Генератор из магнитов от динамиков: Самодельный вертикально ориентированный ветрогенератор на магнитах от динамиков

Самодельный генератор на постоянных магнитах

Магниты у меня были дисковые 25*8 в количестве 12 штук, катушек столько же. Материал магнитов – NdFeB , а какой конкретно (N35, N40, N45) понятия не имею. Промежутки между магнитами 5 мм.  

Диаметр статора 140 мм, внутренний – 90 мм, высота железа статора – 20 мм. Белое под магнитами – пластик. В нем отверстия просверлены под магниты, а под пластиком оцинковка, а под ней фанерка.

Число витков кажется по 50, диаметр провода 1мм. Все соединены последовательно: конец одной с концом другой, начало одной с началом другой. Я сначала не подумал соединил начало с концом. Напряжение на статоре 0. Даже приятно – значит катушки одинаковые получились.

Толщина катушки то ли 6 то ли 7 мм. Можно и до 10 увеличить. Я зазор разным делал. Разница в напряжении есть, но не очень страшная. И еще чего у меня неправильно это то что под магнитами подложен кусок кровельного железа около 0.5 мм толщиной. Надо бы раз в десять толще как я теперь понимаю для нормального замыкания потока.

В качестве железа для статора использовал какую-то стальную ленту шириной сантиметра 2. По-моему, та, которая используется при упаковке оборудования в большие деревянные ящики.

Никаких усилий для страгивания прикладывать не надо. Генератор получился с такими характеристиками: сопротивление обмоток 1 Ом, напряжение 1.5 вольта при 1 об/с.Все тщательно промазал кисточкой эпоксидкой так что по моему никакой дождь не страшен.

Вес всего ветряка килограммов 8 получился вместе с винтом, хвостом и поворотным узлом. Сам генератор 4 кг.   Подшипники в генераторе запрессованы прямо в фанеру.

Поставил на ветряк 1.5 метра диаметром двухлопастный, т.е при 6 мс должен начать аккумулятор заряжать (быстроходность около 6 пытался получить, угол поворота лопасти очень маленький). Не ахти какая стартоваая скорость, но думал, что ветер такой не редкость.

Поставил вечером, ветра не было, но к утру ветер появился и он начал крутиться, но больше вольт 7 я с него не увидел. Понаблюдать больше одного дня выходных за ним не получилось, но приехав через неделю, а потом через две я убедился, что ветер в Подмосковье-редкость (не то что 12м/с как некоторые производители пишут расчетную, а вообще хоть какой-нибудь).

Т.к. аккумулятор щелочной на 110 А*ч зарядился только до 10 Вольт (был разряжен до 8, а может и вовсе прокис от долгих лет стояния в разряженном состоянии). Расчитывать генератор и весь ветряк надо на стартовую скорость метра 3.

Сейчас привез генератор с дачи. Буду проводить более детальные эксперименты. Сегодня вот уже лампочку спалил на 12 Вольт, дрель подключив. Подключал мой генератор к осциллографу – там вроде синус, на мой взгляд, ровный такой.

Из моего опыта постройки такого миниатюрного ветряка сделал несколько выводов (только про мощность ничего сказать не могу и про пропеллер тоже,переделывать буду):

1. Генератор надо рассчитать, а потом умножить все это на два :-). По крайней мере, у меня с расчетами генератор разошелся почти в два раза.
2. При изготовлении генератора, катушки должны быть с дыркой по всей ширине статора (или чуть больше ширины магнитов если дисков два). Это очевидно, но в целях уменьшения сопротивления я по незнанию сделал катушки маленькими.
3. Ничего запихивать в катушки для увеличения магнитного потока через них не надо. Я попробовал наложить металлических обрезков, ничего не поменялосьл, но стронуть стало невозможно, пришлось все выковыривать. А я все эпоксидкой залил.
4. Система ограничения мощности не нужна в подмосковье. Может у Финского залива это актуально, но у нас ограничивать нечего. Даже на otherpower.com первые ветряки они делали без складывающегося хвоста и ничего у них не ломалось. А в горах ветер посильнее чем у нас бывает.
5. Никаких скользящих контактов. Ну, не видел я чтобы мой ветряк хоть пару оборотов сделал вокруг своей оси. Ветер на самом деле редко меняет свое направление на диаметрально противоположное. Спустил многожильный провод на землю и привезал к колышку. Хотя я сделал на скользящих контактах, а потом понял, что это не нужно. Даже в Сапсане на весьма мощных ветряках в мачте спрятан перекручивающийся кабель. 
6. Поворотный узел на подшипниках – долой. Площадь хвоста из фанеры увеличить для компенсации трения возросшего, и все.

Даже легкий ветер поворачивал мой ветряк с небольшим хвостом, хотя мачта была наклонена от вертикали. У меня было с подшипниками, а мачта из плохо закрепленного елового ствола.

Ни на каком импортном самопальном ветряке я такого не видел. Лишние подшипники смазывать – никакого удовольствия, по-моему. Да и хорошие подшипники очень дорогие. А зачем разоряться, когда не очень то и надо?

Автор: Алексей Л. (rosinmn.ru).

Создание вечного двигателя на неодимовых магнитах

Создание вечного двигателя на неодимовых магнитах

Неодимовый магнит — мощный постоянный магнит, состоящий из сплава редкоземельного элемента неодима, бора и железа.

Кто из нас в детстве не пытался или хотя бы не размышлял о том, чтобы построить вечный двигатель на постоянных магнитах? Казалось бы, если магниты отталкиваются друг от друга одноименными полюсами, то, наверное, можно найти такую конфигурацию магнитов, когда отталкивание станет действовать непрерывно, и сможет, например, вращать ротор «вечного» двигателя.

Однако, стоило нам попробовать реализовать эту идею практически, как тут же выяснялось, что в реальности ротор все равно находит такое положение, в котором останавливается. Словно ротор и вращался лишь для того, чтобы в конце концов найти эту точку и остановиться в ней. То есть неизбежно наступало устойчивое равновесие ротора.

Стремление термодинамических систем к равновесию

И это вовсе не удивительно, ведь ученым давно известно, что термодинамические системы стремятся к равновесию, и в конце концов пребывают в устойчивом равновесии (статическом или динамическом).

Из механики мы знаем, что тело покоится либо движется равномерно и прямолинейно, если на него не действуют никакие внешние силы, либо если действие этих внешних сил на тело скомпенсировано, то есть суммарная сила равна нулю (результирующее внешнее воздействие отсутствует).

Как вы понимаете, принцип стремления термодинамических систем к равновесию относится и к чисто механическим системам. Так, если система изначально пребывает в устойчивом равновесии (и конструкция с постоянными неодимовыми магнитами не является исключением), то при воздействии на такую конструкцию внешнего фактора, выводящего систему из равновесия, неизбежно возникнет реакция со стороны данной системы.

Это значит, что в системе начнут усиливаться процессы, стремящиеся уменьшить влияние внешнего фактора, который систему из равновесия вывел (Принцип Ле Шателье — Брауна).

Модель магнитного генератора индийского блогера с канала Creative Think:

Чтобы вызвать стремление к равновесию, необходимо создать условия не равновесия

Известный пример из электродинамики — правило Ленца. Если бы правило Ленца не работало, то электродвигатели не могли бы функционировать.

В электродвигателе электрический ток создает магнитное поле, которое заставляют ротор непрерывно искать равновесие, и чтобы ротор не останавливался, магнитное поле все время действует таким образом, что вынуждает ротор (даже под механической нагрузкой) постоянно догонять точку, в которой должно будет наступить равновесие.

Но при этом электрическим полем, действующим в проводниках, совершается работа, то есть расходуется энергия источника, ведь в двигателе есть как минимум трение вала о подшипники, на преодоление которого, даже если ротор не нагружен и двигатель работает вхолостую, требуется работа, то есть расход энергии.

Если бы трения (даже о воздух) не было, и вал не был бы нагружен, то ротор бы вращался очень долго, например в полном вакууме в отсутствие силы притяжения к Земле. Но тогда никакая работа этим ротором бы уже не совершалась, и это был бы уже не двигатель, а вращающийся без сопротивления кусок металла.

Вернемся теперь к постоянным магнитам. Для системы с постоянными магнитами предсказать направление протекания процесса уравновешивающей реакции несложно.

Так, еще в 90-е годы японский экспериментатор Кохеи Минато исследовал возможность создания непрерывного вращения используя постоянные магниты на роторе и статоре своего мотора. В конце концов он был вынужден также создавать изменяющееся магнитное поле, которое заставляло бы ротор искать равновесие.

Минато демонстрировал, как приближая или отдаляя постоянный магнит, можно вынудить ротор с постоянными магнитами вращаться. Но в итоге он просто дошел в экспериментах до двигателя с постоянными магнитами на роторе.

Никакого вечного двигателя не получилось. На изменение внешнего магнитного поля, от которого бы отталкивался ротор с магнитами, требуется энергия извне. То есть, для создания условий, в которых ротор с магнитами будет искать равновесие, необходимо параллельно совершать работу.

Еще одна модель магнитного генератора с Интернета:

Динамическое равновесие при низкотемпературной сверхпроводимости как частный случай

Рассмотрим крайний случай. Многие знают, что свинцовая катушка с током, помещенная в жидкий гелий, способна поддерживать ток (и магнитное поле тока) на протяжении многих лет, поскольку сопротивление проводника исчезает.

Почему сопротивление исчезает? Потому что колебания атомов в металле, обуславливающие электрическое сопротивление металла, прекращаются при критической температуре. Две такие катушки будут вести себя по отношению друг к другу как постоянные магниты. Но опять же, они найдут устойчивое равновесие и остановятся.

Движения под действием силы не будет, то есть двигателя совершающего работу не получится. Движущиеся в сверхпроводнике электроны также работы не совершают, хотя и пребывают в устойчивом динамическом равновесии.

Чтобы двигатель совершал работу — он обязан расходовать энергию, но откуда ей взяться?

Допустим, что двигатель на постоянных магнитах реально возможен. Тогда для совершения механической работы, то есть на перемещение какого-нибудь объекта под действием силы со стороны вала такого двигателя (даже на преодоление силы трения при вращении ротора вхолостую), необходимо преобразование некой энергии внутри двигателя.

А что это за энергия, если не энергия постоянных магнитов или не энергия подводимая извне? Раз по условию задачи энергия извне не подводится, значит остается энергия постоянных магнитов.

Однако, будучи просто расположены на роторе и статоре, магниты энергию не отдадут. Чтобы заставить магнит размагничиваться, необходимо совершить работу, то есть опять же подвести к устройству энергию извне. Остается делать выводы…

Ранее ЭлектроВести писали, что французский автопроизводитель Citroen официально представил обновленный кросс-хэтчбек C4, включая его электрическую версию Citroen ë-C4. Покупатель сможет выбрать бензиновый двигатель мощностью 100-155 л.с., дизельный двигатель мощностью 110-130 л.с. или электрическую установку мощностью 100 кВт (136 л.с.).

По материалам: electrik.info.

Ветрогенератор на базе асинхронного двигателя

Конструкция этого ветрогенератора, достаточно простая и надежная. Это первая попытка переделки асинхронного двигателя в генератор на постоянных магнитах. Как то разбираясь в подвале нашел движок старый, но совсем не пользованный. Решил на нем и потренироваться. Мощности большой с него не ждал, так как двигатель четырех полюсной. Но опыт и практика иногда важнее Киловатт.

