полуволна диода D1 выпрямляет этот выход, который заряжает конденсатор C3. Конденсатор может вызвать сильный, но несмертельный удар электрическим током при минимальной нагрузке на C3. При токе нагрузки в несколько миллиампер выходное напряжение уменьшается примерно до 300 В при подключении постоянной нагрузки.
Центр творческой науки — доктор Джонатан П.
Хэйр
Центр творческой науки — доктор Джонатан П. Хэйр
ссылка на 6 самодельный электрогенератор стр.
Описанный ниже очень простой генератор является примитивным, но показывает основные операции.Он был намеренно оставлен как можно более простым, чтобы иметь максимальные возможности для использования в творческих проектах и изобретениях. Следовательно, он может лечь в основу более сложного устройства, как будет показано ниже.
Генератор состоит из катушки с проволокой (около 1000 витков), намотанной на последние 3 см или около того большого гвоздя. Когда вращающийся магнит помещается рядом с устройством, он индуцирует напряжение в катушке, которое затем может использоваться для зажигания лампочки (или, еще лучше, светодиода, подробности см. На конце) — таким образом, можно просто продемонстрировать генерацию электричества.
Схема простого генератора
Шаг 1
Сделайте два картонных круга диаметром около 3 см (толщиной 1-2 мм).
В середине кружков аккуратно проткните дырочку. Найдите большой (10-15 см длиной, 6 мм шириной) чистый (неноржавый) гвоздь с большой шляпкой. Проденьте один из кружочков на гвоздь и продвиньте его вплотную к головке.
Шаг 2
Закройте последние 3-4 см ногтя одним слоем изоляционной ленты (шляпку ногтя не закрывайте).Наденьте второй круг на гвоздь, но только до изоляционной ленты. Добавьте еще ленту на другую сторону круга, чтобы закрепить круг на месте. Теперь у вас должна быть готовая «катушка», на которую можно наматывать катушку.
Шаг 3
Возьмите немного тонкой изолированной медной проволоки (скажем, 25 м или около того 30SWG, примерно 0,3 мм в диаметре), оставьте около 20-30 см свободными и начните наматывать витки на изолированную часть гвоздя между двумя кругами. Сделайте 1000-1500 оборотов (точное количество не имеет большого значения и будет зависеть от того, насколько аккуратно вы сможете их надеть, прежде чем они выйдут за ограничивающие картонные круги). Оставьте на конце еще 20-30 см и перережьте проволоку. Заклейте всю сборку изолентой, чтобы проволока не развязывалась.
Шаг 4
Возьмите свободные концы проводов и соскоблите изоляцию. Подключите их к лампочке или к светодиоду. Поднесите магнит ближе к головке гвоздя и, удерживая его на расстоянии примерно 5 мм от головки, быстро перемещайте магнит из стороны в сторону. Лампочка или светодиод загорится, показывая выработку электричества !!
КАК РАБОТАЕТ ГЕНЕРАТОР
Генератор работает за счет магнитного поля, индуцирующего напряжение в катушке с проволокой.Важно отметить, что напряжение увеличивается по мере увеличения количества витков провода на катушке, размера катушки и силы магнитного поля. Магнитное поле (или катушка) должно находиться в постоянном движении, чтобы производить / индуцировать электричество в катушке. Это можно сделать, перемещая магнит или перемещая катушку — эффект тот же. Катушка (или магнит) должна двигаться таким образом, чтобы катушка постоянно проходила через магнитное поле.
Железный гвоздь также важен в нашем простом генераторе, поскольку он имеет тенденцию концентрировать магнитное поле.Когда катушка наматывается на гвоздь, она имеет тенденцию втягивать больше магнитного потока в область катушки, что повышает общую эффективность устройства и увеличивает создаваемое напряжение.
Тип провода в катушке также важен. Например, толстый провод означает меньшие потери мощности, но недостаток в том, что катушка станет очень большой, когда потребуется большое количество витков. Поэтому в практическом генераторе необходимо найти компромисс между размером магнита, катушки и провода.
переменного или постоянного тока
Этот простой генератор называется генератором переменного тока. Это означает, что напряжение, появляющееся на двух проводах, меняется между + и -, и — и + каждый раз, когда магнит делает полный оборот. В результате генератор может зажечь лампочку или светодиод, не беспокоясь о том, в какую сторону должны идти соединения (поскольку они все равно эффективно реверсируют все время).
Однако этот простой генератор не подходит для работы радиоприемников, калькуляторов или других устройств, которым требуется постоянный ток (DC), который вырабатывается, например, от батареи.Вы можете весело провести время, подключив динамики к выходу генератора, так как вы можете услышать переменное электричество, но, пожалуйста, не используйте лучшие Hi-Fi-динамики своих родителей! Попробуйте использовать наушники типа Walkman и т. Д.
ГЕНЕРАТОР БОЛЬШЕ РАСШИРЕННОГО
На фотографии ниже показан простой ручной генератор, который я построил, в котором использовались два из этих генераторов гвоздей, соединенные вместе (чтобы дать вдвое большую мощность). Таким образом, одновременно используются как северная, так и южная сторона магнита. Необходимо правильно выполнить проводку между катушками, иначе напряжение исчезнет, и вы не получите никакой энергии от генератора! Катушки подключаются одна за другой, а не одна через другую (т. Е.последовательная цепь, а не параллельная).
Использовалась простая деревянная зубчатая передача, чтобы вы могли с комфортом вырабатывать электричество, не поворачивая ручку слишком быстро.
Простой генератор с двумя гвоздями и рукояткой
Крупный план генератора
ВОЗМОЖНО САМЫЙ ПРОСТОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР В МИРЕ
Щелкните здесь, чтобы увидеть еще более простой генератор
ЛАМПОЧКИ КАКОГО ТИПА Я МОГУ ИСПОЛЬЗОВАТЬ?
