Самый простой генератор: устройство и принцип работы, схема для сборки

Содержание

устройство и принцип работы, схема для сборки

На чтение 6 мин Просмотров 1.6к. Опубликовано Обновлено

Электрический генератор – это устройство, предназначенное для получения электроэнергии, расходуемой на конкретные цели. Самодельный аппарат способен выполнять функцию источника лишь при соблюдении определенных условий. Собрать его полностью «с нуля» дома вряд ли удастся. Единственный способ изготовить электрогенератор своими руками – использовать для этих целей другие, работающие по тому же принципу механизмы. Больше всего подходит старый двигатель от мотоблока или ветряной установки. Работы по сборке потребуют больших затрат сил и средств, а также наличия определенного опыта. Если полной уверенности в удаче нет – лучше всего приобрести хоть и дорогое, но эффективно работающее фирменное изделие.

Устройство и принцип работы

Генератор постоянного тока

Перед тем как изготовить электрогенератор своими руками в чисто домашних условиях потребуется ознакомиться с его конструкцией и разобраться, как он работает.

Основой такого устройства является многосекционная обмотка, располагающаяся на неподвижном статоре. Внутри помещается подвижный якорь (ротор), в конструкции которого предусмотрен постоянный магнит. Эта часть генератора посредством специального приводного механизма связана с движителем, приводимым во вращение от ветряка или бензинового двигателя. В качестве привода допускается использовать альтернативные энергоресурсы (вода или тепло, образуемое при сгорании дров, например).

Порядок работы:

  • при вращении ротора его магнитные линии пересекают э/м поле статорных катушек;
  • благодаря этому, согласно закону индукции Фарадея, в них наводится ЭДС соответствующей величины;
  • к катушкам статора подключается нагрузка, переменный ток в которой меняется по синусоиде.

В зависимости от числа обмоток статора и схемы включения можно получить однофазный 220 Вольт или трехфазный (380 Вольт) самодельный генератор.

Этот принцип действия распространяется на все образцы электрических машин без исключения (независимо от типа привода).

Эффективно работающий генератор электрического тока, своими руками изготовленный из подсобных деталей, способен решить целый ряд бытовых проблем. Самодельные изделия традиционно используются для выработки электрической энергии, достаточной для питания домашней электросети. Помимо этого от агрегата может работать не очень мощное сварочное оборудование или водяной насос для полива грядок на даче. Изготовленное в виде ветряного генератора изделие допускается эксплуатировать на даче и в походе.

Сборка генератора своими руками

Инструкция по сборке генераторов тока своими руками предполагает выполнение работ в несколько этапов. Они начинаются с подготовительной стадии, на которой необходимо запастись исходными заготовками и требуемым материалом.

Подготовительный этап

Двигатель мотоблока Крот

Для сборки потребуются:

  • Старый электродвигатель от мотоблока или ветряка с рабочей статорной обмоткой. Также популярны варианты использования двигателей от старой стиральной машины или водяного насоса.
  • Для выравнивания выходного тока желательно заранее изготовить выпрямитель (преобразователь).
  • Для облегчения запуска будущего устройства и самовозбуждения его обмоток 220 Вольт потребуется высоковольтный (не менее 400-500 Вольт) конденсатор емкостью 3-7 микрофарад. Точное его значение выбирается в зависимости от планируемой мощности генератора.

Для сборки потребуются длинные куски провода в надежной изоляции, клейкая защитная лента и монтажный инструмент (бокорезы, плоскогубцы и набор отверток). Также следует запастись мощным паяльником, необходимым для восстановления контактов в нарушенных обмотках старого двигателя.

Следует заранее побеспокоиться о заземлении корпуса будущего изделия, вырабатывающего напряжение опасной для человека величины.

По завершении подготовки переходят к сборке, порядок которой зависит от выбранного исходного образца.

Ветряк – простейший вариант

Схема ветрогенератора своими руками

Самый простой в исполнении способ – изготовление ветряного генератора, собранного из подручных деталей и готовых модулей. От него могут работать совсем простые электрические нагрузки, мощность которых не превышает 100 Ватт (лампочка, например). Для его изготовления потребуются:

  •  (он будет работать в качестве генератора).
  • Каретка и основная звездочка от взрослого велосипеда.
  • Цепь роликовая от старого мотоцикла.
  • Велосипедная рама.

У хорошего мастера все эти подручные заготовки наверняка отыщутся в гараже, из них без труда своими руками собирается электрический генератор.

Для ознакомления с этой процедурой желательно просмотреть видео, в котором подробно рассказывается о порядке изготовления ветряка.


На вал такого электродвигателя устанавливается звездочка, которая посредством роликовой цепи приводится во вращение от самодельных ветряных лопастей, закрепленных на велосипедной раме. С их помощью поступательное движение ветра преобразуется во вращательный момент. Такая конструкция способна генерировать ток в нагрузке до 6-ти Ампер при напряжении 14 Вольт.

Силовая установка на основе генератора от мотоблока

Строение генератора от мотоблока

Более сложный в исполнении вариант предполагает применение старого мотоблока, используемого в качестве привода. Функцию генератора в этой системе выполняет асинхронный двигатель с частотой вращения до 1600 об/мин и эффективной мощностью до 15 кВт. В процессе сборки его приводной механизм посредством шкивов и ремня связывается с осью мотоблока. Диаметр шкивов выбирается таким, чтобы частота вращения переделанного в генератор электродвигателя была на 15% выше паспортного значения.

Достоинства и недостатки

В отличие от заводских самодельные бензиновые генераторы, изготовленные в домашних условиях, обычно имеют большие габариты и вес

К достоинствам собранного ручным способом изделия следует отнести:

  • Возможность не зависеть от перебоев в работе питающих подстанций, получая необходимый минимум электричества самостоятельно.
  • Генератор-самоделка настраивается на рабочие параметры, соответствующие конкретным запросам пользователя.
  • Его изготовление вместо покупного изделия позволит сэкономить значительные суммы (особенно – в ситуации с асинхронными машинами на 380 Вольт).

Недостатком самостоятельного изготовления считаются возможные сложности со сборкой конкретного типа изделия и необходимость расходования средств на энергоносители (горючее, например).

Советы по эксплуатации

Перед тем как сделать бытовой генератор электричества, нужно ознакомиться с правилами его эксплуатации. Их суть состоит в следующем:

  1. Перед запуском устройства все нагрузки отключаются, чтобы он поработал вхолостую.
  2. Проверяется наличие масла в рабочем отсеке генератора – его уровень должен быть выше установленной отметки;
  3. Устройство остается включенным примерно на 5 минут, после чего допускается подключать нагрузку.

В соответствии с правилами эксплуатации и ухода за такими генераторами, самым подходящим режимом работы считается использование его мощности на 70% от предельного значения. При соблюдении этого требования оборудование не будет перегреваться и легко справится с расчетной нагрузкой.