Разобрал я его, все внутренности в приличном состоянии оказались, что порадовало.
Рассчитал какие магниты подходят (точнее какие доступнее из возможных), проточку ротора. Отдал ротор токарю, тот поколдовал над ним полчасика, и вот я обладатель заготовки.
Не торопясь рассчитал скос магнитного полюса. Если клеить магниты без скоса, то залипания будут сильные, и сдвинуть вал генератора ветер не сможет. Напечатал шаблон наклейки магнитов. Пробил отверстия. Наклеил на заготовку и начал клеить магниты.

Больших проблем не было. Все магниты наклеил за два вечера (по два часа с перерывами на пиво и прочие неотложные дела).

Утром обмотал ротор прозрачным скочем, начиная снизу, герметично, вверху немного оставил зазор. Залил не торопясь эпоксидку. Все получилось нормально. Запас при проточке ротора взял больше расчетного, и все равно оказалось мало. Ротор не захотел входить. Переклеивать магниты залитые смолой я не стал. Просто обточил аккуратно на наждаке на малых оборотах с водой (не рекомендую этого делать без крайней нужды, так как неодимовые магниты не терпят перегрева). Собрал генератор. Залипаний практически нет (двумя пальцами легко страгивается).
Генератор готов. Снимаем характеристики. Это первый замер, который я делал сразу после сборки. Гарантировать точность оборотов не могу, не было чем фиксировать точно.
Перед испытаниями
А эти замеры делал не так давно. Соединение -фазы выпрямлены и последовательно.

Теперь нужно было делать лопасти. Рассчитал их не я. Вот что вышло.
Диаметр турбины 1.7 метра, быстроходность Z 5.

Собрал головку, но проверить как? А руки чешутся. Взял генератор с установленными лопастями и полез на крышу не высокую. Ветра почти нет. Покрутился вместо флюгера, а ветерок возьми да дунь слегка. Кто нибудь держал генератор при вращающимся винте? И не надо. Отвернуться от ветра совсем не просто. В общем был похож на настоящего Карлсона (который живет на крыше ). Все кто наблюдал эту картину от души посмеялись, а мне было немного не по себе (и это мягко сказано).
В общем эта модель благополучно отработала несколько месяцев, потом демонтирована на реконструкцию. Ни каких повреждений не обнаружил.

Ну а сейчас он вот такой

Здесь небольшой видеоролик про этот Вертяк:

Ну а я продолжаю искать, испытывать и строить другие варианты, и остановиться уже не могу.
Наверно еще опишу другие конструкции.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌻 Купон до 1000₽ для новичка на Aliexpress

Никогда не затаривался у китайцев? Пришло время начать!
Камрад, регистрируйся на Али по нашей ссылке. Ты получишь скидочный купон на первый заказ. Не тяни, условия акции меняются.

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Куплено и опробовано читателями или в лаборатории редакции.

 

Аксиальный генератор на ферритовых магнитах

В основе генератора самодельная ступица, сделана из отрезка трубы, в тубу вставлены подшипники и шпилька. В качестве роторов использовались алмазные диски диаметром 220мм. На дисках наклеены и залиты эпоксидной смолой по 20 ферритовых магнитов. Статор содержит 15 катушек, каждая катушка намотана проводом 0,5 мм по 325 витков. Большое количество витков обусловлено слабыми ферритовыми магнитами. В итоге сопротивление одной фазы составило 18,5 Ом, не самый лучший показатель, зато напряжение в норме и пригодно для зарядки аккумулятора.

Самодельный дисковый генератор

аксиальный генератор на ферритовых магнитах Катушки мотал на оправке, которую вставлял в шуруповерт, толщина катушек 9мм. Для статора из фанеры вырезал форму, обтянул скотчем чтобы эпоксидка не пристала, все шесть проводов от фаз соединил в колодку и все вместе залил смолой. после сборки покрутил генератор чтобы узнать что получилось.

От руки при соединении в треугольник до 15 вольт выкручиваю, ток короткого замыкания 1,5Ампер. Покрутил шуруповертом на 700об/м получил 47 вольт.

Для ветрогенератора делал несколько винтов из ПВХ110-й серой трубы, но хороших результатов пока не добился, так-как винты делал на глаз, и они получались слишком тихоходными и не развивали больших оборотах.

Ниже фотографии процесса сборки этого ветрогенератора,

Оправка для намотки катушек

оправка для намотки катушек, вставляю в шуруповерт и наматываю катушки статора

Самодельный дисковый генератор

самодельный ветрогенератор Так примерно будут стоять диски ротора

Диски ротора на неодимовых магнитах

Диски расчертил на 20 секторов, магниты наклеил при помощи супер клея

Катушки генератора перед заливкой

Катушки статора перед заливкой эпоксидкой смолой

Форма для отливки статора

Форма для отливки статора, под низом шаблон с пленкой, края формы обклеены скотчем

Катушки статора

Готовые катушки статора, провод 0,5мм по 325витков, толщина 9мм

Собранный генератор

Общий вид готового генератора для ветряка

Ступица для крепления статора

Ступица, и уголки для крепления статора, разметка перед сваркой

Готовый статор аксиального генератора

После застывания эпоксидки получился такой вот статор

Самодельный ветрогенератор

генератор с винтом перед установкой на мачту

Тихоходный шести-лопастной винт для ветрогенератора

первый винт был вот этот

тъТрех-лопастной винт ветрогенератора

Сделал трех-лопастной винт для ветряка для пробы Генератор хоть и слабенький, так-как на ферритовых магнитах, но работает, а значит он получился, осталось сделать нужный винт и ватт 30 с него будет на зарядку аккумулятора.

Причины выхода из строя динамиков. Опыт инженера ― 130.com.ua

Давайте рассмотрим основные причины повреждения динамиков, используя знания школьного курса физики и ошибки при эксплуатации. Поскольку все эти устройства можно разделить на две группы (с малой амплитудой колебаний – твитера, и с большой амплитудой – широкополосные, мидбасы, сабвуферы), начнем анализ с первой группы, тем более что здесь есть нюансы, о которых знаю не многие…

Итак, твитера, высокочастотные автомобильные колонки, пищалки – все эти понятия относятся к этому типу звукоизлучателей. Конструктивно, такие динамики имеют малые габариты (всего несколько сантиметров в диаметре), намотаны тонким проводом, подвижная система (диффузор) имеет малую амплитуду хода, но, тем не менее, имеют очень высокую чувствительность по звуковому давлению 93-95dB.

Именно давление, а не мощность, ведь мы слышим не Ватты, а децибелы. Почему? Да потому, что звук возникает через колебание подвижной системы, что вызывает давление на окружающий воздух. Вот он и передает к нам эти колебания. И чем дальше мы от источника, тем тише звук. О запаздывании я не упоминаю, так как этот пункт физических характеристик звуковых волн не имеет прямого влияния в условиях прослушивания музыки в салоне авто либо в комнате, где находится слушатель, когда расстояние между акустикой и слушателем мало.

Твитер, для правильной и долговечной работы, должен быть подключен к усилителю исключительно через кроссовер, либо срез частот должен быть произведен на входе усилителя. Для чего это нужно? Ведь на таких динамиках написано номинальная мощность 25-100 W. Однако, на мидбасовых динамиках написано так же… Буквально, это нужно понимать так: динамик может работать в составе многополосной системы с подводимой мощностью 80-120 W, при условии подключения через кроссовер с частотой среза не ниже, рекомендованной производителем. Из формулы мощности мы помним, что это произведение тока и напряжения.

А диаметр провода звуковой катушки составляет в среднем 0,1 мм, что не позволит выдержать даже 10 W в полном диапазоне частот (20 Гц-20 кГц). А для чего же тогда нужен кроссовер? Оказывается, он ограничивает полосу воспроизведения там, где «лишние» частоты не смогут быть воспроизведены данным типом динамиков. Конкретнее, для твитеров необходимо ограничение частоты в нижнем регистре. Т.е. все частоты ниже 2,5-3,5 кГц должны быть исключены. Для чего? Ответ прост – чем ниже частота звучания, тем выше амплитуда колебания подвижной системы. Но почему это имеет значение? А вот здесь уже начинаются сложные физические процессы:

Пункт 1

Воздушный зазор магнита имеет максимальную индукцию по периметру этого зазора и плавно уменьшаемое по линии перпендикуляра (вдоль оси движения диффузора и самой катушки). Соответственно, чем дальше звуковая катушка удаляется от зазора, тем ниже её индуктивность. Ну и что? А то, что привычное сопротивление динамика в 4 Ома, это условный показатель и измеряется Омметром на постоянном токе, и что самое интересное, на неподвижном диффузоре. Стоит в процессе измерения слегка нажать пальцем на купол, мгновенно показания измерения изменятся. Почему? Да потому, что любой динамик – это электродинамическое устройство, которое имеет свойство обратимости преобразования переменного тока. Как звукоизлучатель он работает, когда к клеммам подключен усилитель, но стоит этот динамик переключить на сигнальный вход аппаратуры и крикнуть в него, получится эффект микрофона, и на выходе усилителя будет слышен наш голос. Иными словами, сопротивление динамика в процессе работы – это чрезвычайно сложный показатель, и зависит он от частоты и амплитуды подводимого сигнала, а так же от жесткости подвеса диффузора. Именно это определяет так называемую резонансную частоту динамика, что важно для правильной настройки полосы воспроизведения. И когда звуковая катушка сильно удаляется от центра магнита, сопротивление резко снижается и начинается перегрев провода. В конечном итоге, обмотка нагреется настолько, что лак обуглится и произойдет КЗ. Всё, динамик сгорел…:(

Пункт 2

Для экономии на динамиках, многие используют двух полосную схему – один мидбас и один твитер. Для согласования их частотных диапазонов применяется кроссовер, каждому динамику свой. И зачастую, частота раздела очень низка. Для твитеров это опасно. Почему? А вот почему: крошечный купол твитера вынужден работать в широком диапазоне частот. И если для самых высоких частот амплитуда колебания составляет десятые доли миллиметра, то на средних частотах это уже может составлять до 1-1,5 мм (при этом обмотка имеет всего 2-3 мм по высоте). Теперь вспомним, что профессиональные твитера сделаны из так называемого титанового сплава, либо из иного материала повышенной жесткости. Он легкий, прочный, имеет высокий модуль упругости и износостойкости. Но это, как раз, и есть вторая причина выхода из строя динамиков. Ток через динамик зависит от упругости купола. Чем это меньше, тем ниже ток. А если диффузор очень жесток, падает КПД излучения. На пальцах, это выглядит примерно так: пока усилитель «двигает» диффузор в одну сторону, звуковая катушка оказывает минимальную реакцию обратно в усилитель. Повышение напряжения выхода усилителя вызывает синхронное повышение напряжения собственной ЭДС внутри динамика. Но вот купол остановился (растяжение закончилось) и начал перемещение в обратную сторону. Это вызвало ЭДС с противоположным знаком, что в сумме с ЭДС усилителя, согласно закону Ома, суммируется, а значит и повышает ток через динамик. Он работает в противофазе с источником и поэтому его КПД теряется. Чтобы выровнять частотный баланс мы «накручиваем верха», не стремясь ограничить средние частоты, тем самым перегружая твитер. В итоге, тонкий провод обмотки перегревается и происходит КЗ. Динамик снова сгорел…

Подведя итог анализа двух первых пунктов, можно с уверенностью сказать: и превышение амплитуды хода катушки внутри магнита, и блокирование хода жесткостью подвеса в одинаковой степени вредоносны для работы твитеров. То же касается и сабвуферных динамиков, которые считаются длинно ходовыми излучателями (амплитуда колебания диффузора вверх и вниз составляет до нескольких десятков миллиметров), но для них вышеописанные ситуации также губительны!