Может показаться здравым смыслом использовать лампочку как можно более низкого напряжения в этом типе генератора, но на самом деле лампа с более высоким напряжением часто работает лучше.Например, лампочка на 1,5 В (напряжение) часто требует 0,25 А (ампер — электрический ток), а лампочка на 6 В может потреблять всего 0,05 А. Этот простой генератор может подавать только относительно небольшой ток (скажем, 0,05-0,1 А), поэтому лампы с более высоким напряжением, как правило, работают лучше. Кстати, светодиод (светоизлучающий диод) очень хорошо работает в этой конструкции, потому что потребляет очень небольшой ток (около 0,01 А).
Светодиоды можно купить у Tandys или Maplins (подойдут практически любые) или выбросить из старого радио или игрушки, в которой они есть.
Щелкните здесь для получения информации о светодиодах
КАКОЙ ТИП МАГНИТА Я ДОЛЖЕН ИСПОЛЬЗОВАТЬ?
Как правило, чем сильнее магнит, тем лучше. Eclipse производит всевозможные магниты, и их можно купить в большинстве хозяйственных магазинов. В описанном выше генераторе «кривошипная рукоятка» использовался магнит E825 Eclipse. Стоит попробовать другие типы магнитов, но вам, возможно, придется разработать другие способы вращения магнитов, чтобы убедиться, что магнитное поле изменяется правильным образом по отношению к катушке.Хорошие генераторы можно сделать из кнопок, планок, часовых туфель и цилиндрических магнитов — это просто ваше воображение!
ПЕРЕЧЕНЬ ДЕТАЛЕЙ И ИНСТРУМЕНТЫ
Картон из крупяной коробки например
Железный гвоздь с головкой (диаметр 1/4 дюйма (6 мм), длина ~ 6 дюймов (15 см))
Катушка (прибл.
25 м) с эмалированной медной проволокой (30 SWG или диаметром ~ 0,3 мм)
E825 Магнит кнопки Eclipse
Лампа фонаря (6 В, 0,06 А) и патрон или еще лучше светодиод
Ручная дрель (стандартный тип ящика для инструментов)
Большинство этих деталей можно приобрести в магазине DIY или в электронных магазинах, таких как Tandy или Maplins.
Книг и статей:
Продвинутая физика, Том Дункан, 4-е изд., Джон Мюррей, ISBN 0 7195 5199 4
хороший раздел по генераторам и электричеству.
Идеи для дальнейшей работы:
1) попробуйте варьировать количество оборотов. Всегда ли верно, что напряжение растет с количеством витков для этого простого генератора? Что произойдет, если катушка станет настолько большой, что несколько ее пятен перестанут приближаться к гвоздю?
2) Вы можете найти лучшую оправку для утюга, чем гвоздь?
3) как насчет того, чтобы попробовать другие формы энергии для питания вращающегося магнита, например?энергия ветра, энергия волн (например, см.
раздел «Строительство собственной ветряной мельницы»)
goto «построить свою собственную ветряную мельницу»
4) Можете ли вы встроить подвижный переключатель, чтобы напряжение было постоянным (DC) вместо переменного (AC) — это называется коммутатором
5) Можете ли вы использовать катушку для гвоздей (без магнита) в качестве «поисковая» катушка для обнаружения магнитных полей? Попробуйте поставить катушку с гвоздем рядом с динамиком, проигрывающим загруженную музыку, светодиод мигает вместе с музыкой?
ПРИМЕЧАНИЕ: никогда не приближайтесь к устройствам, работающим от сети, с данным устройством
НЕ ИГРАЙТЕ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПИТАНИЕМ — ОНО УБИВАЕТ
Информация о сайте:
Подробная информация о магните, использованном в этом проекте:
www.magnets2buy.com/acatalog/Buttons.html
ВОЗМОЖНО САМЫЙ ПРОСТОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР В МИРЕ
Щелкните здесь, чтобы увидеть еще более простой генератор
ссылка на страницу 6 генов
ЦЕНТР ТВОРЧЕСКОЙ НАУКИ
Д-р Джонатан Хэйр, Университет Сассекса,
Брайтон, Восточный Суссекс.
BN1 9QJ
домой | дневник | что на | Резюме CSC | последние новости
Генераторы | HowStuffWorks
Если вы когда-либо перемещали скрепки с помощью магнита или убивали время, укладывая металлическую стружку в бороду на игрушке «Шерстяной Вилли», то вы баловались основными принципами, лежащими в основе даже самых сложных электрических генераторов.Магнитное поле, ответственное за выстраивание всех этих маленьких кусочков металла в правильную стрижку ирокез, связано с движением электронов. Подвиньте магнит к скрепке, и вы заставите электроны в скрепке двигаться. Точно так же, если вы позволите электронам перемещаться по металлической проволоке, вокруг нее образуется магнитное поле.
Благодаря Вули Вилли мы видим определенную связь между явлениями электричества и магнетизма. Генератор — это просто устройство, которое перемещает магнит рядом с проводом для создания постоянного потока электронов.Действие, которое заставляет это движение, сильно варьируется, от ручных кривошипов и паровых двигателей до ядерного деления, но принцип остается тем же.
Один из простых способов представить генератор — это представить, что он действует как насос, проталкивающий воду по трубе. Только вместо того, чтобы толкать воду, генератор использует магнит, чтобы толкать электроны. Это небольшое упрощение, но оно дает полезную картину свойств, работающих в генераторе. Водяной насос перемещает определенное количество молекул воды и оказывает на них определенное давление.Таким же образом магнит в генераторе толкает определенное количество электронов и оказывает на них определенное «давление».
В электрической цепи количество движущихся электронов называется амперами или током , и оно измеряется в амперах . «Давление», толкающее электроны, называется напряжением и измеряется в вольтах . Например, генератор, вращающийся со скоростью 1000 оборотов в минуту, может выдавать 1 ампер при 6 вольт.1 ампер — это количество движущихся электронов (1 ампер физически означает, что 6,24 x 10 18 электронов перемещаются по проводу каждую секунду), а напряжение — это величина давления за этими электронами.