схема, порядок сборки в домашних условиях

Электроэнергия не всегда подается бесперебойно, например, из-за удаленного расположения ЛЭП от жилых построек. И когда то и дело отключают свет, наверняка вы задумывались о покупке генератора? Конечно, покупное устройство – недешевое решение, да и затраты не всегда оправданы. Более доступный вариант – изготовить генератор своими руками. Такое решение не требует больших вложений на сборку, может преобразовать энергию не только за счет дорогостоящего бензина, дизельного движка, но и более доступных – газа, пара и т.п.

Поэтому он решает проблему с перебоями электричества и экономит энную сумму в бюджете. Но как сделать действительно качественный генератор, какие еще у самоделки преимущества перед покупными устройствами? Мы поможем вам разобраться во всех нюансах – в этой статье приведем схемы сборки электрогенератора, принцип его работы, преимущества использования самоделки. Также рассмотрим пошаговую инструкцию по изготовлению генератора в домашних условиях.

Содержание статьи:

Преимущества самодельного генератора

Самодельный генератор выигрывает у покупного более доступной стоимостью. Безусловно финансовая сторона важна, но устройство, сделанное своими руками – это прибор только с необходимыми и заявленными требованиями.

Стоит учесть, что выбранная конструкция непосредственно сказывается на КПД. Так в асинхронных генераторах потери КПД не превышают 5%. Лаконичность конструкции его корпуса с защитой мотора от влаги, грязи снижает потребность в частом техническом обслуживании. Асинхронный генератор более устойчив против скачков напряжения за счет выпрямителя на выходе, что предотвращает поломки подключенного оборудования.

Самодельный генератор работает вне зависимости от удаленности ЛЭП, обеспечивая электроэнергией в любых условиях. Он преобразует энергию, используя доступный вид топлива

Такое устройство эффективно питает сварочные аппараты, лампы накаливания, компьютерную и мобильную технику с чувствительностью к перепадам напряжения. Имеет хорошую производительность и моторесурс.

Прибор – хорошая альтернатива обычным источникам электропитания, выручает при аварийном отключении электричества, экономит средства. Мобилен, малогабаритен, с простой конструкцией, легко поддается ремонту – можно своими силами заменить вышедшие из строя детали, узлы.

Кроме прочего, самоделка обладает небольшими размерами, поэтому с легкостью устанавливается даже в небольших помещениях.

Разместить самодельный генератор можно в небольшом помещении, за счет компактной конструкции прибор не требует много места для своей установки

В зависимости от от используемого типа топлива генератор требует лишь соблюдения мер предосторожности в процессе использования.

В процессе эксплуатации самодельного генератора необходимо соблюдать технику безопасности: следить за электрическими кабелями, не допускать их перекручивания, не трогать оголенные провода руками и т.п

Разновидности генераторов электроэнергии

Обычно самодельный генератор в домашних условиях изготавливают на основе асинхронного двигателя, магнитным, паровым, на дровах.

Вариант #1 — асинхронный генератор

Устройство сможет вырабатывать напряжение 220-380 В, исходя из показателей выбранного мотора.

Для сборки такого генератора потребуется лишь запустить асинхронный двигатель, подключив конденсаторы к обмоткам.

Генератор на основе асинхронного двигателя самостоятельно синхронизируется, запускает роторные обмотки с постоянным магнитным полем.

Двигатель оборудован ротором с трехфазной или однофазной обмоткой, вводом кабеля, короткозамыкательными устройством, щетками, регулирующим датчиком

Если ротор короткозамкнутого типа, то обмотки возбуждаются при помощи остаточной силы намагниченности.

Вариант #2 — устройство на магнитах

Для магнитного генератора подходит коллекторный, шаговый (синхронный бесщеточный) двигатель и прочие.

Обмотка с большим количеством полюсов увеличивает показатель КПД. В сравнение с классической схемой (где КПД 0,86) 48-полюсная обмотка позволяет сделать мощность генератора больше

В процессе сборки магниты крепятся на вращающуюся ось и устанавливаются в прямоугольную катушку. Последняя при вращении магнитов вырабатывает электростатическое поле.

Вариант #3 — паровой генератор

Для генератора на пару используют печь с водяным контуром. Работает устройство за счет тепловой энергии пара и турбинных лопастей.

Чтобы самостоятельно сделать генератор на пару, понадобится печь с водяным (охлаждающим) контуром

Это замкнутая система с массивной немобильной установкой, требующей контроля и охлаждающего контура для превращения пара в воду.

Вариант #4 — устройство на дровах

Для генератора на дровах используют печи, включая походные. К стенкам печей закрепляют элементы Пельтье и располагают конструкцию в корпус радиатора.

Принцип работы генератора следующий: при нагревании поверхности проводниковых пластин с одной стороны другая охлаждается.

Чтобы самостоятельно сделать генератор на дровах, можно использовать любые печи. Генератор работает за счет элементов Пельтье, нагревающих и охлаждающих проводниковые пластины

На полюсах пластин появляется электрический ток. Наибольшая разница между температурами пластин обеспечивает генератор максимальной мощностью.

Агрегат более работоспособен при минусовых температурных режимах.

Принцип работы электрогенератора

Работа генераторов реализуется по принципу электромагнитной индукции, когда в замкнутой рамке происходит наводка тока за счет пересечения ее вращающимся магнитным полем. Магнитное поле создают обмотки либо постоянные магниты.

Когда из коллектора электродвижущая сила достигает замкнутого контура и узлов щетки, то ротор начинает вращаться сообща с магнитным потоком. Так создается напряжение в подпружиненных щетках, прижатых к коллекторам пластинчатого вида.

Далее электроток передается к выходным клеммам, проходит в сеть, распространяется по генератору.

Используют генераторы переменного и постоянного тока. Электрогенератор переменного тока малогабаритен, не образовывает вихревые токи, при этом имеет возможность функционировать в экстремальных температурах. Аппарат с постоянным током не требует тщательного контроля, обладает значительным числом ресурсов.

Конструкционно генератор включает в себя: щетки со щеткодержателями, коллектор, якорную обмотку, якорь, стартер, кольца контактные, обмотку стартера, ротор, корпус, вентилятор, привод и станину

Генератор переменного тока может быть как синхронным, так и асинхронным. Первый – с постоянным электрическим магнитом и количеством вращений статора равных роторным, формирующим магнитное поле. Преимуществами такого генератора называют стабильно высокое напряжение, к недостаткам относят перегрузку по токам из-за завышенной нагрузки на регулятор, повышающий ток обмотки ротора.

Конструкция асинхронного генератора: короткозамкнутый ротор, статор. Когда вращается ротор генератор индуцирует ток, а магнитное поле выдает напряжение синусоидального типа.

Пошаговая инструкция по сборке

Собирать генератор в домашних условиях необходимо после того, как подготовлен комплект из необходимых радиокомпонентов, электроинструментов и материалов.

Этап 1 – подготовка радиокомпонентов

Для сборки модуля механического генератора с электромагнитами потребуется двигатель. Для изготовления маломощного генератора можно использовать электродвигатель от стиралки типа «Ока», «Волга», насоса «Агидель» и прочие.