Главное оружие в данном случае – ограничение частотного диапазона снизу. Т.е. если нижняя, заявленная производителем, частота воспроизведения динамика, например, составляет 28 Гц, то это означает, что все частоты ниже — мы не услышим, как бы грамотно не был просчитан корпус. Однако сам динамик будет совершать перемещение диффузора и на частоте даже 5-7 Гц, но это будет лишь воздушная компрессия, а не звук. И тот факт, что на этикетке написано 350 W, лишь означает допустимую мощность от усилителя, но на какой частоте – не указано! И вот главный секрет таких динамиков: на инфра-низких частотах допустимое отклонение катушки из магнитного поля (обозначается как X-max) произойдет при уровне напряжения в несколько раз меньше, чем на частоте 1 кГц. А именно на ней и производится измерение, а в последующем и заявленная мощность динамика. Превышать эту величину категорически не допускается. Тот, кто этого не знает, спалит даже самый мощный девайс усилителем, у которого отсутствует сабсоник фильтр – фильтр среза инфра низких частот. Опытные инсталляторы рекомендуют ограничить нижнюю частоту среза фильтра на уровне 5-7 Гц выше от указанной производителем нижней граничной частоты (в нашем примере это 33-35 Гц), так как не всегда она может быть измерена точно, могут быть разбросы в конкретном экземпляре динамика, не каждый пользователь сможет различить и услышать такие частоты, а излишне перегружать динамик – лишь сокращать его жизнь! И если продавец в магазине или на рынке на ваш вопрос о допустимой мощности ответит – цифра на этикетке, такая же и мощность, значит, его задача «напарить» вам товар и заработать деньги. А что будет дальше – его не волнует. Тем более что в случае поломки, покупателя отправляют напрямую в сервис, и пусть они выдумывают, что вам ответить по данной ситуации. А люди там не всегда компетентны, зачастую вас обязательно сочтут виноватым в неправильной эксплуатации либо заверят вас, что это вина производителя… Моя же задача найти причину того, почему это произошло и как избежать повторения ситуации в дальнейшем! А теперь снова вернемся к твитерам.

Пункт 3

Бывает и огреха производителя (попросту брак). Это когда конструктив динамика имеет такое расположение диффузора и звуковой катушки, что она уже частично находится вне магнитного поля (должна быть ровно в центре) либо при сборке допустили перекос, а значит в этом месте сопротивление и КПД ниже нормы, часть катушки находится под постоянным перегревом и со временем верхняя часть катушки обугливается раньше нижней. Снова перегрев и КЗ.

К моему сожалению, любой производитель и его представительство в продаваемом регионе очень неохотно признают это как брак. Их можно понять – любое «ФЕ» в адрес продукта портит имидж, сам динамик перед установкой проверяли и он работал, значит, причина в не квалифицированной установке, либо пользователь от себя перекрутил уровни. Но вскрытие сгоревших таких динамиков подтверждает истину – не поверишь, пока не проверишь!

Пункт 4

Четвертым пунктом можно назвать нечто среднее между первым и вторым. Это банальная перегрузка по уровню подводимого сигнала. Частота среза настроена точно, да и амплитуда почти не зашкаливает. Но избыток входной мощности, всё же, вызывает незначительный перегрев, который со временем и убивает твитер. Это наименее встречаемое явление, так бы сказать – старение динамика. Но так тоже бывает, и это так же можно считать причиной неисправности.

Пункт 5

И пятым пунктом я бы назвал не качественные усилители мощности. Если брать сектор автомобильной аудио техники, то рынок перенасыщен дешевой аппаратурой. Для многих пользователей это есть решающим выбором при покупке, так как финансы поют…

Что же не так с теми усилителями? Да всё: схема, компоненты, источник питания, правильность технического решения аппарата в целом. Главная причина проблемы – клиппирование усилителя. Через низкое качество источника питания и заниженную мощность, происходит просадка уровня питающих напряжений схемы усилителя настолько, что на его выходе возникают пилообразные изломы синусоиды (а ведь звук это исключительно гармонические синусоидальные сигналы), что вызывает большое количество гармоник (каждая последующая удваивается по частоте, но во столько же раз снижается по амплитуде). Система защиты в таких аппаратах не совершенна и пропускает к динамику этот шквал высокочастотной энергии, которая, увы, пропускается пассивным кроссовером и попросту «выжигает» звуковую катушку динамика, а иногда и собственную плату.

Вот такие нюансы с твитерами. В целом, практически всё перечисленное можно отнести к остальным динамикам. Но для тех, кто понял выше написанное, надеюсь, это поможет распознать ошибки установок и эксплуатации, и поможет избежать не нужных поломок столь дорогостоящих аудио компонентов! Купить динамики в Киеве, Харькове, Одессе можно на 130.com.ua с доставкой по Украине.

ТОП-3 автоакустики

 

Материалы по теме:

Применение неодимовых магнитов | Уральский Магнит

Прежде чем мы рассмотрим область применения неодимовых магнитов, обратимся к истории, неодимовый магнит — обязан своим появлением австрийскому химику Карлу Ауэру фон Вельсбаху, который в 1885 году открыл новый химический элемент Неодим и описал его свойства. Но потребовалось много лет чтобы разработать промышленный способ получения Неодима.
Промышленное извлечение Неодима началось лишь в 1925 году, область применения этого химического элемента имеет очень широкий спектр, металлургическая промышленность, сельское хозяйство, медицина и многое другое, но мы рассмотрим лишь небольшой сегмент использования этого элемента – это неодимовые магниты и область их применения.

Где же используется неодимовый магнит?

Благодаря, низкой себестоимости неодимового магнита, мощности его магнитного поля и высокой стойкости к размагничиванию, область применения неодимовых магнитов очень разнообразна: это наука, строительство, энергетика, промышленность, полиграфия, образование, творчество.
Неодимовые магниты широко применяются в генераторах, так как сила используемого магнита напрямую влияет на мощность генератора. В современной медицине, они используются в аппаратах для магнитно-резонансной томографии. Неодимовые магниты используются в масляных фильтрах для удаления металлической стружки из нефтепродуктов. В современных детекторах металлов также используются эти магниты.

Применение неодимовых магнитов в быту

Применение неодимовых магнитов в быту также занимает огромную нишу. Например, эти магниты широко используются в производстве жестких дисков современных компьютеров. Так же они применяются в приводах DVD в форме небольшого куба. Неодимовые магниты очень часто применяются в изготовлении динамиков для смартфонов, мобильных телефонов, планшетов, наушников, радио, колонок и других типов радио систем. для увеличения мощности динамика.
Единственный минус неодимовых магнитов частичная потеря магнитной энергии при высоких температурах. Это исключает их использование в электронике, где присутствует слишком высокий коэффициент генерируемой тепловой энергии. Однако наличие различных классов неодимовых магнитов позволяет их использовать при температурах до 200 градусов Цельсия.

Как громкоговоритель в кухонной плите может приводить в действие приборы и сокращать загрязнение

8 февраля 2016 г.

автор: Роб Гудье

Это прототип термоакустического устройства, которое прикрепляется к кухонным плитам для выработки электроэнергии. Фото любезно предоставлено Полом Монтгомери

Устройство, оснащенное громкоговорителем и другими дешевыми компонентами, может очистить грязную дровяную плиту и превратить ее в электрогенератор. Это небольшой термоакустический генератор, который прикрепляется к плите и преобразует тепло в звуковые волны, а затем в электричество.Эта концепция основана на технологии двигателей космических зондов НАСА, но она достаточно доступна для использования в развивающихся регионах.

Пол Монтгомери, недавний выпускник факультета машиностроения Пенсильванского государственного университета, в прошлом году разработал рабочий прототип устройства. Как он объясняет, он использует оставшееся тепло от печи для создания звуковой волны большой амплитуды внутри резонатора. Затем он направляет волну через громкоговоритель, работающий в обратном направлении, для выработки электричества. Преимущества заключаются в его низкой стоимости – примерно 25 долларов США, в нем нет движущихся частей, кроме громкоговорителя, и он мог бы быть более эффективным, чем термоэлектрический генератор.

Если заглянуть внутрь, устройство состоит из керамической «стопки», которая нагревается с одного конца и охлаждается с другого. Стек находится внутри резонатора с громкоговорителем на одном конце. Вот как это работает.

Эта керамическая «стопка» Celcor находится внутри резонатора. Матрица ячеек стека проходит по резонатору по длине и позволяет воздуху течь вперед и назад. Фото любезно предоставлено Полом Монтгомери

От тепла к звуку
Монтгомери снизил затраты на материалы и построил резонатор, удлиненную камеру, из сложенного листового металла.Внутри находится керамический пакет, представляющий собой матрицу полых прямоугольных каналов, проходящих по всей длине резонатора. Когда печь сжигает биомассу, она нагревает одну сторону штабеля. Воздух внутри каналов стека нагревается и распространяется на другую сторону. Там воздух сжимается, рассеивая тепло в стандартный радиатор, плоский кусок металла, который отводит тепло в атмосферу, как в ноутбуках.

Когда воздух охлаждается, он сжимается. Колебательное расширение и сжатие внутри резонатора по определению является звуковой волной.Чем больше температурный градиент – разница между горячим и холодным концом – тем больше воздух расширяется и сжимается. Это действие увеличивает амплитуду волны, делая ее громче и мощнее. Это также частично объясняет его эффективность. По словам Монтгомери, в то время как термоэлектрический генератор может работать с температурным градиентом около 200 градусов по Цельсию, этот тип генератора может выдерживать в три или четыре раза больше.

От звука к электричеству
Обычно динамик преобразует электричество в механическую энергию, которая заставляет конус вибрировать, создавая звуковые волны.Электромагнит внутри динамика, называемый звуковой катушкой, окружен постоянным магнитом и движется вперед и назад в этом магнитном поле. Ток, протекающий в электромагнит, быстро меняет направление, изменяя полярность электромагнита взад и вперед. Это переключение полярности создает кризис идентичности, который поочередно притягивает электромагнит к любому концу постоянного магнита и отталкивает его от него. Его возвратно-поступательное движение вызывает вибрацию конуса. В How Stuff Works есть более подробное объяснение того, что происходит внутри динамика.

В устройстве Монтгомери колеблющийся воздух попадает в громкоговоритель за холодным концом трубы. Работая в обратном направлении, звуковые волны заставляют конус двигаться вперед и назад. Конус толкает и тянет электромагнит в магнитном поле, генерируя электричество. Монтгомери подробно объясняет конструкцию в этой статье, опубликованной в Интернете Американским акустическим обществом.

Пол Монтгомери держит свое изобретение в лаборатории Пенсильванского университета. Фото любезно предоставлено Полом Монтгомери

Чистые печи спасают жизни
Как только устройство выполняет свою акустическую магию, оно заряжает батарею преобразованным теплом используемой печи.Аккумулятор может загораться светодиодами, заряжать телефоны или обеспечивать питание других небольших устройств. Но – и вот «чистая» часть – во-первых, он приводит в действие небольшой вентилятор.

Мы уже писали о другой плите с вентилятором, и концепция здесь та же. Вентилятор выдувает сажистый дым обратно на горящую биомассу, так что он может сжечь почти весь материал. Черный углерод и другие парниковые газы и канцерогены уничтожаются, не попадая на кухню, в легкие повара или в атмосферу. Вентилятор также повышает эффективность печи, поэтому она требует меньше топлива и быстрее готовит.