Генераторы составляют основу современной электростанции. В следующем разделе мы рассмотрим, как работает одна из этих станций.
Генератор постоянного тока
Генератор постоянного тока
следующий: Двигатель переменного тока
Up: Магнитная индукция
Предыдущая статья: Генератор переменного тока
Самые распространенные электроприборы ( эл.г. , электрические лампочки и электрические
нагревательные элементы) нормально работают от сети переменного тока. Однако есть некоторые
ситуации, в которых предпочтительнее питание постоянного тока. Например, небольшая электрическая
двигатели (, например, , приводящие в действие миксеры для пищевых продуктов и пылесосы) очень хорошо работают от переменного тока.
электричество, но очень большие электродвигатели ( например, , те
какие поезда метро) обычно намного лучше работают на электричестве постоянного тока. Разрешите нам
исследуйте, как можно генерировать электричество постоянного тока.
Простой генератор постоянного тока состоит из тех же основных элементов, что и простой
Генератор переменного тока: , то есть , многовитковая катушка, равномерно вращающаяся в магнитном
поле. Основное различие между генератором постоянного тока и генератором переменного тока заключается в
способом, которым вращающаяся катушка подключена к внешней цепи
содержащий груз. В генераторе переменного тока оба конца катушки соединены
для отделения контактных колец, которые вращаются вместе с катушкой и соединены с
внешняя цепь через проволочные щетки.Таким образом, ЭДС
видимая внешней цепью всегда такая же, как ЭДС
генерируется вокруг вращающегося
катушка. В генераторе постоянного тока два конца катушки прикреплены к разным половинкам.
одного разъемного кольца, которое вращается вместе с катушкой.
Разъемное кольцо связано
к
внешний контур с помощью металлических щеток — см. рис.41.
Эта комбинация вращающегося разъемного кольца и стационарных металлических щеток.
называется коммутатором . Коммутатор предназначен для обеспечения того, чтобы
ЭДС
видно по внешней цепи
равна ЭДС
генерируется вокруг вращающегося
катушка для половина периода вращения , но равна минус этой ЭДС для
другая половина (так как соединение между внешней цепью и вращающейся
катушка переворачивается коммутатором каждые полупериод вращения).В
положение металлических щеток можно отрегулировать так, чтобы соединение между
вращающаяся катушка и внешняя цепь меняют местами всякий раз, когда ЭДС
генерируемый вокруг катушки проходит через ноль. В этом частном случае
ЭДС, наблюдаемая во внешней цепи, просто
| (218) |
Рисунок 42 показывает
график как функция
время согласно приведенной выше формуле.
Изменение ЭДС во времени равно
очень похож на генератор переменного тока, за исключением того, что всякий раз, когда генератор переменного тока
создаст отрицательную ЭДС, коммутатор в генераторе постоянного тока меняет местами
полярность катушки по отношению к внешней цепи, так что отрицательный
половина сигнала переменного тока инвертируется и становится положительной.В результате получается ухабистая
прямая ЭДС, которая возрастает и падает, но никогда не меняет направления. Этот тип
пульсирующую ЭДС можно сгладить, используя более одной катушки, вращающейся вокруг
той же оси или другими электрическими методами, чтобы хорошо имитировать
постоянный ток от батареи. Генератор в автомобиле
(, то есть , генератор постоянного тока, который заряжает аккумулятор) является распространенным примером.
генератора постоянного тока
типа, описанного выше. Конечно, в генераторе внешний крутящий момент, необходимый для вращения
Катушка обеспечивается двигателем автомобиля.
следующий: Двигатель переменного тока
Up: Магнитная индукция
Предыдущая статья: Генератор переменного тока
2007-07-14
build Ультра-простой электрический генератор, вращающиеся магниты DIY
Все металлы содержат подвижное вещество, называемое «электрическим зарядом».Четное
незаряженные провода полностью заряжены! Ведь атомы металла
составляют половину положительных протонов и половину отрицательных электронов. Металлы бывают
особенные, потому что их электроны не остаются связанными с атомами металлов,
вместо этого они летают внутри металла и образуют нечто вроде электрического
«жидкость» внутри проводов. Все
провода наполнены электрической жидкостью. Современный
ученые называют это «электронным морем» или «электронным газом». Жидкость
заряд подвижен, и это позволяет металлам быть электрическими проводниками.В
подвижный заряд-вещи не
невидимый, он придает металлам серебристый блеск.
Электронный газ
подобна серебристой жидкости. Вроде, как бы, что-то вроде.
Когда круг из проволоки окружает магнитное поле, и
затем магнитное поле изменяется, появляется круговое «давление», называемое напряжением.
появляется. Чем быстрее изменяется магнитное поле, тем больше напряжение
становится. Это круговое напряжение пытается заставить подвижные заряды в
проволоку вращать по кругу. Другими словами,
движущиеся магниты вызывают изменение магнитных полей, которые пытаются создать электрические
токи в замкнутых кругах провода.Движущийся магнит
вызывает накачивающее действие вдоль проволоки. Если цепь не замкнута,
если есть
перерыв, тогда сила накачки не вызовет никакого потока заряда. Вместо этого
на концах проводов появится перепад напряжения. Но если
цепь «замкнута» или «замкнута», тогда накачивающее действие магнита может
заставить электроны катушки начать течь. Движущийся магнит может
создают электрический ток в замкнутой цепи. Эффект называется
Электромагнитная индукция. Это основной закон физики, и это
используется всеми электрогенераторами с катушкой / магнитом.
У генераторов не бывает только одного круга из проволоки.
Предположим, что вокруг много кругов.