Ток, вырабатываемый мотором, определяет выбор деталей и узлов. Для преобразования тока из переменного в постоянный необходимы выпрямительные диоды, например, диодный мост высокой мощности в десятки ампер с напряжением не более 50 В. Для полярных конденсаторов постоянного тока важны сглаживающие фильтры со способностью выравнивать пульсацию напряжения постоянного характера.

Для того, чтобы сделать самодельный ветрогенератор, не потребуется большой точности исполнения и узкоспециализированных материалов. Построенный образец работает при скорости ветра от 9 до 10 м/с, обеспечивает мощностью в 800 Вт.

В качестве дополнительной платы с USB-портом для подключения гаджетов выбирается устройство для преобразования напряжения в 1,5-20 В. Такой список радиокомпонентов достаточен для маломощного генератора напряжением до двух десятков вольт. В случае с асинхронным двигателем подключить мобильные устройства получится напрямую.

Этап 2 – подготовка инструментов и материалов

Из электроинструментов понадобится болгарка, в наборе которой есть отрезные диски по металлу, дереву и шлифовальный диск (твердый или круг-наждачка).

Рекомендуем ознакомиться с .

Также необходима электрическая дрель со сверлами по металлу. Может понадобиться перфоратор с ударными сверлами, коронками по бетону. Иногда перфоратор комплектуется переходником с простыми, коническими сверлами, коронками по дереву. Также пригодится шуруповерт с головками под переходник-гайковерт, головкой под гайки.

Для сборки каркаса генератора потребуются материалы. Их выбирают по своему усмотрению. Это может быть трубный прокат разного диаметра, металлическая арматура, профиль и т.п.

Во время сборки конструкции генератора у мастера под рукой должны находиться отвертки разного диаметра, плоскозубцы, молоток, гаечные ключи и прочее

Для соединения запасаются крепежами – гайками, шайбами, саморезами, болтами. Это универсальный набор инвентаря, собрав который, можно приступать к изготовлению генераторной установки своими руками.

Этап 3 – подготовительные работы

После подготовки инструментов и материалов приступают к подготовительным работам. Они необходимы перед сборкой генератора потому, что включают первоначальный расчет мощности устройства.

Рассчитывают мощность, подключая двигатель в сеть. Количество выдаваемых вращений определят мощность мотора. Иногда для измерений используют тахометр, а к полученным данным прибавляют 10% для компенсации нагрузки (предотвращение перегрева мотора при использовании).

После того, как мощность точно подсчитана, подбирают конденсатор соответственно ранее полученным данным мощности двигателя.

После проведенного подсчета мощности необходимо выбрать конденсатор. Устройство предотвращает перегрева мотора во время работы генератора

В завершение подготовительных работ продумывают заземление будущего генератора. Этот процесс помогает избежать травматических ситуаций, продлить эксплуатационные сроки генератора.

Этап 4 – изучение схемы звезда и треугольник

Чтобы собрать генератор в 220, требуется схемы-аналоги производственной модели – звезда или треугольник.

В сложных устройствах иногда используют комбинированную схему звезда-треугольник. В соединение типа звезда концы крепятся в единой точке. Графический вид представляет собой расхождение фаз из центра в разные стороны, как-будто лучи образуют звезду. По схеме типа треугольник концы одной обмотки крепятся с началом последующей

По схеме звезды электросоединение выполняют для каждого из концов обмоток одной точки,  для треугольника – соединение последовательного типа.

Этап 5 – непосредственно сборка

Рассмотрим несколько вариантов сборки электрогенератора.

Сборка асинхронного генератора

Изготовление асинхронного генератора не требует переточки ротора под неодимовые магниты, поэтому схему устройства называют переделкой готового асинхронного мотора. В таком варианте нет необходимости в питании роторной обмотки, она снимается с двигателя, а ось ротора протачивается для плоских магнитов.

По схеме сборки асинхронного генератора мощность устройства достигает от 2 до 5 киловатт при емкости конденсаторов от 28 до 138 микрофарад. Для того, чтобы напряжение было статичным, необходима емкость, в зависимости от планируемой нагрузки на генератор.

Сборка агрегата происходит в три этапа. Первый предполагает собрать одну несущую конструкцию, установив в нее двигатель с приводом передаточного типа.

Соединение выполняется так: конец 1-ой обмотки соединяется с концами начала 2-ой обмотки. Далее конец 2-ой обмотки крепят к началу 3-ей обмотки. Конец  3-ей обмотки соединяется с началом 1-ой обмотки

На втором этапе подключают переменные и неполярные конденсаторы к обмоткам. Последние включаются по схеме звезда, когда часть концов соединяют к центру корпуса, а остальные выводятся отдельно.

В заключении к вершинам конденсатора присоединяют свободные обмоточные концы согласно схемы треугольник.

Подключаем переменные и неполярные конденсаторы к обмоткам, часть концов у которых соединяем к центру корпуса, другие выводим отдельно

Перед первым запуском новое устройство тестируется, например, обычной лампочкой накаливания в два-три десятка ватт. Это необходимо для проверки генератора на способность обеспечивать бесперебойной выдачей напряжения, 3000 оборотов в одну минуту.

Собираем генератор на дровах

Сборку дровяного генератора рассмотрим на примере буржуйки. Порядок сборки такой: в начале радиатор размещается на стенках буржуйки так, чтобы шипы смотрели внутрь. Далее, в зависимости от размеров радиатора, устанавливаются элементы Пельтье, к одному из которых в последующем крепят еще один радиатор.

Такую установку лучше расположить в тени, возле неутепленной стены небольшой толщины, что обеспечит максимальное охлаждение.

Для запуска генератора на дровах поджигают поленья. Разгораясь они нагревают стенки печки, которые заставляют элемент Пельтье выдавать максимальную мощность. Охлаждается генератор холодным уличным воздухом.

У нас на сайте есть подробная инструкция по своими руками.

Нюансы сборки коллекторного генератора

Коллекторный генератор собирают по следующей схеме: сначала размещают мотор коллекторного типа на несущую раму, иную конструкцию.

Потом присоединяют к выводам мотора сглаживающий конденсатор, плату DC-инверторного преобразователя. Конденсатор должен быть постоянного тока.

Необходимо прикрутить патрон к оси двигателя, при этом мотор закрепить так, чтобы патрон был плотно прижат к устройству. Далее минусовой провод мотора присоединяется к минусу от аккумулятора, а плюсовой к анодам диодов, катоды диодов к плюсам аккумуляторов

Следующим шагом, если нет USB-порта, будет его подсоединение к выходу от DC-платы. К такому генератору можно подключать мобильные устройства.

Располагается конструкция генератора на велосипедной раме или ветряке.

Устанавливаем генератор на велосипеде или ветряке из вентиляторных запчастей. Для удобства использования можно прикрепить флюгер-хвостовик

Вместо коллекторного можно поставить шаговый мотор с более высоким КПД и сроком службы от 10 лет. Предпочтительно выбирать модели с напряжением в 12 В и током от 1,8 до 4,2 ампера. В таких моторах обмоток от 2 до 4, их подключают последовательно для напряжения в 24, 36, 48 В. Если мотор подключают параллельное, то на выходе получается ампераж в большом значении. В связи с этим до нужного напряжения генератор будет разгоняться сложнее.