Почему чистая плита? Монтгомери черпал вдохновение для своего проекта в речи, которую госсекретарь США Хиллари Клинтон произнесла в прошлом году на ежегодном собрании Глобальной инициативы Клинтона. Она объявила о создании нового альянса правительств и частного бизнеса, который будет настаивать на более чистых кухонных плитах. Сегодня почти половина всех домохозяйств во всем мире все еще готовят пищу в грязных дымящихся печах и на открытом огне. Глобальный альянс за чистые кухонные плиты стремится к 2020 году заменить 100 миллионов грязных печей и открытых очагов, что станет хорошим началом для решения этой проблемы.

Что нас ждет дальше
Монтгомери закончил школу в прошлом году и оставил прототип печи новому классу. Опытный образец подтвердил технологию, но новому классу придется увеличить количество производимой электроэнергии. «В будущих моделях вместо динамика будет использоваться датчик с подвижным магнитом», – говорит Монтгомери.

Новый класс может снова взяться за проект осенью. Стивен Гаррет, профессор кафедры акустики, сказал, что они будут приветствовать сотрудничество с экспертами в этой области.

Ресурсы
Термоакустический ко-генератор для кухонных плит, сжигающих биомассу (статья Монтгомери)
Чистые печи заряжают электронику и облегчают глобальное потепление
Самодельные солнечные печи и выработка электроэнергии
Выступление Хиллари Клинтон на CGI

теги:

What are Колонки с неодимовым магнитом?

Что такое динамики с неодимовым магнитом?

Что такое динамики с неодимовым магнитом?

Неодим – это элемент с особыми характеристиками, которые делают его особенно подходящим для использования в конструкции громкоговорителей.Динамики работают за счет использования магнитного поля для создания движения в катушке и диффузоре динамика для передачи усиленного звукового сигнала. В неодимовых динамиках и динамиках редкоземельный элемент используется в качестве основного материала в магнитах, которые создают поле, необходимое для движения динамика.

Громкоговорители с неодимовым магнитом

Strength
Причина, по которой производители динамиков и динамиков исследуют неодим в качестве материала для динамиков, заключается в том, что этот элемент производит самые мощные магниты на планете.В конструкции громкоговорителей часто используются другие типы магнитов, такие как альнико и ферритовые. Требуется значительно большее количество любого из этих элементов, чтобы создать магниты с такой же силой, как неодим.

Состав
Неодимовые магниты для динамиков не на 100% состоят из неодима. Обычно магниты в неодимовом динамике состоят из комбинации неодима, железа и бора. В результате их иногда называют спикерами СИБ. Термин «Neo» также используется для описания магнита из неодима, железа и бора.Фактический химический состав магнита NIB – Nd2Fe14B.

Вес
Прочность неодима означает, что магниты, необходимые для конструкции динамика, намного меньше магнитов, используемых в других типах динамиков. Это приводит к значительному снижению веса каждой колонки, что значительно упрощает перемещение, подвешивание или переноску больших гитарных или басовых усилителей и акустических систем. Например, компания Euphonic Audio производит неодимовые динамики с магнитами весом 12.На 25 фунтов меньше магнитов, используемых в его динамиках CXL-210. Когда в одном корпусе громкоговорителей содержится четыре из этих громкоговорителей, это означает, что значительное снижение веса достигается за счет использования неодима.

Типы динамиков
Неодим присутствует в большом количестве типов динамиков, производимых большим числом производителей; однако есть некоторые конкретные приложения, для которых он лучше всего подходит. Легкий вес материала делает его полезным при проектировании как очень больших, так и очень маленьких систем.В очень большой системе, такой как громкоговорители, которые будут использоваться в наружной системе громкоговорящей связи, неодимовые магниты предотвращают чрезмерный вес корпусов громкоговорителей. В очень маленьких динамиках, таких как высокочастотные твитеры, неодим обеспечивает привод, необходимый для питания динамика, сохраняя при этом достаточно малую площадь основания.

Неодимовый квадратный магнит для ветроэнергетического двигателя с цинковым покрытием N42 для клиентов из Германии, магнитный блок ветряного генератора с неодимовым постоянным магнитом, неодимовые магниты N42, щелевой электродвигатель BLDC, хирургические электродвигатели, постоянный магнит для ветроэнергетики Китайские производители, неодимовый квадратный магнит для ветроэнергетического двигателя с цинковым покрытием, N42 Технические характеристики (1 ″ = 25.4мм; 1 фунт = 0,453 кг) Материалы: NdFeB марки N42 или другой высокий […]

Сегментные редкоземельные магниты для бесщеточных двигателей Заказчик из Великобритании, Электродвигатель с неодимовым постоянным магнитом на роторе генератора, Электродвигатель с неодимовым постоянным магнитом N50M Nd Магниты, хирургические двигатели с щелевым электродвигателем BLDC с постоянным магнитом Производители из Китая Сегментные редкоземельные магниты для бесщеточных двигателей Спецификации клиентов из Великобритании (1 дюйм = 25,4 мм; = 0,453 кг) Материалы: NdFeB Grade N50M Размеры (мм): Специальное покрытие: Никелированное Намагничивание: Пара намагничивается, половина […]

Магнитная дуга ротора генератора Неодимовая постоянная N50SH, Роторные производители двигателей с постоянным магнитом Поставщики редкоземельных магнитов, неодимовые магниты Великобритания Природные магниты для двигателя с постоянными магнитами Магниты ротора генератора Магнитная дуга неодимового постоянного магнита N50SH Технические характеристики (1 ″ = 25.4мм; 1 фунт = 0,453 кг) Материалы: NdFeB Grade N50SH Размеры (мм): R11.75xr8.05xW22.5xL31.4xH9 мм Покрытие: Никелированное Намагничивание: Пара намагничивается, половина с буквой N на внешней стороне, […]

Мощные сегментные неодимовые магниты с редкоземельными элементами Сертификация ROHS для двигателей-генераторов, сверхсильные неодимовые магниты с изогнутой дугой, намагниченный магнит N48 для спекания плитки NdFeB, синхронные сервомоторные магниты с двигателем постоянного тока Китайская фабрика Мощные сегментные неодимовые магниты с редкоземельными элементами Особенности сертификации ROHS: 1.Марки: Н30-Н52, 35М-48М, 33H-42H, 35SH-45SH, 30UH-40UH, 28EH-38EH. Магнит N- (N35, N38, N40, N42, […]

Связанные

Поделитесь этой историей, выберите платформу!

Электрогенератор своими руками, как это работает

Когда круг из проволоки окружает магнитное поле, и если Затем магнитное поле изменяется, появляется круговое «давление», называемое напряжением. Чем быстрее изменяется магнитное поле, тем больше становится напряжение.Это круговое напряжение пытается заставить подвижные заряды внутри провода вращаться по кругу. Другими словами, движущиеся магниты вызывают изменение магнитные поля, которые пытаются создать электрические токи в замкнутых кругах провод. Движущийся магнит вызывает насосное действие. Если схема не полная, если есть обрыв, то сила откачки не вызовет заряда поток. Вместо этого на концах провода появится разница напряжений. es. Но если цепь «замкнута» или «замкнута», то магнит действие накачки может заставить электроны катушки начать течь.А движущийся магнит может создавать электрический ток в замкнутой цепи. В эффект называется Электромагнитная индукция. Это основной закон физики, и это используется всеми электрогенераторами с катушкой / магнитом.

У генераторов нет только одного круга провода. Предположим, что вокруг много металлических кругов. движущийся магнит. Предположим, что все окружности последовательно соединены с образуют катушку. Небольшое напряжение от каждого круга складывается 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 тока? Когда магниты переворачиваются, они создают импульс напряжения. Но когда они переворачиваются во второй раз, они создать противоположный импульс? Да. Итак, вращающийся магнит всегда 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 вместо этого 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 второй импульс напряжения катушки будет назад. 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». Все DC у генераторов они есть. Через каждые пол-оборота он меняет соединение к катушке. Таким образом, получается импульсный постоянный ток. Если вы посмотрите на некоторые DIY проектов для генераторов постоянного тока, вы увидите, как построить коммутатор. 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 слегка 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 накала лампочки, их скорость сильно увеличивается. Когда заряды покидают нить и движутся обратно в медный провод большего размера, они замедляются опять таки.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 магнита, чем выше становится сила накачки напряжения, и тем ярче лампочка загорается. Чем мощнее ваш магнит, тем выше напряжение и ярче лампочка. И чем больше кругов проволоки у тебя 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 легко вращается? Продолжайте крутить магнит, пока ваш друг подключается и отключается лампочка. Чувствуете 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 ЧУВСТВОВАТЬ 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. Нужно приложить больше усилий, чтобы сильно натереть кожу, чтобы она нагрелась; это требует работы. И точно так же сложно греть лампочку 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 будет быстро замедляться.

---

ПОЧУВСТВУЙТЕ ЭЛЕКТРОНЫ

Когда ваша рука вращает магниты, вы можете почувствовать дополнительную работу, которая требуется зажечь лампочку. Попробуйте крутить магниты при отключенной лампочке. Магниты крутить стало намного сложнее. Это происходит потому, что ваш 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? Ваша рука крутит гвоздь, гвоздь крутит магнит, магнит толкает невидимые магнитные поля, поля толкайте подвижные заряды, заряды медленно текут через свет лампа накаливания, 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 нежелание двигаться дальше. узкая нить!

---

ВЫКЛЮЧИТЕ ПОЛЕ

Попробуйте изменить положение магнитов.Снимите магниты, затем скотчем их вокруг гвоздя так, чтобы две стопки цеплялись бок о бок, скорее 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 находится 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 Другой 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 накачивает их электроны в движение.

---

ИЗМЕРИТЬ НАПРЯЖЕНИЕ И ТОК

Если у вас есть цифровой вольтметр или цифровой вольтметр, вы можете провести некоторые 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 замените провод №30 на более толстый проволокой, крутите магниты быстрее или используйте более прочный магнитный материал.

---

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 6 В 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?

---

ИЗГОТОВЛЕНИЕ DC

Вы можете изменить этот генератор так, чтобы он создавал постоянный ток, а не переменный. 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?)

Преобразование в постоянный ток:

Сложный 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 0.7 В, например 1N5819 с сайта digikey.com

---

ИСТОРИЯ «УЛЬТРАПРОСТОГО» ГЕНЕРАТОРА

Смотрите мою оригинальную версию 1996 года

Работая в техническом магазине 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 через ряд огромные магниты (большие магнетронные рупоры-магниты от военного радара ВОВ.) Делая это загорится маленькая лампочка. Я просто знал , что там было быть каким-то методом, который использует менее дорогие обычные магниты. Итак, я сложил стопку по 3 дюйма громкоговоритель 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 же просто сделать электрогенератор ? Но это нужно делать с использованием деталей из магазина Radio Shack, так как Radio Shack имела специальную лампочку, 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 детали из распиленного пластика. Поэтому я сделал свою картонную коробку для катушка, а гвоздь для вращающегося вала. Чтобы избежать лишних деталей, гвоздь просто зажимается мощными магнитами. Вот вызов: попробуйте зажечь лампочку, но сделать это с помощью генератора, что еще проще.

---

Хотите гораздо более мощный двигатель или генератор? Те, которые нуждаются в штамповке 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.

