首页 理论教育 桌面上的发电系统

桌面上的发电系统

时间:2022-02-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:用万用刀或砂纸刮掉漆包线两端的透明绝缘,直到裸露出铜为止。钕铁硼磁铁可以造成很大的危害。那些想生活在“远离电网”地方的人们也许可以考虑用图中这个蒸汽发电方案来给三居室的家庭供电还有另外一件事情也值得一试。你实际上发出了交流电。我们说二极管是用来对交流电进行“整流”的。

你只需拥有3个元件,就可以马上看到磁生电的现象。

以下是你所需要的东西。

□ 圆柱形的钕铁硼永磁铁,直径为3/4 in,磁化方向沿轴向,数量:1个(可以从http://www.kjmagnetics.com之类的网站购得)。

□ 一卷连接线,26 号线规,100 ft 长,数量:1 卷。

□ 一卷漆包线,0.25 磅,26 号线规,大约350 ft,数量:1 卷(在网上搜索“magnet wire”(电磁线或漆包线))。

□ 普通的LED,数量:1个。

□ 100 µF的电解电容器,数量:1个。

□ 信号二极管,2N4001或类似型号,数量:1个。

□ 端部带鳄鱼夹的跳接线,数量:两根。

步骤

你也许可以用你的那卷连接线来完成这个实验(能否成功取决于那卷连接线与你的那块磁铁的相对尺寸),不过由于用漆包线的结果很可能会更好,因此我假定你使用的是漆包线——至少在开始时是如此。用漆包线的好处在于其绝缘层很薄,因此绕得很紧密,增加了电感

先瞧瞧线卷的中线孔洞,看线卷导线的内端是否像图5-18和图5-19那样已经引出。如果没有引出的话,那么你必须将这个线卷解绕到另一个大直径的圆柱体上,然后再重新绕回到原来的卷线筒上,并注意让导线的内端伸出。

用万用刀或砂纸刮掉漆包线两端的透明绝缘,直到裸露出铜为止。为了检查绝缘刮去的情况,请把万用表设置到欧姆档,然后接到线卷导线的两个端部。如果接触良好的话,测得的电阻应该为30 Ω 或更小。

将线卷放在一个非磁性、不导电的表面上,例如木的、塑料的或者覆盖玻璃的桌面。用跳接线将一个LED连接在线卷的两端之间。极性无所谓的。然后拿来图5-20所示的圆柱形钕铁硼磁铁,快速地往下插入线卷的孔,然后再快速地拔出来,如图5-21所示。你应该可以看到LED闪烁(要么在往下插入的时候,要么在往上拉出来的时候)。

图5-18 日常使用的100 ft 长的连接线卷可以用来演示线圈的感应功率

图5-19 和连接线相比,漆包线具有较薄的绝缘层,因此各匝之间绕得更加紧密,可以感生出更加强大的磁场(和电压)

图5-20 3 块钕铁硼磁铁,直径分别是0.25 in、0.5 in和0.75 in。我本想让它们彼此间隔0.5 in 的距离进行拍照,但它们不同意

图5-21 通过在线圈的中心孔快速地上下移动磁铁,可以产生足够的电力来使LED发出明亮的闪光

如若使用100 ft 长的26 号线规的连接线,同样的现象则未必会发生。在理想的情况下,你的圆柱体磁铁应该与卷线筒的中心孔配合特别紧密。如果存在很大的间隙,就会极大地降低磁铁的作用。尤其需要注意的是,如果你使用的是老式的铁氧体磁铁,而不是钕铁硼磁铁的话,那么你也许根本就得不到任何结果。

血泡和死亡媒介

钕铁硼磁铁可以造成很大的危害。它们的质地很脆,如果猛撞在一片磁性金属或其他磁铁上面,会被击得粉碎。由于这个原因,许多制造商都建议大家戴上眼睛保护装置。

由于磁铁的拉力会随着它和其他物体之间的距离变小而增大,因此最终的间隙闭合极其迅速,闭合的力量极其强大。你的皮肤很容易被夹伤,并产生血泡。

如果在靠近钕铁硼磁铁的地方有一个铁制或者钢制的物体,那么磁铁将吸引它,并抓取它,其结果有可能令人不快,尤其当这个物体具有尖锐的边角而你的手又在其附近的时候。在使用磁铁时,要在非磁性表面清理出一块干净的地方,并提防该表面下方的磁性物体。我放在厨房工作台面下的一把钢质起子,就曾经出乎意料被我的一块磁铁吸起而重重地撞击在工作台面的下方。

要明白磁铁会产生磁铁。当一块磁铁从一个铁质或钢质物体附近通过时,这个物体本身也会获得一些磁性。小心不要磁化了自己的手表!

不要在计算机、磁盘、使用磁条的信用卡、任何类型的磁带及其他存储介质的附近使用磁铁。也要注意让磁铁远离电视屏幕和视频监视器(尤其是阴极射线管的那种)。最后但同样重要的是,强大的磁铁会干扰心脏起搏器的正常运行。图5-22为想生活在“远离电网”区域的人们提供了一个方案。

图5-22 由于电感随着线圈的直径以及匝数的平方增加,在线圈中移动磁铁所能输出的电力将随着规模的增大而显著增大。那些想生活在“远离电网”地方的人们也许可以考虑用图中这个蒸汽发电方案来给三居室的家庭供电

还有另外一件事情也值得一试。断开LED,如图5-23那样,将一个100 µF 的电解电容器与一个信号二极管串联起来再连接到上面。用万用表来测量电容器两端的电压。如果你的万用表有手动范围设置,请将其设置到20 V 直流。请确保二极管的正端侧(无记号的一侧)连接在电容器的负端侧(有记号的一侧),以便正电压能够通过电容器再通过二极管。

图5-23 将一个二极管和一个电容器串联,你可以利用磁铁在线圈中心移动而产生的脉冲电流来给电容器充电。这个示意图说明了对交流电进行整流的原理

现在再快速地在线圈中上下移动磁铁。万用表应该显示出电容器一直在积累电荷,直到大约10 V。当你停止移动磁铁后,电压读数将逐渐降低,这主要是因为电容器会通过万用表的内阻放电。

这个实验要比我们实际意识到的更为重要。请记住,当你将磁铁插入线圈时,它会感应出一个方向的电流,而当你拉出磁铁时,它将感应出相反方向的电流。你实际上发出了交流电。

二极管只允许电流沿着电路的一个方向流动,它会阻断相反方向的电流,这就是电容器能够积聚电荷的原因。如果你因此下结论说二极管可以用来将交流改变成直流电,那么你是绝对正确的。我们说二极管是用来对交流电进行“整流”的。

实验24表明,利用电压可以产生出磁铁。实验25则表明,利用磁铁也可以产生出电压。现在我们已经做好了充分的准备,下面就利用这些概念来检测和再现声音。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