движущийся магнит. Предположим, что все окружности последовательно соединены с
образуют катушку. Небольшие напряжения от всех кругов сложатся вместе.
чтобы дать гораздо большее напряжение. Катушка на 100 витков будет иметь сто
в разы больше напряжения, чем на однооборотной катушке.
Почему этот генератор переменного тока, а не постоянного? Когда магниты переворачиваются, они создают
импульс напряжения и тока. Но когда они переворачиваются во второй раз, они
создать противоположный импульс? да.Итак, вращающийся магнит делает
электрические сигналы, которые идут плюс-минус-плюс-минус? Ага. Это происходит потому, что
для создания напряжения и тока полюс магнита должен перемещаться вбок
по проводу. Если он проведет вдоль провода, ничего не произойдет. В нашем
маленький генератор, полюса магнита не качаются постоянно по
изгиб провода. Вместо этого сначала северный магнитный полюс проходит через одну
сторона катушки, и в то же время южный полюс магнита перемещается
назад через другую сторону.
Два эффекта складываются вместе.
Но дальше магнит продолжает вращаться, и теперь противоположные полюса
проведите по этим частям катушки. Магнит перевернулся, магнит
полюса поменяны местами, поэтому напряжение на катушке будет обратным. И если
лампочка подключена, тогда любой ток тоже будет обратным. Каждый раз
магнит делает один полный оборот, он создает прямой импульс, а затем
обратный пульс. Быстро крутите магнит, и он издает переменную волну:
AC.
Если вам нужен генератор постоянного тока, вам придется добавить специальный реверсивный переключатель.
к валу магнита.Это переключатель, который называется «коммутатор». Если вы посмотрите
некоторые проекты DIY генераторов постоянного тока, вы увидите, как построить коммутатор
выключатель. Но эти генераторы не Ультра Простые!
Теперь о лампочке. Если соединить концы катушки вместе, то
всякий раз, когда магнит движется, заряды металла будут двигаться и большой
в катушке появится электрический ток. Змеевик немного нагревается.
Что, если вместо этого мы подключим лампочку между концами катушки? А
лампочка на самом деле просто кусок тонкой проволоки.Заряды света
нить лампы будет проталкиваться. Когда заряды внутри меди
провода продеваем в тонкую нить накаливания лампочки, их
скорость сильно увеличивается. Когда заряды покидают нить и движутся
обратно в медный провод большего размера, они замедляются
снова. Внутри узкой нити быстро движущиеся заряды нагревают металл.
своего рода электрическим «трением». Металлическая нить накаливания становится настолько горячей, что
он светится. Движущиеся заряды также нагревают провода
генератора немного, но так как провода генератора
намного толще, и поскольку тонкая нить накала лампы замедляет ток
во всем змеевике, почти весь нагрев происходит в
лампочка накаливания.
Итак, просто подключите лампочку к катушке провода, поместите короткую мощную
магнит в катушке, затем быстро переверните магнит. Чем быстрее вы вращаете
магнит, тем выше становится сила накачки напряжения и тем ярче
лампочка загорается.
Чем мощнее ваш магнит, тем выше
напряжение и ярче лампочка. И чем больше в твоих кругах проволоки
катушки, тем выше напряжение и ярче лампочка. Теоретически вы
должен иметь возможность зажечь обычную лампочку фонарика 3 В, но только если вы
может вращать ваши магниты нечеловечески быстро.
Отсоедините один провод от лампочки. Вращайте магнит. Пока
все еще вращая магнит, попросите друга соединить провода вместе
так что лампочка снова загорится. Гвоздь по-прежнему крутится так же легко?
Продолжайте крутить магнит, пока ваш друг подключается и отключается
лампочка. Чувствуете ли вы разницу в том, как сильно нужно крутить гвоздь?
Также попробуйте крутить магниты, пока ваш друг подключает генератор.
провода вместе (без подключенной лампы).
ТАК ЧТО?
Когда вы запускаете генератор и зажигаете лампочку, вы
работает против электрического трения, чтобы создать тепло и свет.Вы можете ПОЧУВСТВОВАТЬ работу, которую выполняете, потому что всякий раз, когда вы подключаете лампочку,
вдруг становится труднее провернуть генератор. Когда вы отключаете
лампочка, становится легче.
Подумайте об этом так. Если слегка потереть руки, кожа
остается прохладным, но если вы сильно потрете руки, кожа станет горячей.
Больше усилий нужно натереть кожу, чтобы она нагрелась;
это требует работы. И точно так же лампочку накалить тяжело.
нить накала, это требует работы. Вы крутите вал генератора, генератор
проталкивает заряд провода через крошечную нить накала, и если вы не держите
вращая магнит, магнит быстро замедлится.
ПОЧУВСТВУЙТЕ ЭЛЕКТРОНЫ
Когда ваша рука вращает магнит, вы можете почувствовать дополнительную работу, которая требуется
зажечь лампочку. Это происходит потому, что ваша рука связана с
течет заряд в лампочке, и когда вы на нее нажимаете, вы можете это почувствовать
оттолкнуть вас! Как ваша рука связана с текущими зарядами?
Твоя рука крутит гвоздь, гвоздь крутит
магнит, магнит толкает невидимые магнитные поля, поля
толкайте подвижные заряды, заряды медленно текут через свет
нить накала лампы, и крошечная нить вызывает трение о поток
заряжается и нагревается.
Но тогда происходит обратное! Заряд
не может сильно двигаться из-за крошечной нити накала, поэтому она сопротивляется
давление со стороны магнитных полей, которые, в свою очередь, сопротивляются давлению
от магнита, который выдерживает скручивающее давление гвоздя,
который сопротивляется скручивающему давлению ваших пальцев. Итак, в
очень реальным способом, вы можете ПОЧУВСТВОВАТЬ электроны в нити накаливания лампочки.
Когда вы толкаете их, вы можете ЧУВСТВОВАТЬ их сопротивление.