Помимо этих вариантов у нас на сайте есть подробные инструкции по сборке и генератора.

Рекомендации по безопасной эксплуатации

Для генераторов, которые будут использоваться в уличной среде, например, ветряная электростанция, велогенератор, следует создать защиту от осадков, пыли, грязи. Устройство размещают в специальном отдельном корпусе.

Если генератор будет работать на улице в многочасовом режиме, испытывая каждодневные нагрузки, ему необходима регулярная смазка подшипников. Манипуляции проводят один-два раза в пол года.

Не допустимо короткое замыкание: проводов двигателя, вспомогательной радиоэлектроники, полупроводников. Это может привести к тому, что сгорят замкнутые обмотки.

Если случилось короткое замыкание, ремонт двигателя может осложняться сложностью доступа к внутренним деталям генератора

Ремонт двигателя может осложняться трудностью доступа к внутренним узлам из-за силы ротора, тормозящей вращение пропорционально нагрузке. Для предотвращения таких ситуаций следует постоянно контролировать  температуру двигателя, не давая ему перегреваться.

Также следует постараться не использовать устройство продолжительное время: чем дольше генератор в работе, тем его мощность меньше. Значение оптимальной температуры двигателя от 40 до 45 градусов.

Для самодельного генератора без автоматических приборов управления требуется постоянный пользовательский контроль, в том числе для снятия данных.

Если сборка и использование самодельного электрогенератора вам кажется сложным, рекомендуем присмотреться к покупным аналогам – в следующей статье приведен газовых генераторов электроэнергии.

Выводы и полезное видео по теме

Тем не менее, генератор, изготовленный в домашних условиях – это резервный источник электропитания с хорошей производительностью, моторесурсом и экономической выгодой. Даже маломощные генераторы обеспечивают приборы и оборудование работоспособностью, поддерживают на должном уровне комфорт в частном доме, квартире в черте города или за его пределами. Для того, чтобы сделать самодельный генератор,  потребуется всего лишь определиться с его конструкцией, видом устройства и подобрать необходимые детали.

А может быть у вас есть свои способы изготовления генератора своими руками или даже хитрости? Поделитесь, пожалуйста, секретами. Это можно сделать в комментариях к данной статье, в блоке, расположенном ниже.

Видео об изготовлении ручного электрогенератора:

Собираем ветрогенератор своими руками:

Генератор, изготовленный в домашних условиях – это резервный источник электропитания с хорошей производительностью, моторесурсом. Даже маломощные генераторы обеспечивают приборы и оборудование работоспособностью, поддерживают на должном уровне комфорт в частном доме, квартире в черте города или за его пределами. Для того, чтобы собрать самодельный генератор, потребуется определиться с его конструкцией, видом и подобрать необходимые детали.

У вас есть опыт изготовления генератора своими руками? Поделитесь своими рекомендациями с другими посетителями нашего сайта. Это можно сделать в комментариях к данной статье – блок расположен ниже. Также здесь вы можете добавить уникальные фото самодельного электрогенератора.

Как сделать электрогенератор своими руками, разбираем подробно

Постоянное и бесперебойное обеспечение электричества в доме – залог приятного и комфортного времяпровождения в любую пору года. Чтобы организовать автономное питание загородного участка, нам придется прибегнуть к мобильным установкам – электрогенераторам, которые в последние годы особенно популярны ввиду большого ассортимента самых разных мощностей.

Сфера применения

Многие интересуются, как сделать электрогенератор для дачного участка? Об этом мы и расскажем ниже. Применим в большинстве случаев асинхронный генератор переменного тока, который будет производить энергию для работы электроприборов. В асинхронном генераторе скорость вращения роторов, чем в синхронном и КПД будет выше.

Впрочем, силовые установки нашли свое применение в более широком кругу, как отличное средство для добычи энергии, а именно:

  • Их применяют на ветровых электростанциях.
  • Используются как сварочные агрегаты.
  • Обеспечивают автономную поддержку электричества в доме наравне с миниатюрной ГЭС.

Включается агрегат с помощью входящего напряжения. Зачастую для запуска устройство подключают к питанию, но это не совсем логическое и рациональное решение для мини-станции, которая сама должна вырабатывать электричество, а не потреблять его для запуска. Поэтому в последние годы активно производятся генераторы с самовозбуждением или последовательным переключением конденсаторов.

Как работает электрогенератор

Асинхронный генератор электроэнергии производит ресурс, если скорость вращения мотора быстрее синхронного. Самый обычный генератор работает на параметрах от 1500 оборотов.

Он производит энергию, если ротор при старте быстрее работает, нежели синхронная скорость. Разница между этими показателями называется скольжение и высчитывается в процентном соотношении относительно синхронной скорости. Однако, скорость статора еще выше, чем частота вращения ротора. За счет этого образуется поток заряженных частиц, меняющих полярности.

Смотрим видео, принцип работы:

При возбуждении подключенное устройство электрогенератора берет контроль над синхронной скоростью, самостоятельно управляя скольжением. Выходящая из статора энергия проходит по ротору, однако, активное питание уже переместилось в катушки статора.

 Основной принцип работы электрогенератора сводится к преобразованию механической энергии в электрическую. Чтобы запустить ротор для выработки энергии, необходим сильный крутящий момент. Самым адекватным вариантом, по словам электриков, является «вечный ход вхолостую», который поддерживает одну скорость вращения в течение времени работы генератора.

Почему используется асинхронный генератор

В отличие от синхронного генератора, асинхронный имеет огромное количество достоинств и преимуществ. Основным фактором выбора асинхронного варианта стал низкий клирфактор. Высокий показатель клирфактора характеризует количественное наличие высших гармоник в выходном напряжении. Они вызывают бесполезный нагрев мотора и неравномерность вращения. Синхронные генераторы имеют величину клирфактора на уровне 5-15%, в асинхронных он не превышает 2%. Их этого следует, что асинхронный генератор энергии вырабатывает только полезную энергию.

Немного о асинхронном генераторе и его подключении:

Не менее весомым преимуществом данного вида электрогенератора является полное отсутствие вращающихся обмоток и электронных деталей, чувствительных к повреждениям и внешним факторам. Следовательно, данный вид аппаратов не подвержен активному износу и прослужит дольше.

Как сделать генератор своими руками

Устройство асинхронный генератор переменного тока

Приобретение асинхронного электрогенератора – достаточно недешёвое удовольствие для среднестатистического жителя нашей страны. Поэтому многие умельцы прибегают к решению вопроса о самостоятельной сборке аппарата. Принцип работы, как и конструкции – достаточно прост. При наличии всех инструментов сборка не займет более 1-2 часов.

Согласно вышеопределенному принципу действия электрогенератора, следует настроить все оборудование так, чтобы вращения были быстрее, нежели обороты двигателя. Чтобы это сделать, следует подключить двигатель в сеть и завести его. Для вычисления количества оборотов в минуту используйте тахометр или тахогенератор.

