バッテリーなしの永遠のファラデー懐中電灯

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私たちの世界では、非常に多くの人々が自宅の実験室やワークショップで自家製の実験に従事しています。一部の人にとって、これは自分自身を主張する方法であり、他の人にとっては、能力を開発したいという願望です。そして、これが急いで接着された部品の実験だとしたらどうでしょう。主なことは、デバイスまたは回路が機能することです。今日は、実際に膝の上で行われたまさにそのような発明を分析します。しかし、それは否定できない物理学の揺るぎない原則と法則に基づいています。
バッテリーなしで動作する懐中電灯についてです。おそらく誰かがすでにインターネット上で最も単純なファラデー発電機を見たことがあります。これにより、巻線の導体のいくつかの動きから小さなLEDを点灯させることができます。 10ボルトの初期電圧で3VのLEDを供給することができる、ほとんど死んだバッテリー、自動変圧器、およびトランジスタからのアセンブリも珍しくありません。
ここで、著者は、デバイス回路をアップグレードし、整流器、スーパーキャパシタ（イオニスタ）、抵抗を追加し、電源を完全に削除することで、もう少し進んでいます。その結果、懐中電灯の仕事はずっと安定して効率的になりました。また、ケースを数分間振ると、LEDを長時間動作させて充電できます。どのように機能しますか？正しくしましょう。

動作原理

デバイスは複数のインダクタで構成されており、自分で組み立てることができます。一次インダクタは、実際には電源として機能するか、使い慣れた対応物であるバッテリーを完全に置き換えます。その中の永久磁石のロッドの動きにより、電流が誘導されます。磁場内の振動運動により、特定の周波数でコイルから放射される電波が生成されます。整流器またはダイオードブリッジは、それらを安定させ、直流に変換するのに役立ちます。
記憶容量がなければ、そのようなデバイスは絶えず揺さぶられなければならないので、回路の次の要素はスーパーキャパシタであり、バッテリーの種類によって再充電することができます。次に、トロイダルフェライトコイルと2つの巻線（ベースとコレクター）で構成される昇圧トランスまたは電圧コンバーターが接続されます。ターン数は同じかもしれませんが、通常は20〜50です。トランスには、両方の巻線の両端に中間点接続があり、トランジスタへの3つの出力があります。単巻変圧器は、LEDが機能するのに十分な程度にわずかな電流パルスを増加させ、バイポーラトランジスタを接続してそれらを制御します。同様の電気回路は、さまざまなソースで異なる名前を持っています：泥棒、ブロッキングジェネレーター、ファラデージェネレーターなど。

自家製に必要なリソースベース

材料：

PVCパイプ、直径20 mm。
銅線、直径-0.5 mm;
低電力逆伝導トランジスタ;
ネオジム磁石丸、サイズ15x3 mm;
ダイオードブリッジまたは整流器2W10;
抵抗器;
スーパーキャパシターまたはイオニスター1F 5.5V
ボタンスイッチ;
5Vで白色または青色のLED。
透明接着剤タイプのエポキシ;
ホットグルー;
ベニヤ板、綿;
分離された銅配線。

ツール：

はんだごて;
ホットグルーガン;
金属用の弓のこ。
ファイル、サンドペーパー。

懐中電灯の製造プロセス

懐中電灯本体はPVCパイプで作られます。 16 cmの長さのセグメントをマークし、金属用の弓のこで切断します。

セグメントの中心から各方向に1.5 cmマークします。幅3 cmの巻線のゾーンが判明します。

次に、断面が0.5 mmの銅線を片方の端に10〜15 cmほど残し、手動マーキングに従って懐中電灯のチューブ本体に巻き付けます。 500ターン以上、かなり巻き付ける必要があります。それらの最初のいくつかは接着剤で固定できます。コイルの最初の列は互いに強く押し付けられており、厳密に一貫性を保っています。

最大点では、巻線の厚さは約0.5センチである必要があります。信頼性の高い接着のために、ワイヤーの両端をサンドペーパーで清掃します。

コイルの可動磁気コアは、一体型でも部品で組み立てられたものでもかまいません。ネオジム磁石は、PVCチューブの内径に応じて選択されます。磁気ロッドの必要な長さは実験的に得られ、振動により電流が生成されます。

著者は、このような振動に対して最も合理的な長さを得るために、厚さ3 mmの10個の磁石を使用し、同時に巻線の幅に等しくしました。

中心

オシロスコープのスケールで、1個と10個の磁石の振動から得られた電位の差を確認できます。著者は、磁気ロッドの振動から4.5Vの電圧を受け取りました。また、さまざまな周波数の間隔で正弦波の周期性を明確に示しています。

著者の例によれば、この段階で、LEDをコイルの出力端に直接接続し、その操作性を確認することができます。写真からわかるように、LEDは磁気ロッドの動きと、それによって生成されるパルス電流に応答します。

次に、チューブの両端をこすって、手で持って振らないようにします。これを行うには、同じ弓のこを使用して、合板からいくつかのスポットを切り取り、やすりで縁を処理し、綿棒を背中に置いて柔らかくし、落ちないように接着剤で塗ります。

整流器を接続する番でした。写真に示されている図は、4つのうち4つのうち2つがコイルに接続されていることを示しています。このようなダイオードブリッジは、交流電流を受け取り、一方向に厳密に定数を与えることができます。

ステップアップ自動変圧器は、1次コイルからの低自発パルスを、巻線の1つであるコレクターの自己誘導によりLEDが機能するのに十分な電圧に変換するのに役立ちます。それはベース巻線に接続されているため、一定で安定した電流が十分な量でスーパーキャパシタに供給されます。抵抗器は、許容値の超過を制限します。十分な容量のコンデンサは、オシロスコープによる発信信号の測定を使用して、著者によって実験的に選択されます。

この回路は、LEDへの入力電流を制御する逆導電性のバイポーラトランジスタによって閉じられます。部品がそれほど多くないので、ボードなしで回路を組み立てることができます。自動変圧器からの連絡先の1つにスイッチボタンをインストールします。

著者は、コンタクトグループの絶縁性を改善しながら、ホットグルーで即興の懐中電灯のデザインを組み立てることを好みました。スイッチボタンは、懐中電灯の横にあります。しかし、著者は、回路の主要な要素をいずれかの端から貼り付けました。 LEDはロック要素のままであり、保護ガラスまたはリフレクターで保護することができます。

実験室での実験的な手作りの作業にのみ適した装置の気取らない外観にもかかわらず、このような懐中電灯は非常に機能的であり、必要に応じて暗闇が消えることはありません。このようなスキームを組み立てるのは、自宅で最小限のコストで難しくありません。そして、バッテリーが完全に不足しているため、さまざまな緊急事態に本当に役立つデバイスになっています。