узкая нить!
ВЫКЛЮЧИТЕ ПОЛЕ
Попробуйте изменить положение магнитов.Снимите магниты, затем скотчем их.
вокруг гвоздя так, чтобы две стопки цеплялись бок о бок, вернее
чем сложены в линию. Крутите магниты. Лампочка все еще
загораться? Нет. Это происходит потому, что полюс N одного блока магнитов
очень близко к S полюсу другого, и наоборот. Магнитное поле
теперь растягивается между двумя стопками магнитов и не распространяется
наружу. Большая часть поля зажата между соседними противоположными
полюсов, поэтому поле не распространяется через катушку.
Когда магниты
бок о бок, вот так, они образуют один больший, но слабый магнит. На
разное
рука, когда вы вместо этого сделаете одну стопку магнитов, поле расширится
наружу на много дюймов. Сложенные друг на друга магниты образуют более крупный, но очень
сильный магнит. Если вы вращаете стек с одним магнитом,
поле прорезает провода и качает их электроны
в движение.
ИЗМЕРИТЬ НАПРЯЖЕНИЕ И ТОК
Если вы можете получить дешевый
Цифровой вольтметр или DVM от Harbour Freight Tools, вы можете
измерения.(Как только вы увидите некоторые цифры, вы можете заняться какой-нибудь профессиональной наукой.
эксперименты. Это отлично подходит для проектов научной ярмарки.) Вращайте магниты.
чтобы зажечь лампочку, затем подсоедините провода счетчика к лампочке
соединения. Установите измеритель напряжения переменного тока. Вращайте магниты и смотрите
насколько высокое напряжение вырабатывает ваш генератор.
Насколько высоким вы можете сделать напряжение просто
пальцами? Или с помощью ручной дрели? Попробуйте просто крутить магниты
достаточно быстро, чтобы едва зажечь лампочку в темной комнате.
Как мало напряжение
необходим? Также попробуйте
отключение
лампочку, затем измерьте напряжение переменного тока на двух концах катушки.
Можете ли вы сказать, осталось ли оно таким же, как когда была подключена лампочка? Намекать:
чтобы вращать магниты с постоянной скоростью, используйте электродрель с
полностью заряженный аккумулятор. Или, возможно, зацепите гвоздь за электродвигатель и
Подключите двигатель к источнику постоянного тока с настраиваемым напряжением.
Примечание: электрическая лампочка имеет сопротивление около 50 Ом. Кроме того, 250 футов из №30
проволока вокруг
Сопротивление 21 Ом.Из-за сопротивления провода
Генератор может создавать ток не более 60 миллиампер (0,06
ампер.) Если вы намотаете на генератор дополнительный провод №30, он увеличится
максимальное напряжение и максимальная мощность. Но поскольку это добавляет больше
сопротивление это НЕ увеличивает максимально возможный ток. Увеличить
максимально возможный ток, либо раскрутите магниты намного быстрее, замените
провод №30 с более толстым проводом или используйте более прочный тип магнитного материала.
ДВИГАТЕЛЬ ВЫЗОВ!
Есть простой способ превратить ваш генератор в
мотор.Он включает в себя использование краски или ленты, чтобы изолировать место на одной стороне
гвоздь
затем, используя батарею 6V и провода генератора,
касаясь гвоздя, чтобы сформировать переключатель. Вращающиеся магниты поворачивают гвоздь,
который включает катушку
и выключаемся в нужное время. Сможете ли вы обнаружить уловку?
ПОДГОТОВКА ПОСТОЯННОГО ТОКА, ЗАРЯДКА АККУМУЛЯТОРА
Вы можете изменить этот генератор так, чтобы он создавал постоянный ток, а не переменный ток. Напряжение
все еще очень низкий, поэтому он не очень полезен. Если вращаться очень быстро, вы можете
уметь перезаряжать крошечный 1.Аккумулятор 2в. (Может быть, ты мог бы
добавить много витков провода к катушке, чтобы увеличить напряжение?)
Преобразовать в DC:
Трудный путь: добавить вращающийся переключатель «коммутатор»
и
скользящие металлические «щетки», так что каждый раз, когда магниты поворачиваются наполовину,
переключатель меняет местами подключения генератора.Простой способ: добавить односторонний клапан! «Электроклапан» называется диодом.
или выпрямитель. Если вы подключите диод последовательно с одним из ваших двигателей
провода, это будет
только пусть заряды текут в одном направлении.Это изменит
Переменный ток в односторонний поток (так называемый «пульсирующий постоянный ток»).
Попробуйте диоды от Radio Shack, например 1N4000 или 1N4001. К сожалению
диоду требуется около 3/4 вольт для протекания любых зарядов, и это напряжение
вычитает из вывода вашего генератора. Если ваш генератор выдает только один
вольт, диод снизит его до 1/4 вольт. Итак, если вы хотите добавить
диод, попробуйте удвоить или утроить количество проводов на
ваш генератор. Также попробуйте использовать специальный диод «Шоттки» с меньшим
напряжение, чем 0.7V, например 1N5819 с сайта digikey.com
ИСТОРИЯ «УЛЬТРАПРОСТОГО» ГЕНЕРАТОРА
Работая в магазине техники в Музее науки в Бостоне, я
работал над новыми идеями для экспонатов Зала Электричества в 1988 году.
знал, что Эксплораториум имеет выставку электрогенераторов, где
Посетитель музея протаскивал пластиковую пластину с катушкой через ряд
огромные магниты (магнетронные рупорные магниты от военного радара).
загорится маленькая лампочка.Я просто знал, что ДОЛЖЕН был быть способ, который
использует более обычные магниты. Итак, я сложил стопку из 3-дюймовых громкоговорителей.
магниты (эти черные пончики) и размахивали им мимо различных катушек.
Наконец, я намотал около пяти фунтов проволоки №26 на кольцо с гвоздями.