Магнитопровод, «пластинки» ротора Грамма, могут быть изготовлены из длинная длина железная проволока, обернутая как обруч и пропитанная эпоксидной смолой, смолой и т. д. не знаю если тонкую железную проволоку легко найти, а колючая проволока и проволока для тюков сена – общий.Оберните толстую медную проволоку вокруг всего железного кольца и установите его. на маховике. Плоско отшлифуйте внешний обод, чтобы медная спираль стала его собственный коммутатор. Статор может быть на постоянных магнитах или не ламинированный. твердые железные блоки, так как это DC. В ранних версиях использовались «кисти» из тонкой железной проволоки в качестве щеток, позже замененных блоками скользкий графит.

Но затем сделайте то же, что и Тесла, и измените свои первоначальные конструкции статора. в компактную цилиндрическую форму с закрытыми катушками вместо использования огромных 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, работающего под действием пара. Второй бежал как мотор, как мотор * сотни лошадиных сил *. Этот момент был началом электрический век в промышленности. Но об этом прорыве много не говорят. в американских учебниках, возможно потому, что это заставит Томаса Эдисона появиться меньше гения.

---

ВНИМАНИЕ: держите магниты подальше от компьютеров, дисков, видеокассет, цветных Телевизоры, бумажники и кошельки с кредитными картами. Попробуйте это: сохранить 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 Отнесите магнит примерно на 15 см, железный лист внутри телевизионного изображения трубка намагнитится, и искаженные цвета останутся неизменными.

Изменение тона | Громкоговорители Jensen

Динамики могут изменить ваш тон

Существует множество различных переменных, которые влияют на тон, воспроизводимый вашим динамиком. Ниже мы суммируем некоторые из переменных, которые могут повлиять на тон и звук вашего динамика. Это должно помочь вам принять решение о том, какой динамик Jensen лучше всего подойдет вашему стилю.Если вам нужна дополнительная помощь, подумайте об использовании тонального генератора, чтобы определить, какой динамик вам подходит!

Размер

Самые популярные размеры динамиков гитарного усилителя: 8, 10, 12 и 15 дюймов. Есть также 18-дюймовые колонки, которые используются в основном в акустических системах и низкочастотных кабинетах, а также колонки небольшого диаметра (5 и 6 дюймов). Поскольку большинство из вас заменяет динамики, которые уже установлены в усилителе, мы не рекомендуем выбирать размер, отличный от того, для которого ваш усилитель просверлен или уже используется.

Импеданс

Импеданс измеряется в омах. Важно, чтобы выходное сопротивление вашего усилителя соответствовало эквивалентному сопротивлению ваших динамиков. Ваш усилитель может иметь переключатель импеданса на задней панели, позволяющий переключаться между 4, 8 и 16 Ом. Если в вашем усилителе используется несколько динамиков, вам придется подключить динамики для обеспечения эквивалентного сопротивления нагрузки, которое соответствует выходному сопротивлению усилителя. (Щелкните здесь, чтобы увидеть схему подключения динамика).

Мощность

Мощность динамика в первую очередь определяется диаметром звуковой катушки и весом магнита.Как правило, более крупная звуковая катушка и более тяжелый магнит могут выдерживать большую мощность. Настройка вашего усилителя обычно наиболее эффективна, если вы подбираете мощность усилителя в соответствии с мощностью динамика. Это идеальный вариант, но в некоторых случаях вам может понадобиться громкоговоритель с большей мощностью, чем усилитель. Это снизит общую мощность усилителя, но может увеличить низкочастотную характеристику.
Хотя это не рекомендуется (из-за возможности неисправности динамика), вы можете использовать динамик меньшей мощности в усилителе большей мощности, чтобы добиться более высоких искажений динамика.Имейте в виду, что общая потребляемая мощность в ваттах складывается из всех динамиков. Например, два динамика мощностью 50 Вт могут обрабатывать 100 Вт от усилителя.

Магнит Тип

В магнитах для динамиков используются три различных типа материалов: алнико, керамика (феррит) и неодим. Каждый материал по-разному влияет на тональные характеристики динамика.
Alnico, оригинальный магнитный материал, используемый в динамиках, воспроизводит классический звук. Магниты алнико, как правило, немного дороже из-за содержания в них кобальта.Эти динамики звучат теплее и слаще на более низкой громкости, и многие музыканты чувствуют, что они быстрее реагируют на прикосновения игрока.
Керамические магниты были разработаны как недорогая альтернатива Alnico. У этих колонок есть несколько преимуществ: они не так дорого стоят, более универсальны и создают широкий диапазон тонов. Керамические колонки Vintage и MOD ™ обычно весят больше, обычно обладают большей мощностью и лучше звучат на большой громкости.
Неодим – новейший материал, используемый для магнитов динамиков.По цене они находятся между Alnico и колонками с керамическим магнитом. Эти динамики реагируют на прикосновения игрока так же, как Alnicos, и у них хорошо сбалансированная частотная характеристика. Основными преимуществами этих магнитов являются вес и эффективность. Неодимовый динамик весит примерно на 50% меньше, чем другие динамики, без потери мощности или тона. Неодимовые динамики особенно хороши в больших тяжелых усилителях или усилителях с более чем двумя динамиками.

Как создать магнитный двигатель на свободной энергии

Многие пытались построить магнитный двигатель, вырабатывающий бесплатную энергию.Я многое вижу в своем ежедневном поиске из новостей об альтернативной энергии, но я узнал, что энергия не бесплатна, вечных двигателей не существует, все берется откуда-то и помещается в другое место.

Бесплатная энергия от магнитов подчиняется тому же правилу.

Существует также так называемая «свободная энергия», энергия нулевой точки, математически подтвержденная многими учеными. Моя обязанность как зеленого оптимиста – собрать все, что я вижу, что кто-то изо всех сил пытается объяснить и продемонстрировать, поместить это в одно место и позволить людям увидеть и прокомментировать.Таков пример этого магнитного двигателя.

Но есть и «зеленые пессимистические» сайты. Когда они видят что-то, выходящее за рамки «здравого смысла», они пугаются и кричат ​​что-то вроде: «Боже, этого не может быть! Мне не нужны доказательства! Я не должен об этом думать! Погиби, сатана! »

Я взял такую ​​статью сегодня как вдохновение, потому что в ней говорится о магнитном двигателе, одной из моих любимых тем о свободной энергии, о которой я мало слышал в последнее время.

Вот весь процесс преобразования свободной магнитной энергии в механическую, объясненный автором изобретения (Сандип Ачарья):

«Представьте себе два мощных магнита.Одна неподвижная пластина над вращающимся диском с северной стороной, параллельной поверхности диска, а другая на вращающейся пластине, соединенной с малой шестерней G1. Если магнит на северной стороне шестерни G1 параллелен той, что находится над вращающимся диском, то они оба будут отталкивать друг друга. Теперь магнит над левым диском будет пытаться повернуть диск внизу (подумайте) по часовой стрелке.

Теперь есть еще один магнит на угловом расстоянии 30 ° на вращающемся диске по обе стороны от магнита M1. Теперь большая шестерня G0 соединена непосредственно с вращающимся диском стержнем.Таким образом, после отталкивания, если вращающийся диск вращается, он будет вращать шестерню G0, которая соединена с шестерней G1. Таким образом, магнит над G1 вращается в направлении, перпендикулярном направлению поверхности неподвижного диска.

Теперь угол и соотношение зубцов G0 и G1 таковы, что когда магнит M1 перемещается на 30 градусов, другой магнит, который пришел в положение, в котором был M1, будет отталкиваться магнитом фиксированного диска, как магнит на фиксированном диске. -диск переместился на 360 градусов по пластине над шестерней G1. Таким образом, если первое отталкивание Магнитов M1 и M0 достаточно мощное, чтобы заставить вращающийся диск вращаться на 30 градусов или более, диск будет вращаться до тех пор, пока не возникнет ошибка положения диска, потеря трения или потеря магнитной энергии.

Пространство между двумя дисками чуть больше ширины магнитов M0 и M1 и пространства, необходимого для соединения шестерни G0 с вращающимся диском с помощью стержня. Сейчас я не тестировал на реальных объектах. При проектировании вы можете подумать о потерях или можете подумать, что когда вращающийся диск поворачивается на 30 градусов, а магнит M0 будет вращаться по часовой стрелке на пластине над G2, он может начать отталкивать M1 после того, как он повернулся примерно на 25 градусов, решение состоит в том, чтобы используйте более мощные магниты.

Если все объекты сделаны точно с заданными размерами и прямоугольные кубические магниты достаточно мощны, чтобы повернуться более чем на 30 градусов при первом отталкивании, тогда система будет работать.

Здесь трением и другими потерями пренебрегаем, так как магниты намного мощнее. Но подумайте о трении между вращающимся диском и валом, им можно пренебречь, используя магнитное соединение между ними.

Слева указаны первичные размеры необходимых объектов. Если вы найдете причину, по которой этот механизм не работает, дайте мне знать ».

Мне кажется, что это в основном мотор Perendev, представленный в одноименной категории нашего блога. Перендева обвинили в мошенничестве с некоторыми людьми и даже некоторое время служили.Тем не менее, может быть, когда-нибудь кто-нибудь сможет производить бесплатную энергию с помощью магнитных двигателей.

Как вы думаете? Это могло сработать?

(Посещено 141502 раза, сегодня 7 посещений)

Динамики для чашек для йогурта – мероприятие

Быстрый просмотр

Уровень оценки: 7 (6-8)

Требуемое время: 1 час

Расходные материалы на группу: 5 долларов США.00

Размер группы: 5

Зависимость действий: Нет

Associated Sprinkle: Динамики для чашек для йогурта (для неформального обучения)

Тематические области: Физические науки, Решение проблем, рассуждения и доказательства, Наука и технологии

Подпишитесь на нашу рассылку новостей

Резюме

Студенты знакомятся с ролью электричества и магнетизма при создании колонок.Они также исследуют свойства магнитов, создают электромагниты и определяют направления магнитных полей. Они проводят научный эксперимент и показывают причинно-следственные связи, отслеживая изменения в движении говорящего в виде величины или направления текущего изменения. Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).

Инженерное соединение

Изучение электромагнетизма – фундамент электротехники.Кроме того, он находит широкое применение в других инженерных дисциплинах. Например, электромагниты необходимы для конструкции электрических генераторов и электродвигателей и, следовательно, для работы инженеров-механиков. Они также используются аэрокосмическими инженерами, поскольку электромагнитные двигательные установки могут обеспечивать движущуюся мощность космических кораблей.

Цели обучения

После этого занятия студенты должны уметь:

• Создайте электромагнитное поле, пропустив ток через проволочную катушку.
• Объясните, что электрические токи создают магнитные поля. Чем сильнее ток, тем сильнее магнитное поле.
• Объясните, как понятия электричества и магнетизма связаны.
• Опишите свойства и характеристики магнитов:
• Магниты могут быть постоянными или временными.
• Магниты и электромагниты притягивают или отталкивают друг друга; одинаковые полюса отталкиваются, а разные полюса притягиваются.
• Магниты и электромагниты притягивают или отталкивают другие предметы.
• Магниты и электромагниты действуют на расстоянии через магнитные поля.

Образовательные стандарты

Каждый урок или задание TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными предметами K-12, образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).

Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект Д2Л (www.achievementstandards.org).

В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .

NGSS: научные стандарты нового поколения – наука

Ожидаемые характеристики NGSS
МС-ПС2-3.Задайте вопросы о данных, чтобы определить факторы, влияющие на силу электрических и магнитных сил. (6-8 классы) Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов.
В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика	Основные дисциплинарные идеи	Пересекающиеся концепции
Задавайте вопросы, которые можно исследовать в классе, на открытом воздухе, в музеях и других общественных местах с доступными ресурсами, и, когда это уместно, сформулируйте гипотезу, основанную на наблюдениях и научных принципах. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!	Электрические и магнитные (электромагнитные) силы могут быть притягивающими или отталкивающими, а их размеры зависят от величины зарядов, токов или магнитной силы, а также от расстояний между взаимодействующими объектами. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!	Причинно-следственные связи могут использоваться для прогнозирования явлений в естественных или спроектированных системах. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Ожидаемые характеристики NGSS
МС-ПС2-5. Проведите расследование и оцените план эксперимента, чтобы предоставить доказательства того, что между объектами существуют поля, оказывающие силы друг на друга, даже если объекты не находятся в контакте.(6-8 классы) Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов.
В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика	Основные дисциплинарные идеи	Пересекающиеся концепции
Проведите расследование и оцените план эксперимента, чтобы получить данные, которые послужат основой для доказательств, которые могут соответствовать целям расследования. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!	Силы, действующие на расстоянии (электрические, магнитные и гравитационные), могут быть объяснены полями, распространяющимися в пространстве, и могут быть отображены их воздействием на тестовый объект (заряженный объект или шар, соответственно). Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!	Причинно-следственные связи могут использоваться для прогнозирования явлений в естественных или спроектированных системах. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии – Технология

ГОСТ

Американская ассоциация развития науки – Наука

• Энергия может передаваться от одной системы к другой (или от системы к окружающей среде) разными способами: 1) термически, когда более теплый объект соприкасается с более холодным; 2) механически, когда два объекта толкают или тянут друг друга на расстоянии; 3) электрически, когда источник электричества, такой как аккумулятор или генератор, по полной схеме подключен к электрическому устройству; или 4) электромагнитными волнами.(Оценки 6 – 8) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Энергия проявляется в разных формах и может быть преобразована в системе.Энергия движения связана со скоростью объекта. Тепловая энергия связана с температурой объекта. Гравитационная энергия связана с высотой объекта над точкой отсчета. Упругая энергия связана с растяжением или сжатием упругого объекта. Химическая энергия связана с составом вещества. Электрическая энергия связана с электрическим током в цепи. Световая энергия связана с частотой электромагнитных волн.(Оценки 6 – 8) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• По мере распространения энергии за счет проводимости, конвекции или излучения общее количество энергии остается неизменным.Однако, поскольку он рассредоточен, с ним можно сделать меньше. (Оценки 9 – 12) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Список материалов

Каждой группе необходимо:

• 2 круглых магнита (диаметром от ½ до ¾ дюйма)
• Проволока катушки калибра 20-24 калибра 15 футов (эмалированный провод катушки трансформатора)
• пластиковый контейнер (например, для йогурта, взбитых сливок, сливочного масла
• Аккумулятор типа D
• наждачная бумага
• изолента

Поделиться со всем классом:

• магнитола со съемными динамиками мощностью не менее 20 Вт

Больше подобной программы

Две стороны одной силы

Студенты узнают больше о магнетизме и о том, как магнетизм и электричество связаны в электромагнитах.Они изучают основы работы простых электродвигателей и электромагнитов. Студенты также узнают о гибридных бензиново-электрических автомобилях и их преимуществах перед обычным бензиновым двигателем …

Магнитная личность

Студенты изучают свойства магнитов и то, как инженеры используют магниты в технике.В частности, студенты узнают о хранении на магнитной памяти, которое представляет собой чтение и запись информации данных с помощью магнитов, например, на жестких дисках компьютеров, zip-дисках и флеш-накопителях.

Электрические и магнитные личности мистера Максвелла

Студенты кратко знакомятся с уравнениями Максвелла и их значением для явлений, связанных с электричеством и магнетизмом.Рассмотрены и усилены основные понятия, такие как ток, электричество и силовые линии. Благодаря множеству тем и заданий учащиеся видят, как электричество и магн …

Изменение полей

Учащиеся индуцируют ЭДС в катушке с проволокой с помощью магнитных полей. Студенты рассматривают кросс-произведение относительно магнитной силы и вводят магнитный поток, закон индукции Фарадея, закон Ленца, вихревые токи, ЭДС движения и индуцированную ЭДС.

Предварительные знания

Студенты должны знать, как:

• Сделайте последовательную схему.
• Определите северный и южный полюса магнита.

Введение / Мотивация

Можете ли вы представить жизнь без радиоприемников? Знаете ли вы, что предмет, который заставляет динамик в радио работать, является электромагнитом? Электромагнит создается из батареи (или другого источника электричества) и провода.Батарея имеет два конца: положительный и отрицательный. Хотя электроны собираются на отрицательном конце батареи, они могут течь к положительному концу через провод. Текущие электроны создают магнитное поле. Магнитное поле от одного провода довольно мало. Помещая много проводов рядом друг с другом, создается гораздо большее поле. Самый простой способ сделать это – сделать из проволоки катушку с множеством петель. Идея электромагнита в динамике проста: пропуская электрический ток через проволочную катушку, вы можете создать магнитное поле.Поле электромагнита притягивается или отталкивается от поля постоянного магнита в центре динамика. Когда меняется ток в катушке, меняется и сила магнитного поля. Когда сила магнитного поля изменяется, сила притяжения между катушкой и постоянным магнитом изменяется. Изменяющаяся сила заставляет динамик вибрировать и издавать звук. Чем сильнее вибрации, тем громче звук. Электромагниты также используются в телевизорах для создания изображений, в электродвигателях и некоторых медицинских устройствах.

Теперь, когда вы знаете некоторые области применения электромагнитов, можете ли вы сказать, в чем разница между обычным магнитом и электромагнитом? Магнит – это любой материал, обладающий магнитным полем. У обычного магнита магнитное поле постоянно или «всегда включено». Однако в случае электромагнита магнитное поле возникает только при прохождении электрического тока через катушку с проволокой. Это свойство делает электромагниты более полезными, чем постоянные магниты, во многих приложениях. Например, большой электромагнит на конце крана может поднимать и опускать большие массы железа, например, старые машины на свалке металлолома.Три фактора, которые увеличивают силу электромагнита: 1) увеличение тока, протекающего через катушку, 2) увеличение количества катушек и 3) размещение железного сердечника внутри катушки.

Процедура

Фон

Как определить направление магнитного поля электромагнита? Одинаковые полюса на магнитах отталкиваются, а разные полюса притягиваются. Пропускание тока через провод создает магнитное поле, подобное полю магнита.Направление и величина этого поля зависят от величины тока и направления тока. Направление магнитного поля можно определить с помощью правила правой руки :

Поместите провод в руку большим пальцем в направлении тока [переведите большой палец с плюса (+) на минус (-)]. Сложите руку так, чтобы пальцы обвились вокруг проволоки. Ваши пальцы указывают в направлении силовых линий магнитного поля.

Как работают колонки? Звук издается, когда вибрирующий объект перемещает частицы воздуха вокруг себя, которые, в свою очередь, перемещают частицы воздуха вокруг себя.Наши уши улавливают эти колебания давления воздуха и переводят их в сигналы, которые мозг может обработать. Громкоговоритель принимает электрический сигнал и преобразует его обратно в физические вибрации для создания звуковых волн. Традиционные динамики делают это с драйвером. Драйвер включает в себя постоянный магнит и электромагнит, называемый звуковой катушкой. Драйвер создает звуковые волны, быстро вибрируя гибкий конус, подключенный к звуковой катушке. Звуковая катушка – это основной электромагнит. Этот электромагнит находится под действием постоянного магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом.Эти два магнита взаимодействуют друг с другом обычным образом: положительный конец электромагнита притягивается к отрицательному полюсу постоянного магнита и отталкивается его положительным полюсом. Стереосигнал постоянно меняет направление электрического тока, переключая северный и южный концы электромагнита. Таким образом, переменный ток постоянно меняет направление магнитных сил между звуковой катушкой и постоянным магнитом, быстро толкая катушку вперед и назад. Когда катушка движется, она толкает и тянет за конус динамика.Это вызывает вибрацию воздуха вокруг динамика и создает звуковые волны.

Перед мероприятием

• Разложите пары магнитов у каждого стола.
• Кратко рассмотрите магниты и их полярность.
• (необязательно) Достаньте радио с динамиком и пусть он играет какую-нибудь музыку.

Со студентами

1. Когда студенты входят, попросите их исследовать, если они еще не начали самостоятельно, влияние магнитов друг на друга, когда одинаковые полюса находятся рядом друг с другом (например, с севера на север или с юга на юг).Обратите внимание на влияние магнитов друг на друга, когда разнородные полюса находятся рядом друг с другом (например, с севера на юг или с юга на север).
2. Раздайте оставшиеся припасы. Попросите учащихся создать электромагниты, намотав примерно 6–15 футов провода вокруг цилиндрического объекта, такого как батарея C или D (см. Рисунок 1). Оставьте два дюйма проволоки свисающими с каждого конца.

Рис. 1. Намотка провода для создания электромагнита. Авторское право

Copyright © 2005 Центр инженерного и компьютерного образования, Университет Южной Каролины

3. Сохраняя проволоку в форме катушки, осторожно снимите проволоку с цилиндрического объекта и закрепите катушку лентой, чтобы она не распуталась.
4. Потрите наждачной бумагой каждый свободный конец провода, чтобы удалить эмалевую изоляцию. Удалите примерно 1 дюйм изоляции с каждого конца.
5. Удерживайте концы провода на противоположных концах батареи, чтобы сделать последовательную цепь с батареей и катушкой. Поднесите катушку к магниту и наблюдайте за ее движением. Подсоедините аккумулятор по-другому и посмотрите, что произойдет с магнитами. (Когда катушка подключена к батарее одним способом, одна сторона катушки является северным полюсом, а другая сторона – южным полюсом электромагнита.Северный полюс электромагнита будет притягиваться к южному полюсу постоянного магнита. Когда аккумулятор переворачивается, полюса электромагнита меняются местами.)
6. Прикрепите катушку и постоянный магнит ко дну контейнера с помощью ленты или горячего клея. Прикрепите катушку и магнит таким образом, чтобы катушка и магнит находились рядом друг с другом. Есть много разных творческих способов сделать это, которые будут работать. Примеры показаны на рисунках 2 и 3.

Рисунок 2.Прилагаемый магнит. Авторское право

Copyright © 2005 Центр инженерного и компьютерного образования, Университет Южной Каролины

Рис. 3. Прилагаемая катушка. Авторские права

Copyright © 2005 Центр инженерного и компьютерного образования, Университет Южной Каролины

7. Подключите концы провода динамика к выходу динамика радио. На задней панели радио найдите разъемы для подключения проводов динамика. Обычно это отверстия, в которые вставляются провода.Выберите вилки для одного динамика (например, левого) и вставьте один конец провода от динамика для йогурта в одно отверстие, а другой конец провода в другое (см. Рисунок 4).
8. Включите радио и отрегулируйте громкость. Когда через проволочную катушку протекает больше тока, увеличивается электромагнитная сила. Поскольку радиоприемник очень быстро меняет ток, изменяющаяся электромагнитная сила заставляет пластиковую крышку вибрировать. Вибрация создает в воздухе звуковые волны, которые слышны.
9. Провода динамика могут нагреваться. Когда электрический ток течет по проводу, часть электрической энергии преобразуется в тепловую из-за сопротивления внутри провода. Если прикоснуться к проволоке, тепло перейдет к коже. Когда громкость радио увеличивается, по проводам проходит больше электричества и выделяется больше тепла. Если динамик становится слишком горячим, уменьшите громкость.