Определив значение скорости вращения двигателя, прибавьте к нему 10%. Если скорость вращения 1500 оборотов в минуту, тогда генератор должен работать на 1650 оборотах.

Теперь нужно переделать асинхронный генератор «под себя», используя конденсаторы необходимых емкостей. Для определения типа и емкости используйте следующую табличку:

Таблица емкости ДЛ

Надеемся, как собрать электрогенератор своими руками уже понятно, но обратите внимание: емкость конденсаторов не должна быть очень завышенной, в противном случае генератор, работающий на дизельном топливе, будет сильно греться.

Установите конденсаторы согласно расчету. Установка требует достаточного количества внимания. Убедитесь в хорошей изоляции, при необходимости используйте специальные покрытия.

На базе двигателя процесс сборки генератора завершен. Теперь его уже можно использовать как необходимый источник энергии. Помните, что в случае, когда устройство имеет короткозамкнутый ротор и производит достаточно серьезное напряжение, которое превышает 220 вольт, необходимо установить понижающий трансформатор, который стабилизирует напряжение на требуемом уровне. Помните, чтобы все приборы в доме работали, должен быть строгий контроль самодельного электрогенератора на 220 вольт по напряжению.

Смотрим видео, этапы работ:

Для генератора, который будет работать на малых мощностях, в целях экономии можно использовать асинхронные двигатели с одной фазой от старых или ненужных бытовых электроприборов, например, стиральных машин, насосов для дренажа, газонокосилок, бензопил и т.д. Моторы от таких бытовых приборов следует подключать параллельно обмотке. Как вариант, можно использовать конденсаторы, сдвигающие фазы. Они достаточно редко разнятся по необходимой мощности, так что потребуется ее увеличение до требуемых показателей.

Подобные генераторы очень хорошо показывают себя при необходимости питания лампочек, модемов и прочих мелких приборов со стабильным активным напряжением. При определенных знаниях можно подключить электрогенератор к электропечке или обогревателю.

Готовый к эксплуатации генератор следует установить так, чтобы на него не влияли осадки и окружающая среда. Позаботьтесь о дополнительном кожухе, который защитит установку от неблагоприятных условий.

Советы по эксплуатации

Практически каждый асинхронный генератор, будь это бесщеточный, электрический, бензиновый или дизельный генератор, он считается прибором с достаточно высоким уровнем опасности. Обращайтесь с таким оборудованием очень аккуратно и держите всегда защищённым от внешнего погодного и механического воздействия или изготовьте для него кожух.

Смотрим видео, дельные советы специалиста:

Любой автономный агрегат следует оснащать специальными измерительными приборами, которые будут фиксировать и отображать данные об эффективности работы. Для этого можно использовать тахометр, вольтметр и частотомер.

  • Оборудуйте генератор кнопкой включения и выключения по возможности. Для запуска можно использовать ручной старт.
  • Некоторые электрогенераторы требуется заземлять перед использованием, внимательно оцените территорию и выберите место для установки.
  • При преобразовании механической энергии в электроэнергию, иногда коэффициент полезного действия может падать до 30%.
  • Если не уверены в силах или боитесь сделать что-либо не так, советуем приобрести генератор в соответствующем магазине. Порой риски могут обернуться крайне плачевно…
  • Следите за температурой асинхронного генератора и его тепловым режимом.

Итоги

Несмотря на свою простоту реализации, самодельные электрогенераторы – это очень кропотливая работа, требующая полной сосредоточенности на конструкции и правильному подключению. Целесообразна сборка с финансовой точки зрения только, если у вас уже имеется работоспособный и ненужный двигатель. В ином случае вы отдадите за основной элемент установки больше половины ее стоимости, и общие траты могут существенно превысить рыночную стоимость генератора.

Теперь вы знаете, как сделать электрогенератор и если твердо решили создать его, надеемся, вы получили ответы на все интересующие вопросы перед началом сборки и теперь с полным багажом знаний можете приступать к работе.

В заключение хотелось предложить вам сборку замечательного изобретения одного студента-инженера. Это слабенький, генератор, который может вас спасти в трудную минуту без траты денежных средств даже на топливо.

Как сделать генератор переменного тока 220в своими руками в домашних условиях

Генератор является устройством, который производит продукты, вырабатывающие электрическую энергию либо преобразующую ее в другую. Что собой представляет устройство, как сделать генератор, каков принцип его работы, в чем отличие от синхронного генератора? Об этом расскажем далее.

Устройство и принцип работы

Генератором называется электромашина, которая занимается преобразованием механической энергии в токовую электроэнергию. В большинстве случаев используется для этого вращательный тип магнитного поля. Состоит аппарат из реле, вращающегося индуктора, контактных колец, терминала, скользящей щетки, диодного моста, диодов, токосъемного кольца, статора, ротора, подшипников, роторного вала, шкива, крыльчатки и передней крышки. Нередко в конструкцию входит виток с электромагнитом, который осуществляет выработку энергии.

Генератор своими руками

Важно отметить, что генератор бывает переменного и постоянного тока. В первом случае не образовываются вихревые токи, работать аппарат может при экстремальных условиях и обладает пониженным весом. Во втором случае генератор не нуждается в повышенном внимании и имеет большее количество ресурсов.

Бывает генератор переменного тока синхронным и асинхронным. Первый это агрегат, который работает как генератор, где количество совершаемых вращений статора равно ротору. Ротор формирует магнитное поле и создает в статоре ЭДС.

Обратите внимание! В результате создается постоянный электрический магнит. Из преимуществ отмечают высокую стабильность создаваемого напряжения, из недостатков — токовую перегрузку, поскольку при завышенной нагрузке, регулятор повышает ток в роторной обмотке.

Устройство синхронного аппарата

Асинхронный аппарат состоит из короткозамкнутого ротора и точно такого же статора, как и предыдущей модели. В момент вращения ротора асинхронный генератор индуцирует электроток и магнитное поле создает синусоидальное напряжения. Поскольку он не имеет связи с ротором, то возможности в том, чтобы искусственно регулировать напряжение и ток, нет. Эти параметры изменяются под электрической нагрузкой на стартерной обмотки.

Устройство асинхронного аппарата

Принцип действия

Любой генератор действует по электромагнитному индуктивному закону, благодаря наводке электротока в замкнутой рамке пересечением вращающегося магнитного поля, создаваемое с помощью постоянных магнитов или обмоток. Электродвижущая сила попадает в замкнутый контур из коллектора и щеточного узла вместе с магнитным потоком, вращается ротор и вырабатывает напряжение. Благодаря подпружиненным щеткам, которые прижимаются к пластинчатым коллекторам, передается электроток к выходным клеммам. Далее он идет в сеть пользователя и распространяется по электрооборудованию.

Принцип работы

Отличие от синхронного генератора

Синхронный бензиновый генератор не перегружается из-за переходных режимов, которые связаны с пуском под нагрузкой из потребителей подобной мощности. Он является источником реактивной мощности, в то время как асинхронный ее потребляет. Первый не боится перегрузок при поставленном режиме благодаря системе авторегулирования через связь, которая обратна току с напряжением в проводе. Второй имеет нерегулируемую искусственно силу сцепления электромагнитного роторного поля.