толкнул в доску, подключил лампочку # 49, затем переместил стопку
магниты динамика внутрь и наружу. От этого легко загорелась лампочка.
Примерно в 1994 году я думал об сверхпростом электродвигателе, который
позже стал известен в Интернете как «Beakman Motor».»Разве это не было бы
Круто, если бы дети могли так просто сделать электрический генератор ?
Но это должно быть возможно с запчастями из магазина Radio Shack, поскольку Radio
У Shack была специальная лампочка, а также магниты и катушки
провод электромагнита.
После нескольких часов экспериментов я понял, что
едва мог зажечь лампочку на 20 миллиампер, используя одну катушку
провода №30 от радиорубки. Но провод должен был быть ОЧЕНЬ близким к быстрому
вращающийся магнит, причем магнит должен был состоять из четырех мощных
керамические магниты в стопке.
Чтобы произвести впечатление на всех учителей физики, я постарался сделать детали легкими.
в наличии, а стоимость минимально возможна. Чтобы сделать проект популярным, я
удостоверился, что никаких инструментов, кроме ножниц, не требуется. Я отказался использовать мяч
подшипники или пластмассовые детали. Поэтому я сделал свою картонную коробку для
катушка, а для вращающегося вала использовался гвоздь. Чтобы избежать лишних деталей,
гвоздь просто зажимается мощными магнитами. Если кто-то еще хочет попробовать
чтобы сделать более дешевый или простой электрогенератор, они должны делать лучше
чем я сделал!
ВНИМАНИЕ: держите магниты подальше от компьютеров, дисков, видеокассет, цветных
Телевизоры, а также из бумажников и кошельков с кредитными картами.
Попробуй это:
Хранить
генератор вдали от вашего цветного телевизора, включите телевизор, начните крутить
гвоздь, чтобы магнит вращался быстро, затем поднесите генератор примерно на 2 фута
подальше от экрана телевизора. НЕ ПРИНОСИТЕ БЛИЖЕ !!! Продолжайте крутить
магниты, и вы увидите крутой эффект шатания на телевизионном изображении,
с некоторыми изменениями цвета. Поле магнита искривляет
электронный луч, который рисует картинку на экране. Будьте осторожны, если вы
принесите магнит примерно на 15 см, железный лист внутри телевизионного изображения
трубка намагнитится, и искаженные цвета останутся неизменными.
Хотите чрезвычайно мощный двигатель или генератор? Взрослый проект? Те
нужно штамповать
листы железа для ламината. Но есть другой способ. Посмотрите на Эдисона
тактика: он взял
1873 Грамм-кольцевой мотор, модифицированный
добавление отдельного тихоходного коммутатора,
и продавал их как горячие пирожки.
В динамо-машине Gramme можно делать основные «пластинки»
из длинной длины
железная проволока, обернутая в виде обруча и пропитанная эпоксидной смолой, смолой и т.
д.
звенеть. Я не знаю
если тонкую железную проволоку легко найти, а колючая проволока и проволока для тюков сена —
общий.Или купить тороидальный трансформатор и отпилить весь провод от сердечника?
Затем оберните все железное кольцо слоем толстой медной проволоки и
установить это на
маховик. Плоско отшлифуйте внешний обод, чтобы медная спираль стала его
собственный коммутатор. Ваш неподвижный статор может быть постоянным магнитом или
неламинированный
твердые железные блоки, так как эта часть — постоянный ток.
В ранних версиях Эдисона использовались «кисти»
из тонкой железной проволоки в качестве щеток, позже замененных блоками
скользкий графит.
Но затем иди и делай, как Тесла, во время своей проектной работы для Edison Corp.
Преобразование конструкции статора Эдисона
в компактную цилиндрическую форму, которая обнимает маховик и включает
закрытые катушки, а не те чрезвычайно
длинные магниты-подковы, как у Эдисона
Дизайн «длинноногая Мэри Энн».
Motor Triva: электродвигатели были всего лишь
лабораторные диковинки
до Зеноби Грамм
разработал генератор, предназначенный для замены аккумуляторных батарей, поскольку
он давал чрезвычайно плавное выходное напряжение постоянного тока.
Во время выставки изобретателей
помощник
случайно подключил неиспользованный Gramme Dynamo
до другого, который вращался под действием пара. Второй
завелась и побежала как моторчик; как мотор * сотни лошадиных сил *. Тот
Момент был началом электротехнической эры в промышленности. Но это не так много
упоминается в американских учебниках, возможно, потому, что это сделало бы Томаса
Эдисон выглядел менее гениальным.
НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ДРУГИЕ ЧАСТИ. Если лампочка не горит, обычно это
потому что использовались разные части.Следовать инструкциям.
Если вы поменяли магниты, ничего не получится. Так
не используйте разные магниты. Если вы использовали другую лампочку, она не подойдет.
Используйте детали из списка, не вносите изменений. Если вы не используете очень
тонкий # 30
лакированная проволока, то не пойдет. Так что не используйте другой провод.
Не используйте разные детали. Прежде чем тестировать что-либо еще, спросите себя,
вы использовали детали из списка деталей? Если вы использовали разные детали,
генератор выйдет из строя.
Примечание: очень важно использовать детали
перечисленные, и не используйте заменители.
ВРАЩАЙТЕ ЕГО БЫСТРО, В ТЕМНОМУ. Иногда ваш генератор работает нормально, но
вы не вращаете его достаточно быстро. Или, возможно, тусклое свечение света
в ярко освещенной комнате не хватает лампочки. Итак, идите в полумрак.
Тогда крутите вещь ДЕЙСТВИТЕЛЬНО БЫСТРО. Попробуйте провернуть его старомодным
дрель. (Электродрели не очень быстро вращаются.) Или попробуйте приклеить крошечный
колесо к гвоздю, затем потрите колесо о вращающуюся шину
с ног на голову
велосипед (не езжайте слишком быстро, иначе лампочка перегорит.)