Рис. 4. Динамик чашки йогурта в действии после подключения к радио / стереосистеме.авторское право

Copyright © 2005 Центр инженерного и компьютерного образования, Университет Южной Каролины

Словарь / Определения

ток: поток носителей электрического заряда. Обычным обозначением тока является заглавная буква I. Стандартной единицей измерения является ампер, обозначенный буквой A.

Электромагнит: магнит, состоящий из катушки изолированного провода, обернутой вокруг сердечника из мягкого железа, который намагничивается только тогда, когда через провод течет ток.

Магнит: объект, окруженный магнитным полем и обладающий свойством притягивать железо, сталь или другие магниты.

магнитное поле: область, в которой можно наблюдать магнитные силы.

магнитная сила: сила, действующая между магнитными полюсами или между двумя электрически заряженными движущимися частицами (протонами и электронами).

Оценка

Оценка перед началом деятельности

Вопросы для обсуждения: Запрашивайте, объединяйте и обобщайте ответы студентов:

• Можно ли сделать немагнитный объект магнитным? (Ответ: Да, это называется магнитной индукцией.Это явление можно продемонстрировать с помощью двух гвоздей. Мы можем намагнитить один гвоздь, прикоснувшись им к магниту. Тогда оба гвоздя свяжутся вместе. Намагниченный гвоздь – это временный магнит. Временные магниты сохраняют свой магнетизм непродолжительное время. Они похожи на электромагниты, которые намагничивают, когда электрический ток включен, и размагничивают, когда он выключен.)
• Что такое магнитное поле и откуда берутся магнитные поля? (Ответ: Магнитные поля вызваны движением электронов.Силовые линии магнитного поля определяют направление, в котором действует магнитная сила. Они сходятся там, где магнитная сила сильна, и распространяются там, где она слабая. Например, в компактном стержневом магните они расходятся от одного полюса и сходятся к другому. Магнитная сила наиболее сильна вблизи полюсов, где сходятся силовые линии. Пространство, измененное наличием силовых линий магнитного поля, является магнитным полем.

Силовые линии вокруг стержневого магнита. авторское право

Copyright © Schoolscience http: // www.schoolscience.co.uk/content/index.asp

• Спадает ли когда-нибудь магнетизм? (Ответ: Большинство постоянных магнитов сохраняют свой магнетизм в течение очень длительного периода. Это потому, что они состоят из электронов, естественным образом разделенных на «магнитные домены» – крошечные области, где все магнитные поля атомов направлены в одном направлении. электроны заряжены и вращаются, действуя как маленькие электромагниты, и их магнетизм никогда не ослабевает. Постоянные магниты создаются из множества спинов электронов.Следовательно, лежащий в основе магнетизм никогда не исчезает; только упорядочение всех спинов вместе может стать более беспорядочным.)

Встроенная оценка деятельности

А теперь попробуйте это !: Попросите учащихся попробовать следующие дополнительные исследования после того, как они закончат свои выступления.

• Измените величину тока, используя более одной батареи, и отслеживайте изменения в движении динамика.
• Измените направление тока, изменив подключения проводов к батарее, и следите за изменением движения динамика.Можете ли вы связать изменение направления или амплитуды тока с изменением движения в динамике?
• Когда динамик подключен к радио, измените громкость или добавьте более одного магнита. Вы можете объяснить, почему динамик становится громче или тише? (Ответ: при увеличении громкости радио через провод проходит больше электрического тока. Чем больше ток, тем сильнее электромагнит. Чем сильнее электромагнит, тем больше он притягивается к обычному магниту на динамике.Это увеличивает вибрацию динамика и увеличивает громкость динамика. Использование более одного постоянного магнита или более сильного также увеличивает притяжение к электромагниту, что также увеличивает звук из динамика.)

Оценка после деятельности

Вопрос / ответ: Задайте следующие вопросы и обсудите в классе:

• Сколько различных форм энергии присутствует в цепи динамика? (Ответ: В контуре существуют четыре различных формы энергии: электрическая, тепловая, магнитная, механическая или кинетическая.Если бы вместо стереосистемы использовалась батарея, это также дало бы химическую энергию.)
• Эта цепь включена последовательно или параллельно? (Ответ: Это последовательная схема, потому что есть только один путь.)
• Какие полюса притягиваются или отталкиваются? (Ответ: разные полюса притягиваются; как полюса отталкиваются.)
• Был использован проводник, изолятор или и то, и другое? (Ответ: Использовались как проводник, так и изолятор: провод – это проводник, а покрытие вокруг провода – изолятор.)
• Как можно увеличить силу динамика / электромагнита? (Ответ: путем наматывания большего количества петель или витков провода, увеличения тока в цепи или и того и другого.)

Рубрика оценки: В дополнение к приведенным выше вопросам используйте рубрику Таблицы 1, чтобы определить эффективность работы студентов. Рубрика предоставляет критерии для оценки понимания учащимися цели эксперимента и взаимосвязи между переменными, а также их способности разрабатывать гипотезы и делать логические выводы.

Таблица 1. Оценка rubric.copyright

Copyright © 2005 Центр инженерного и компьютерного образования Университета Южной Каролины

Вопросы безопасности

Провода самодельных динамиков могут нагреваться при подключении к радиоприемнику. Это более вероятно с очень тонкими проводами и очень мощными радиоприемниками, которые настроены на большую громкость.

Советы по поиску и устранению неисправностей

Убедитесь, что ученики полностью удалили изоляцию с концов проводов, иначе ток не будет течь.

Расширения деятельности

Сделайте еще одну катушку с большим количеством обмоток, чтобы обернуть аккумуляторную батарею.

Рассеките настоящего говорящего и сравните с тем, что был создан в этом упражнении.

Наблюдайте за взаимодействием двух электромагнитов.

Подсоедините несколько круглых магнитов к стакану для йогурта. (Ожидайте, что динамик будет громче.)

Попросите учащихся сохранить свои самодельные динамики и поэкспериментировать с ними в упражнении «Станции визуализации звука» (см. Пункт 3).

Масштабирование активности

Для старших классов, зная, что на эти электромагнитные катушки / динамики влияют три переменных (ток, количество катушек и направление тока), попросите учащихся разработать свои собственные эксперименты для проверки каждого из переменных влияний.

Рекомендации

К-12 Электромагнетизм и магнетизм . Лаборатория представления знаний.По состоянию на 8 мая 2006 г. http://kr.cs.ait.ac.th/~radok/physics/k12.htm

Нолан, Линн. Магниты, электромагниты и двигатели . Иллинойсский технологический институт. По состоянию на 8 мая 2006 г. http://www.iit.edu/~smile/ph9215.html

Мозг, Маршалл. Как работают электромагниты . Как это работает. По состоянию на 8 мая 2006 г. http://science.howstuffworks.com/electromagnet2.htm

Электромагниты . Школьная наука.По состоянию на 7 июля 2006 г. http://www.schoolscience.co.uk/content/3/physics/copper/copch43pg1.html

Магнетизм стирается . Программа UIUC Physics Van Outreach. По состоянию на 8 мая 2006 г. http://van.hep.uiuc.edu/van/qa/section/Electricity_and_Magnets/Magnets/20020408133732.htm

Харрис, Том. Как работают динамики . Как это работает. По состоянию на 7 июля 2006 г. http://electronics.howstuffworks.com/speaker.htm

Магнит .Википедия, свободная энциклопедия. По состоянию на 8 мая 2006 г. http://en.wikipedia.org/wiki/Magnet.

Авторские права

© 2013 Регенты Университета Колорадо; оригинал © 2005 Университет Южной Каролины

Авторы

Джед Лайонс; Иванка Тодорова; Тревор Робак

Программа поддержки

Программа GK-12, Центр инженерного и компьютерного образования, Колледж инженерии и информационных технологий, Университет Южной Каролины

Благодарности

Содержание этой учебной программы по цифровой библиотеке было разработано в рамках гранта №№ GK-12 Национального научного фонда.DGE 0086427 и DGE 0440568. Однако это содержание не обязательно отражает политику Национального научного фонда, и вам не следует предполагать, что оно одобрено федеральным правительством.

Последнее изменение: 23 января 2021 г.

Лаборатория 5 – Проектирование динамика – Сделайте так, чтобы учиться

Компетенция

Оберните соленоид.

Задача дизайна

Спроектируйте, соберите и оцените оратора.

Ресурсы

Введение

3D-принтер был использован для изготовления линейного двигателя в Лаборатории 2. Когда переменный ток подается на соленоид в линейном двигателе, магнит движется в одном направлении, когда напряжение положительное, и движется в противоположном направлении, когда напряжение отрицательный. Таким образом, линейный двигатель – это двигатель переменного тока (AC).

Рис. 1. Линейный двигатель, изготовленный в лаборатории 2

В последующих лабораториях использовались три различных метода переменного тока для перемещения магнита вперед и назад:

1. Провода двух проводов, подключенных к клеммам двигателя, попеременно переключались между положительной и отрицательной клеммами аккумуляторной батареи.

2. Батарея была повернута, чтобы изменить направление, в котором течет ток.

3. Генератор сигналов использовался для генерации переменного тока.

Первые два метода легко выполняются. Синусоидальная волна, создаваемая генератором сигналов, более абстрактна и требует дополнительных пояснений. Многие свободно вибрирующие объекты в природе при движении вперед и назад создают синусоидальную волну. Например, на рисунке ниже ученик лабораторной школы перспективного производства тянет полосу плакатной бумаги под ведро с краской, подвешенное на веревке.

Рис. 2. Маятник ведра с краской.

Краска, текущая из сопла на дне ведра, оставляет узор на бумаге под ним. Узор, который появляется при качании ведра с краской взад и вперед, представляет собой синусоидальную волну. Немного подумав, можно понять причину, по которой прослеживаемый узор является синусоидальной волной. Когда ковш достигает вершины своей дуги, он постепенно движется все медленнее. В верхней части дуги сила тяжести замедляет ковш почти до полной остановки. В этот момент ведро меняет направление, падая обратно к центру.

Таблица 1. Перемещение ковша от центральной линии к вершине дуги
Время (в секундах)	0	1 сек	2 секунды	3 секунды	4 секунды	5 сек	6 сек
Пройденное расстояние	0	26%	50%	70%	86%	98%	100%

Ковш, следовательно, движется с максимальной скоростью, когда он движется через центральную линию, и начинает замедляться из-за силы тяжести, когда он движется обратно к вершине дуги.Если ковшу требуется шесть секунд, чтобы пройти от центральной линии до вершины дуги, он переместится на 26 процентов пути в течение первой секунды. К концу следующей секунды он достигнет 50 процентов от общего расстояния. К концу третьей секунды он достигнет 70 процентов пути и начнет замедляться под действием силы тяжести. Он проедет только 12 процентов расстояния в течение пятой секунды, пройдя с 86 процентов пути до 98 процентов от общего расстояния. В течение шестой секунды ковш преодолеет еще 2 процента пути, пройдя с 98 процентов пути до 100 процентов общего расстояния за последнюю секунду.В этот момент ковш начинает падать обратно к центральной линии, набирая скорость по мере продвижения к средней точке.

Если расстояние, пройденное за каждую секунду движения, нанесено на график, результирующая диаграмма будет синусоидальной, как показано на рисунке ниже.