Обратите внимание! Важно понимать, что асинхронная разновидность более популярна благодаря простой конструкции, неприхотливости, отсутствию надобности в техническом квалифицированном обслуживании и сравнительной дешевизне. Он ставится тогда, когда: нет высоких требований к частоте с напряжением; предполагается работать агрегату в запыленном месте; нет возможности переплачивать за другую разновидность.

Синхронная разновидность

Область применения

Генератор переменного тока — многофункциональный аппарат, благодаря которому энергию можно передавать на большие расстояния и при этом быстро ее перераспределять. Кроме того, она превращается в световую, тепловую, механическую и другую энергию по инструкции. Прост в изготовлении. Поэтому область их применения обширна. Сегодня используются такие устройства везде: как в промышленности, так и в условиях быта. Ими оснащается мощный мотор.

К примеру, электро и ветрогенератор будет полезен в то время, когда будет отключена сеть вольт, произойдет авария на электростанции, нужна будет дополнительная энергия в двигателе.

Бензиновый и магнитный генератор, благодаря небольшому весу и компактности, можно транспортировать и использовать в сельском хозяйстве, на даче, в лесу. Он послужит оборудованием быстрого реагирования и поможет создать аварийное освещение.

Область применения

Классификация прибора

Классификация прибора обширная. Сегодня он бывает асинхронным и синхронным, с неподвижным ротором или статором, однофазным, двухфазным и трехфазным, с независимым или самостоятельным возбуждением, с обмотками возбуждения или возбуждением от постоянно действующего магнита.

Обратите внимание! Стоит отметить, что на данный момент пользуются большей популярностью трехфазные модели благодаря вращающемуся круговому магнитному полю, уравновешенности системы, работы в нескольких режимах и высоких уровнях коэффициента полезного действия.

Классификация оборудования

Схема сборки устройства

Собрать электро генераторы на 220 своими руками можно по аналогии с производственной моделью. Для этого могут понадобиться видеоуроки или учебные пособия. Затем нужно правильно подключать все приборы одной системы. Сделать это можно по схеме звезда или треугольник.

В первом случае электросоединение происходит для всех концов обмоток одной точки, а во втором случае предусматривается последовательный тип обмоточных генераторных соединений. Важно отметить, что эти схемы можно использовать лишь в том случае, если нагрузка фаз равномерная. Тогда тема, как сделать генератор в домашних условиях, будет актуальной.

Схема подключения звезда

В целом, генератором называется устройство, превращающее механическую энергию в электрическую при помощи проволочной разновидности катушки магнитного поля. По количеству фаз агрегаты бывают с одной, двумя и тремя фазами.

Схема подключения треугольник

Сделать его сегодня можно своими руками, используя специальную схему, указанную выше.

Какой самый простой генератор лицензионных ключей я могу разработать сам за 1 день?



Это просто для того, чтобы честный клиент был честным.

security licensing license-key
Поделиться Источник Teo Choong Ping     12 ноября 2009 в 06:05

7 ответов


  • Какой самый простой алгоритм найти день недели нулевого дня данного года?

    Я пытаюсь выяснить, какой день недели нулевого дня (1 января) данного года. До сих пор я смотрел на страницу Википедии вычисление дня недели , но мне было интересно, есть ли самый простой алгоритм, если вы просто пытаетесь найти нулевой день.

  • Как это сделать или где получить хороший генератор лицензионных ключей

    У нас есть программное обеспечение, которое использует старый dll для генерации лицензионного ключа. Однако человек, который использовал его, ушел некоторое время назад, и мы не уверены, что этот dll даже отдаленно безопасен или даже имеет ли он право использовать его. Другими словами, мы хотели...



10

Существуют ли какие-либо ограничения операционной системы? Я думаю, что следующий подход будет довольно простым:

  1. Выберите способ получения идентификатора машины. Например, это может быть запись реестра MachineGuid в HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Cryptography . (, генерирующая уникальный идентификатор машины )

  2. Определите функции, которые вы планируете лицензировать, и способ их идентификации. Вы можете просто назвать их. Если ваш продукт прост, это может быть сама функция.

  3. Создайте пару открытых и закрытых ключей.

  4. Каким-то образом получить идентификатор машины клиента. Вы можете попросить его отправить его вручную, или вы можете создать простую утилиту, или это может быть специальная команда в вашем приложении.

  5. Каким-то образом объедините идентификатор функции и идентификатор машины и подпишите результат своим закрытым ключом. Например, вы можете создать эту комбинацию путем объединения. В этом случае строка результата может выглядеть следующим образом: "YourApplicationName-12345678-9abc-def0-1234-56789abcdef0"

  6. Подпись будет представлять собой последовательность байтов, поэтому, если вы хотите передать ее в текстовой форме, вам следует выполнить некоторое преобразование в нее. Например, вы можете преобразовать подпись в строку Base64. Комбинация идентификатора функции, идентификатора машины и подписи их комбинации будет лицензионным ключом!

  7. Включите открытый ключ в дистрибутив приложения и добавьте логику проверки лицензии. Если лицензия действительна, вы должны проверить, что она используется на правильной машине и в правильном приложении.

Подробнее об операциях с открытым/закрытым ключом здесь .

Пожалуйста, скажите, если что-то неясно, и я постараюсь дать подробный ответ.

EDIT: Я уверен, что реализация всего этого может быть выполнена за 1 день, но я согласен с другими, кто предлагает вам использовать существующие решения. Существует множество различных платформ и языков программирования.

Поделиться okutane     12 ноября 2009 в 06:37



5

Почему бы тебе просто не взять его у кого-нибудь другого. Если вы готовы потратить только один день, вы не получите хороший продукт.

Поделиться Jim Deville     12 ноября 2009 в 06:07



2

Лицензионный ключ не помешает клиенту установить ваше программное обеспечение несколько раз, если только ключ не привязан к hash имени сервера и т. Д.

Поделиться Daniel     12 ноября 2009 в 06:08



2

Поместите возможности продукта (количество пользователей, хост IP, дата истечения срока действия, что угодно) в обычный текстовый файл. Подпишите файл открытым ключом, а затем проверьте подпись во время выполнения.

Если у них есть мотивация, они могут декомпилировать код, выдернуть чеки или что-то еще, но это предотвратит подделку, и все будет выглядеть красиво и официально.

Поделиться Will Hartung     12 ноября 2009 в 06:14




2

Вы никак не сможете сделать хорошую работу за один день, и, скорее всего, общий эффект будет отрицательным. Это будет раздражать ваших лояльных и честных клиентов и не остановит нечестных.

Вместо этого потратьте этот день на то, чтобы придумать способ каким-то образом измерить, сколько пиратства получает ваш продукт. Как только вы это узнаете, вы сможете оценить, сколько денег вы теряете и сколько усилий вам действительно следует приложить для защиты или других подходов.