ДОБАВИТЬ БОЛЬШЕ ПРОВОДОВ. Если в вашей катушке больше 250
повороты,
тогда лампочка загорится намного ярче. Тонкая катушка # 30 проволоки Radio Shack.
200 футов в длину,
что дает около 250 оборотов. Если бы вы могли намотать больше витков на катушке,
тогда ваша лампочка загорится при более низкой скорости магнита. Купите два комплекта
проволокой из Radio Shack, затем используйте обе катушки №30.
Соскребите каждый кусочек красного пластикового покрытия со всех концов проводов. потом
крутить
конец новой катушки до конца старой.Это создает единый
более длинный провод. Обязательно намотайте лишнюю проволоку в такой же
направление как раньше.
Лучший источник провода: купите большой «Соленоид».
от компании, занимающейся доставкой по почте, затем используйте плоскогубцы, чтобы открыть металлический
скобка. Отверстие в соленоиде проходит через квадратную стальную пластину, и
если вы
подденьте остальную часть стального каркаса наружу, вы можете удалить квадратную пластину
и выньте катушку с проволокой. Снимите ленту и
намотайте 600 оборотов на свой генератор.
НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ДРУГИЕ МАГНИТЫ, используйте большой 2-дюймовый прямоугольный
магниты, продаваемые Radio Shack,
№64-1899, смотрите их сайт.Или попробуй
Образовательные инновации Teachersource.com или попробуйте magnetsrc.com.
Они стоят около 2 долларов за штуку и не имеют отверстий в центре.
Не используйте магниты Radio Shack размером менее 1 дюйма.
Большинство других магнитов
слишком слабый и не будет работать, если вы не раскрутите
магниты невероятно быстрые, при тысячах оборотов в минуту (оборотов на
минут)
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАЛЕНЬКИХ МАГНИТОВ
Если вы не можете дождаться почтового заказа нужного
магнитов, вместо них вы можете использовать двадцать магнитов Radio Shack 1 «64-1879
Склейте их вместе, чтобы получились два больших магнита.Вот как я это сделал. Сначала сформировал две стопки магнитов: приклеил десять
магниты
в двух отдельных стопках по пять магнитов в каждой. Я использовал 5-минутную эпоксидную смолу.
Прежде чем клей застынет, отрегулируйте магниты так, чтобы стороны каждого маленького
стопки плоские и сотрите излишки эпоксидной смолы. (Чтобы стороны стали плоскими, я
положил каждую стопку на алюминиевую фольгу, прижал их, чтобы выровнять
магниты, затем отклеил фольгу, когда клей затвердел.) Затем приклейте два
из этих стопок по 5 магнитов вместе, так что стопки отталкиваются
друг с другом.
блок будет шириной 2 дюйма.
Затем держите их вместе, пока клей не затвердеет. Таким образом
N полюс одного стека находится рядом с полюсом N другого, а S — около S.
См. Схему ниже. Склейте узкую сторону вместе, чтобыГенератор постоянного тока
: принцип работы и схемы
Прежде чем мы сможем объяснить принцип работы генератора постоянного тока, нам нужно охватить основы генераторов.
Есть два типа генераторов — генераторы постоянного тока и генераторы переменного тока.Генераторы постоянного и переменного тока преобразуют механическую энергию в электрическую. Генератор постоянного тока производит постоянную мощность, а генератор переменного тока — переменную.
Оба этих генератора вырабатывают электроэнергию на основе принципа закона электромагнитной индукции Фарадея.
Этот закон гласит, что когда проводник движется в магнитном поле, он перерезает магнитные силовые линии, которые индуцируют в проводнике электромагнитную силу (ЭДС).
Величина этой наведенной ЭДС зависит от скорости изменения магнитного потока (силы магнитной линии) связи с проводником.Эта ЭДС вызовет протекание тока, если цепь проводника замкнута.
Следовательно, основными двумя основными частями генератора являются:
- Магнитное поле
- Проводники, которые движутся внутри этого магнитного поля.
Теперь, когда мы понимаем основы, мы можем обсудить принцип работы генератора постоянного тока . Вам также может быть полезно узнать о типах генераторов постоянного тока.
Генератор постоянного тока с одним контуром
На рисунке выше одиночный контур проводника прямоугольной формы помещен между двумя противоположными полюсами магнита.
Допустим, прямоугольная петля проводника — это ABCD, который вращается внутри магнитного поля вокруг своей оси ab.
Когда петля поворачивается из вертикального положения в горизонтальное, она обрезает силовые линии поля. Поскольку во время этого движения две стороны, то есть AB и CD петли, пересекают силовые линии, ЭДС будет индуцирована на обеих сторонах (AB и BC) петли.
По мере того, как петля замыкается, по петле будет циркулировать ток.Направление течения можно определить с помощью правила правой руки Флемминга.
Это правило гласит, что если вы протянете большой, указательный и средний пальцы правой руки перпендикулярно друг другу, то большие пальцы указывают направление движения проводника, указательный палец указывает направление магнитного поля, т. Е. , N — полюс к S — полюс, а средний палец указывает направление протекания тока через проводник.
Теперь, если мы применим это правило правой руки, мы увидим, что в этом горизонтальном положении петли ток будет течь из точки A в B, а на другой стороне петли ток будет течь из точки C в D.
Теперь, если мы позволим петле двигаться дальше, она снова вернется в свое вертикальное положение, но теперь верхняя сторона петли будет CD, а нижняя сторона будет AB (прямо противоположная предыдущему вертикальному положению).
В этом положении тангенциальное движение сторон петли параллельно силовым линиям поля.
Следовательно, не будет и речи о резке флюса, и, следовательно, в контуре не будет тока.