В этом случае ведру с краской потребовалось 24 секунды, чтобы сделать одно полное движение вперед-назад. При такой скорости ведро с краской выполнит два с половиной цикла за одну минуту: один цикл в первые 24 секунды, второй цикл в следующие 24 секунды и полупериод за последние 12 секунд.Следовательно, ковш перемещается вперед и назад со скоростью 2,5 цикла в минуту. Если веревку укоротить, ковш может перемещаться вперед и назад со скоростью 3 полных цикла в минуту. Количество раз, когда свободно вибрирующий объект перемещается вперед и назад в течение заданного периода времени, известно как частота . Термин частота относится к тому, как часто объект перемещается вперед и назад в заданный период времени.

Время, необходимое для завершения одного цикла, известно как период .Если ковш движется вперед и назад со скоростью 3 цикла в минуту, период будет составлять одну треть минуты (то есть 20 секунд). Период свободно колеблющегося объекта обратен частоте. Например, если частота составляет 3 цикла в минуту, период будет составлять 1/3 минуты.

Таблица 2. Период обратно пропорционален частоте.
Частота	Период
3 цикла в минуту	1/3 минуты

Частота – один из двух основных атрибутов вибрирующего объекта. Амплитуда – второй атрибут. Амплитуда в этом случае относится к расстоянию, которое ведро с краской проходит от пика до пика при движении назад и вперед. Если самая дальняя точка, в которой ведро с краской перемещается в каждом направлении, находится на расстоянии одного метра от центральной линии, общее расстояние, измеренное от пика до пика, составит два метра. В этом случае можно сказать, что движение ковша имеет амплитуду два метра.

Можно визуально следить за движением объекта с частотой примерно 15 или 20 раз в секунду.После этого глаз не может отследить движение. Это явление приводит к тому, что фильм (проецируемый со скоростью 24 кадра в секунду) и видео (проецируемый со скоростью 30 кадров в секунду) воспринимаются как одно непрерывное движение. Если скорость движения превышает частоту 60 раз в секунду, это воспринимается как звук. Движение с частотой от 20 до 60 раз в секунду не воспринимается ни зрительно, ни слух. Однако на этой частоте движение можно воспринимать как тактильную вибрацию.Термин Гц (сокращенно «Гц») теперь используется для обозначения циклов в секунду в честь ученого Генриха Герца.

Понятия частоты и амплитуды , введенные в контексте маятника ведра с краской, применимы к механическим, акустическим, электрическим и электромагнитным системам. Поэтому стоит потратить время, чтобы понять лежащий в основе феномен, поскольку он будет полезен в различных дисциплинах, включая звук и музыку, механические системы, такие как связи, связанные с линейным двигателем в предыдущих лабораториях, электронику и математику, среди прочего. другие.Например, термин «sin (x)» в тригонометрии – это просто способ описания расстояния, которое объект проходит в заданную фазу цикла. Изначально большая часть математики была разработана для описания таких природных явлений. Сегодня эти концепции часто преподаются вне контекста, что делает их абстрактными и трудными для понимания.

Обмотка соленоида

В серии наборов FabNet Invention Kits, разработанных в сотрудничестве со Смитсоновским институтом, был разработан Linear Motor Invention Kit, обеспечивающий основу для набора Phone Invention Kit.Как вы видели в лабораторной работе 3, динамик – это просто линейный двигатель с диффузором, усиливающим звук. Когда частота генератора сигналов увеличивается до 60 циклов в секунду или выше, можно услышать отчетливо различимый тон. Это просто не очень громко. Добавление диффузора динамика фокусирует и усиливает звук.

Соленоид, используемый для создания линейного двигателя, был снабжен изолированным магнитным проводом, уже намотанным на трубку соленоида. В этой лаборатории у вас будет возможность самостоятельно намотать магнитный провод на трубку соленоида.Для выполнения этой задачи используется намоточная машина с батарейным питанием.

Рисунок 3. Намотка магнитного провода на трубку соленоида.

Инструкции по использованию намоточного устройства для намотки магнитного провода вокруг соленоидной трубки можно найти на веб-сайте Make to Learn здесь: https://www.maketolearn.org/inventions-kits/solenoid/make-2/

Процесс наматывания магнитного провода на трубку соленоида обычно занимает около пяти минут. Процесс прост. Освоение этого навыка дает два преимущества. Завершение каждого этапа изготовления и сборки соленоида снимает загадку с процесса.Это также позволяет вам разрабатывать соленоиды для конкретных целей и использования. Ампер обнаружил, что сила магнитного поля, создаваемого соленоидом, зависит от трех факторов: (1) диаметра или калибра провода, (2) количества витков или витков вокруг трубки соленоида и (3) длины трубка соленоида.

Увеличение количества витков увеличивает силу создаваемого магнитного поля. Изоляция на магнитопроводе – это специальный лак, который представляет собой очень тонкий слой. Это позволяет наматывать больше витков проволоки в заданном пространстве, увеличивая силу магнитного поля.Следовательно, чтобы создать более мощный линейный двигатель, к трубке соленоида можно добавить больше витков проволоки.

В случае линейного двигателя трубка соленоида размещена на опорах, что позволяет магниту свободно перемещаться вперед и назад. Конструкция большинства динамических динамиков немного отличается. Постоянный магнит обычно прикреплен к неподвижному основанию, поэтому он не может двигаться. Магнитное поле, создаваемое током через провод соленоида, заставляет катушку с проволокой двигаться вперед и назад.Катушка с проволокой прикреплена к диффузору или диафрагме динамика. Следовательно, движение катушки с проволокой заставляет диафрагму динамика вибрировать, создавая звуковые волны.

Рисунок 4. Соленоид, прикрепленный к диффузору динамика.

Если в катушке соленоида слишком много витков проволоки, она может быть настолько тяжелой, что не сможет эффективно перемещать вес катушки. Следовательно, технические характеристики эффективного линейного двигателя и эффективного динамика могут отличаться. Однако в случае FabNet Linear Motor Invention Kit и FabNet Speaker Kit мы решили сделать педагогический замысел.Мы хотели подчеркнуть, что один и тот же соленоид может использоваться как в линейном двигателе, так и в динамике. Использование одного и того же соленоида для обоих делает очевидным, что динамик на самом деле представляет собой линейный двигатель с прикрепленным диффузором динамика.

Для достижения этой педагогической цели спецификации соленоида, используемого в обоих наборах изобретения, представляют собой компромисс между идеальными проектными характеристиками для линейного двигателя и идеальными проектными характеристиками для динамика. Однако, как только вы поймете основные принципы, вы сможете использовать дизайн, который лучше всего подходит для данного приложения.

Помимо научных и инженерных концепций, математика также имеет междисциплинарные расширения. Джо Гарофало и Ким Чорум успешно работали с учащимися средних школ в соответствующих мероприятиях, в которых учащиеся извлекают закон Ампера. Рассматриваемые математические концепции включают прямые и обратные отношения. Оба студента, у которых был начальный курс алгебры и студенты предалгебры, добились успеха в этой деятельности. В дополнение к изученным математическим концепциям понимание закона Ампера полезно для понимания ряда изобретений, в которых используются соленоиды.

Рекомендации по проектированию динамиков

Объекты с большей массой более эффективно вибрируют на более низких частотах. Объекты с меньшей массой более эффективно вибрируют на более высоких частотах. По этой причине динамики, предназначенные для воспроизведения басовых нот (называемые низкочастотными динамиками ), как правило, больше, чем динамики, предназначенные для воспроизведения высоких нот (называемые высокочастотными динамиками ). В высококачественных акустических системах несколько динамиков объединены в систему, которая может воспроизводить ряд нот с большой точностью.В некоторых случаях этот опыт может сильно напоминать прослушивание жизненного представления.

Сабвуфер может воспроизводить очень низкие частоты, которые можно не только слышать, но и ощущать. Если громкость стереоусилителя увеличить до высокого уровня, тон 20 Гц, воспроизводимый через сабвуфер, может быть как видим, так и слышен. Это обеспечивает способ установить, что динамик просто производит возвратно-поступательное движение диафрагмы для создания вибрации в воздухе, которая воспринимается как звук.

Даже динамик, сделанный из простых материалов, может звучать замечательно хорошо.Например, динамик ниже (рис. 6) сделан из бумаги с витой проволокой, обернутой вокруг бумажной трубки, образующей соленоид. Детали конструкции четко показывают, что магнит прикреплен к основанию. Следовательно, катушка с проволокой движется вперед и назад, заставляя бумажный конус вибрировать.

Рис. 6. Динамик из бумаги (https://youtu.be/L3fBEULjUMY

Speaker Design Challenge

В предыдущих разделах представлена ​​информация, необходимая для понимания того, как работает динамик.Динамический динамик работает так же, как линейный двигатель. Однако в линейном двигателе магнит обычно движется вперед и назад со скоростью пять или десять раз в секунду. Когда один и тот же соленоид используется для создания динамика, слышимые частоты колеблются от примерно 60 раз в секунду на нижнем уровне до 20 000 раз в секунду на верхнем.

1. Следуйте инструкциям на сайте Make to Learn для упаковки соленоида.
2. Следуйте инструкциям на сайте Make to Learn для сборки M2L Dynamic Speaker .
3. Оцените верность говорящего.

Рекомендации по проектированию . Опоры, которые прикрепляют соленоид к неподвижному основанию, должны иметь некоторую гибкость или упругость. Если опоры будут слишком жесткими, катушка соленоида не сможет двигаться свободно. Если опоры слишком гибкие, трубка соленоида не вернется в исходное положение покоя.

После того, как вы спроектировали и собрали акустическую систему, подсоедините выход усилителя к проводам соленоида.

Рисунок 7. Усилитель звука.

Затем подключите аудиовыход телефона, планшета или MP3-плеера ко входу усилителя. Включите усилитель и отправьте музыку с MP3-плеера на усилитель. Затем устраните любые проблемы, с которыми вы сталкиваетесь, например, неплотное соединение и т. Д.

Оценка верности динамика

Если через динамик воспроизводится серия тонов разных частот, динамик не будет одинаково реагировать на все частоты.Измеритель уровня звука используется для измерения выходной мощности динамика.

Студенты лабораторной школы оценили мощность спроектированных ими динамиков, используя измеритель уровня звука для измерения выходной мощности динамика в ответ на тоны с частотами 125, 250, 500, 1000, 2000 и 4000 Гц.

Рисунок 9. Оценка мощности динамика (https://youtu.be/AYBOgOc1HPw).

Собранные ими данные были записаны в таблицу, подобную приведенной ниже.

Таблица 3.Амплитудно-частотная характеристика двух динамиков (измеряется в децибелах).
Частота (Гц)	125	250	500	1000	2000	4000
Динамик 1	79 дБ	90 дБ	57 дБ	56 дБ	53 дБ	52 дБ
Динамик 2	67 дБ	70 дБ	72 дБ	77 дБ	94 дБ	75 дБ

Затем учащиеся использовали электронную таблицу для построения графика результатов. Пример показан на Рисунке 10 (ниже).Основываясь на этом рисунке, можете ли вы определить, какой диффузор динамика имел большую массу?

Рисунок 10. График АЧХ двух динамиков.

После того, как вы собрали и протестировали динамик, оцените его точность, сгенерировав диаграмму частотных характеристик, подобную приведенной выше. Генератор тестового тонального сигнала динамика на сайте Make to Learn выдает тональные сигналы с интервалом от 250 Гц до 8000 Гц.

Рисунок 11. Тональный генератор

Затем задокументируйте процесс сборки и тестирования динамика.Запишите свои наблюдения о процессе строительства и результаты вашей оценки оратора в отчет на полстраницы.

.