Если вы все еще хотите это сделать, самый простой способ - собрать некоторые данные, уникальные для установки (имя пользователя OS, адрес email, серийный номер CPU/материнской платы-все, что вы хотите привязать к нему), попросите пользователя отправить их вам и сгенерировать лицензионный ключ, зашифровав его своим закрытым ключом. Ваше программное обеспечение должно собирать одни и те же фрагменты данных, расшифровывать лицензию с помощью открытого ключа и сравнивать два больших двоичных объекта.

Поделиться Franci Penov     12 ноября 2009 в 06:28



1

Если вам нужен только псевдокод (какой язык / платформа ?) Вы можете взять адрес компьютера MAC (который должен быть уникальным) и создать функцию, которая объединит его с некоторыми другими параметрами компьютера - и убедитесь, что вы проверяете его каждый раз, когда приложения запускаются против вашего собственного DB, сохраняя email пользователя в этой строке.

если что - то изменится - программное обеспечение не будет работать, но пользователь может запросить новый ключ - с той же почтой-тогда вы можете отозвать старый ключ и дать ему новый.

Поделиться Dani     12 ноября 2009 в 06:13



1

Самый простой генератор лицензий: Файл ini с контрольной суммой, которая содержит имя клиента и информацию о том, какие модули включены. Хакеру будет довольно легко взломать его, но для не-хакера это безопасно. Имя должно быть видно в выходных данных приложения, которые отображаются публично, чтобы другие потенциальные клиенты не могли использовать файл лицензии.

Поделиться Lars D     12 ноября 2009 в 06:26


Похожие вопросы:


Самый простой способ получить количество ключей с определенным значением

Учитывая объект javascript, каков самый простой способ получить количество ключей с определенным значением? Например, у меня есть следующий объект javascript (где ключ указывает идентификатор...


Какой самый простой способ уменьшить дату в Javascript на 1 день?

Мне нужно уменьшить дату Javascript на 1 день, чтобы она правильно откатывалась по месяцам/годам. То есть, если у меня есть дата 'Today', я хочу получить дату 'Yesterday'. Когда я это делаю, мне...


Генерация коротких лицензионных ключей с помощью OpenSSL

Я работаю над новой схемой лицензирования моего программного обеспечения, основанной на шифровании открытого / закрытого ключа OpenSSL. Мой прошлый подход, основанный на этой статье , состоял в том,...


Какой самый простой алгоритм найти день недели нулевого дня данного года?

Я пытаюсь выяснить, какой день недели нулевого дня (1 января) данного года. До сих пор я смотрел на страницу Википедии вычисление дня недели , но мне было интересно, есть ли самый простой алгоритм,...


Как это сделать или где получить хороший генератор лицензионных ключей

У нас есть программное обеспечение, которое использует старый dll для генерации лицензионного ключа. Однако человек, который использовал его, ушел некоторое время назад, и мы не уверены, что этот...


Какой самый простой способ получить текущий день недели в Android?

Какой самый простой способ получить текущий день недели в Android?


как я могу сделать простой генератор ключей wep в javascript?

я пытаюсь сделать генератор ключей wep, и я читал, как работают ключи wep, но я действительно даже не знаю, как начать его делать. может ли кто-нибудь привести мне пример или направить меня к...


C RSA генератор ключей

Я создаю программу на микроконтроллере (который не запускает никакой OS), и я не могу найти ни одной библиотеки в C, которая могла бы дать мне генератор ключей RSA (PKCS#1) (открытый и закрытый). Я...


Создание лицензионных ключей, содержащих данные

Я заинтересован в создании лицензионных ключей для своих приложений и уже думал о системе, как будет осуществляться активация, чтобы иметь минимальную безопасность копирования без необходимости...


Самый простой способ разработать сам шаблон генератора Yeoman

Образец положения У меня есть свой собственный генератор Yeoman , в котором есть папка с template полученного проекта. Генератор берет некоторую информацию от пользователя, интерполирует template с...

Ученый из НГУ создал асимптотически оптимальные тесты для генераторов случайных чисел

Вам может показаться, что случайные числа – это что-то далекое и неизвестное. Но на самом деле мы встречаем их каждый день. Самый простой пример генерирования случайных чисел в обыденной жизни – это подбрасывание монеты: «орел» – это ноль, «решка» – единица. Подобный эксперимент можно повторить несколько раз, чтобы получить последовательность из нулей и единиц.

Сейчас случайные числа используются в компьютерных играх, в системах защиты информации, в численных методах решения вычислительных задач. Важно отметить, что с системами защиты информации мы встречаемся практически каждый день, покупая через интернет билеты на самолет, заказывая домой пиццу и совершая массу других покупок и платежей через интернет. При проведении этих действий необходимо ввести номер банковской карты и важно, чтобы этот номер и вся информация на карте были зашифрованы, иначе нечестные люди могут получить доступ к чужим деньгам.

Для шифрования информации в системах защиты используют генераторы, которые основаны на различных физических эффектах. Например, широко используются квантовые генераторы для вычисления с высокой скоростью последовательностей случайных чисел. Как и любой прибор, генераторы, построенные на физических явлениях, необходимо периодически проверять с помощью специально разработанных статистических тестов. Генераторы случайных чисел и тесты для них играют важную роль в системах защиты информации, поэтому в России, США, Германии и многих других технологически развитых странах разработаны стандарты для генераторов и тестов, применение которых обязательно на территории этих стран. В силу большой важности генераторов и тестов для информационных технологий, их разработкой и исследованием    занимаются сотни исследователей во всем мире, которые публикуют многочисленные статьи и монографии. 

Профессор Факультета информационных технологий Борис Рябко описал тест для генератора случайных чисел и доказал, что он асимптотически оптимален. 

 – Асимптотически – значит, что объем выборки нулей и единиц увеличивается. Сейчас используются мегабайты и даже гигабайты случайных чисел, которые производятся в течение дня в системах защиты информации. Так что вполне разумно рассматривать асимптотическое поведение генератора, когда мы работаем с действительно большими последовательностями из нулей единиц, – поделился ученый и также отметил, что ранее подобные тесты не были известны. 

Принцип работы оптимального теста построен на результатах науки о «сжатии данных», внешне очень далекой от математической статистики. Методы «сжатия данных» развиваются в рамках теории информации и также находят самое широкое применение при пересылке информации, например, писем электронной почты, фильмов, просматриваемых в YouTube и т.д. При тестировании случайных чисел используются неискажающие методы сжатия данных, т.е. такие, когда закодированный («сжатый») файл может быть декодирован к исходному виду. 

Неформально, основная идея теста очень проста: если длинная последовательность из нулей и единиц может быть существенно сжата (скажем, на один-два байта), то она не случайна. Интересно, что такого рода внешне простые соображения стали основой глубокой математической теории, основанной в прошлом веке российским математиком А. Н. Колмогоровым для определения понятия «случайное».

Для меня теория информации и, в частности, сжатие данных, были математическими направлениями, в которых я получил первые результаты еще в аспирантском возрасте, поэтому для меня было совершенно естественно применять их в математической статистике, – рассказал Борис Рябко.