Если петля поворачивается дальше, она снова переходит в горизонтальное положение.Но теперь указанная сторона петли AB находится перед полюсом N, а CD — перед полюсом S, то есть прямо противоположно предыдущему горизонтальному положению, как показано на рисунке рядом.
Здесь тангенциальное движение стороны контура перпендикулярно силовым линиям; следовательно, скорость отсечения потока здесь максимальна, и согласно правилу правой руки Флемминга, в этой позиции ток течет от B к A, а с другой стороны от D к C.
Теперь, если петля продолжает вращаться вокруг своей оси.Каждый раз, когда сторона AB подходит к полюсу S, ток течет от A к полюсу B. Опять же, когда он проходит перед полюсом N, ток течет от B к A.
Аналогично, каждый раз, когда сторона CD входит перед полюсом S ток течет от C к D. Когда сторона CD проходит перед полюсом N, ток течет от D к полюсу C.
Если мы наблюдаем это явление по-разному, мы можем сделать вывод, что каждая сторона петля проходит перед полюсом N, ток будет течь через эту сторону в том же направлении, т.
е.е., вниз к плоскости отсчета.
Аналогично, каждая сторона петли проходит перед S-полюсом, ток через него течет в том же направлении, то есть вверх от плоскости отсчета. Отсюда мы перейдем к теме принципа генератора постоянного тока .
Теперь петля открывается и соединяется с разрезным кольцом, как показано на рисунке ниже. Разъемные кольца, состоящие из проводящего цилиндра, разрезаются на две изолированные друг от друга половины или сегменты.
Мы соединяем клеммы внешней нагрузки с двумя угольными щетками, которые опираются на эти сегменты разъемного контактного кольца.
Принцип работы генератора постоянного тока
Мы видим, что в первой половине оборота ток всегда течет по ABLMCD, то есть щетке № 1 в контакте с сегментом a.
На следующей половине оборота, как показано на рисунке, направление индуцированного тока в катушке меняется на противоположное. Но в то же время положение сегментов a и b также меняется на противоположное, в результате чего кисть № 1 соприкасается с сегментом b.
Следовательно, ток в сопротивлении нагрузки снова течет от L к M.Форма волны тока через цепь нагрузки показана на рисунке. Этот ток однонаправлен.
Приведенное выше содержание является основным принципом работы генератора постоянного тока , объясненным моделью одноконтурного генератора.
Положение щеток генератора постоянного тока таково, что переключение сегментов a и b с одной щетки на другую происходит, когда плоскость вращающейся катушки находится под прямым углом к плоскости силовых линий. . В таком положении наведенная ЭДС в катушке равна нулю.
Трехфазный генератор — обзор
2.2.19 Трехфазные генераторы переменного тока
Генераторы переменного тока сконструированы со стационарным переменным током. система обмотки и вращающегося поля. Это уменьшает количество требуемых контактных колец до двух, и они должны пропускать только возбуждающий поле ток, а не генерируемый ток. Таким образом упрощается конструкция и сводятся к минимуму потери в контактных кольцах.
Кроме того, более простая конструкция позволяет использовать более прочную изоляцию и, как следствие, генерировать гораздо более высокие напряжения.Прочная механическая конструкция ротора также означает, что возможны более высокие скорости и значительно более высокая выходная мощность может генерироваться с помощью генератора переменного тока. Простая форма трехфазного генератора изображена на рисунке 2.47.
Рисунок 2.47. Простой трехфазный генератор
Три катушки на статоре смещены на 120 °, а ротор, который является явнополюсным, питается через два контактных кольца с постоянным током. Текущий. Поскольку ротор приводится в движение первичным двигателем, создается вращающееся магнитное поле, и e.МП, генерируемые в катушках, будут смещены с фазовым сдвигом 120 °. Величина генерируемых напряжений зависит от магнитного потока, создаваемого ротором, количества витков на катушках статора и скорости вращения ротора. Скорость ротора также будет определять частоту генерируемого напряжения.
Характеристики холостого хода и нагрузки генератора переменного тока очень похожи на характеристики генератора постоянного тока. отдельно возбужденный генератор (рисунки 2.28 и 2.29 соответственно). При работе с постоянной скоростью напряжение на клеммах имеет падающую характеристику, при которой снижение напряжения на клеммах происходит из-за сопротивления «якоря» и эффектов реактивного сопротивления.Для генератора переменного тока термин «якорь» означает обмотки статора.
По мере увеличения нагрузки на генератор переменного тока скорость первичного двигателя падает. Это недопустимая ситуация, потому что скорость контролирует частоту генерируемого напряжения. Для поддержания постоянной частоты первичный двигатель должен работать с постоянной скоростью во всем диапазоне ожидаемых нагрузок. Это особенно важно, когда многие генераторы переменного тока должны работать параллельно для питания распределительной системы, такой как Национальная энергосистема.В таких случаях первичные двигатели всегда регулируются по скорости, а выходное напряжение регулируется в соответствии с номинальными значениями.
В Великобритании генераторы переменного тока обычно представляют собой двухполюсные машины, работающие со скоростью 3000 об / мин для выработки номинальной частоты 50 Гц. В США большая часть потребляемой электроэнергии вырабатывается на гидроэлектростанциях. Гидравлические турбины, используемые в этих установках, являются довольно тихоходными машинами, а генераторы переменного тока с прямым приводом имеют несколько полюсов для обеспечения номинальной частоты 60 Гц.Например, генератор, работающий со скоростью 240 об / мин, должен иметь 30 полюсов, чтобы обеспечить номинальную выходную частоту.
Создание вращающегося магнитного поля можно также активировать с помощью трех смещенных на 120 ° катушек ротора, питаемых трехфазным током. Скорость вращения поля связана с частотой токов, т.е.
(2,80) Ns = f × 60 Число пар полюсов
, где N s — скорость поля (об / мин) и f — частота питающих токов.Скорость вращающегося поля называется «синхронной скоростью», и для эквивалентной пары полюсов (т.