Простейший генератор текста на цепях Маркова

В прошлый раз мы разбирались с теорией про цепи Маркова. Вот основные тезисы:

  • Цепь Маркова — это последовательность событий, где каждое новое событие зависит только от предыдущего. Например, после одного слова может стоять другое слово. 
  • Существуют алгоритмы, которые способны генерировать текст на основании цепей Маркова. Они изучают, какие связи могут быть между словами, и потом проходят по этим связям и составляют новый текст. 
  • Для нашей работы алгоритму всегда нужен исходный текст (он же корпус) — глядя на этот текст, алгоритм поймёт, какие слова обычно идут друг за другом.
  • Чем больше размер исходного текста, тем больше связей между цепями и тем разнообразнее получается текст на выходе.

Сегодня попробуем это в деле и напишем самый простой генератор текста на цепях Маркова. Это будет похоже на работу нейросети, но на самом деле никаких «нейро» там нет — просто сети, которые сделаны на алгоритме цепей Маркова. А сеть — это просто таблица со связями между элементами. 

Короче: никакого искусственного интеллекта, просто озверевшие алгоритмы вслепую дёргают слова. 

Логика проекта

Код будем писать на Python, потому что от отлично подходит под задачи такого плана — обработка текста и построение моделей со сложными связями.

Логика будет такой:

  1. Берём файл с исходным текстом и разбиваем его на слова.
  2. Все слова, которые стоят рядом, соединяем в пары.
  3. Используя эти пары, составляем словарь цепочек, где указано первое слово и все, которые могут идти после него.
  4. Выбираем случайное слово для старта.
  5. Задаём длину текста на выходе и получаем результат.

Сделаем всё по шагам, как обычно.

Проверяем, что у нас есть Python

Python не так-то просто запустить, поэтому, если вы ещё ничего не делали на Python, прочитайте нашу статью в тему. Там всё описано по шагам. 

Разбиваем исходный текст

Для тренировки мы взяли восьмой том полного собрания сочинений Чехова — повести и рассказы. В нём примерно 150 тысяч слов, поэтому должно получиться разнообразно. Этот файл нужно сохранить как che.txt и положить в ту же папку, что и код программы.

👉 Чтобы быстро работать с большими массивами данных, будем использовать библиотеку numpy — она написана специально для биг-даты, работы с нейросетями и обработки больших матриц. Для установки можно использовать команду pip3 install numpy:

# подключаем библиотеку numpy
import numpy as np

# отправляем в переменную всё содержимое текстового файла
text = open('che.txt', encoding='utf8').read()

# разбиваем текст на отдельные слова (знаки препинания останутся рядом со своими словами)
corpus = text.split()

Генерируем пары

Для этого используем специальную команду-генератор: yield. В функциях она работает как return — возвращает какое-то значение, а нам она нужна из-за особенностей своей работы. Дело в том, что yield не хранит и не запоминает никакие значения — она просто генерирует что-то, тут же про это забывает и переходит к следующему. Именно так и работают цепи Маркова — они не запоминают все предыдущие состояния, а работают только с конкретными парами в данный момент.

👉 Мы разберём генераторы более подробно в отдельной статье, а пока просто используем их в нашем коде.

# делаем новую функцию-генератор, которая определит пары слов
def make_pairs(corpus):
    # перебираем все слова в корпусе, кроме последнего
    for i in range(len(corpus)-1):
        # генерируем новую пару и возвращаем её как результат работы функции
        yield (corpus[i], corpus[i+1])
        
# вызываем генератор и получаем все пары слов
pairs = make_pairs(corpus)

В результате мы получаем все пары слов, которые идут друг за другом — с повторениями и в том порядке, как они расположены в исходном тексте. Теперь можно составлять словарь для цепочек.

Составляем словарь

Пойдём по самому простому пути: не будем высчитывать вероятности продолжения для каждого слова, а просто укажем вторым элементом в паре все слова, которые могут быть продолжением. Например, у нас в переменной pairs  есть такие пары:

привет → это

привет → друг

привет → как

привет → друг

привет → друг

Видно, что «друг» встречается в 3 раза чаще остальных слов, поэтому вероятность его появления — ⅗. Но чтобы не считать вероятности, мы сделаем так:

  1. Составим пару привет → (это, друг, как, друг, друг).
  2. При выборе мы просто случайным образом выберем одно из значений для продолжения.

👉 Это, конечно, не так изящно, как в серьёзных алгоритмах с матрицами и вероятностями, зато работает точно так же и более просто в реализации.

Вот блок с этим кодом на Python:

# словарь, на старте пока пустой
word_dict = {}

# перебираем все слова попарно из нашего списка пар
for word_1, word_2 in pairs:
    # если первое слово уже есть в словаре
    if word_1 in word_dict.keys():
        # то добавляем второе слово как возможное продолжение первого
        word_dict[word_1].append(word_2)
    # если же первого слова у нас в словаре не было
    else:
        # создаём новую запись в словаре и указываем второе слово как продолжение первого
        word_dict[word_1] = [word_2]

Выбираем слово для старта

Чтобы было совсем непредсказуемо, начальное слово тоже будем выбирать случайным образом. Главное требование к начальному слову — первая заглавная буква. Выполним это условие так:

  1. Случайно выберем первое слово.
  2. Проверим, есть ли в нём большие буквы. Для простоты допустим, что если есть, то они стоят в начале и нам подходят.
  3. Если есть — отлично, если нет — выбираем слово заново и повторяем все шаги.
  4. Делаем так до тех пор, пока не найдём подходящее слово.
# случайно выбираем первое слово для старта
first_word = np.random.choice(corpus)

# если в нашем первом слове нет больших букв 
while first_word.islower():
    # то выбираем новое слово случайным образом
    # и так до тех пор, пока не найдём слово с большой буквой
    first_word = np.random.choice(corpus)

Запускаем алгоритм

У нас почти всё готово для запуска. Единственное, что нам осталось сделать — установить количество слов в готовом тексте. После этого наш алгоритм возьмёт первое слово, добавит в цепочку, потом выберет для этого слова случайное продолжение, потом выберет случайное продолжение уже для второго слова и так далее. Так он будет делать, пока не наберёт нужное количество слов, после чего остановится.

# делаем наше первое слово первым звеном
chain = [first_word]

# сколько слов будет в готовом тексте
n_words = 100

# делаем цикл с нашим количеством слов
for i in range(n_words):
    # на каждом шаге добавляем следующее слово из словаря, выбирая его случайным образом из доступных вариантов
    chain.append(np.random.choice(word_dict[chain[-1]]))

# выводим результат
print(' '.join(chain))

Результат

После обработки Чехова наш алгоритм выдал такое:

В октябре 1894 г. Текст статьи, написанные за вечерним чаем сидела за ивы. Они понятия о равнодушии к себе в целом — бич божий! Егор Семеныч и боялась. В повести пассивности, пессимизма, равнодушия («формализма») писали это она отвечала она не застав его лоб. Он пишет, что сам Песоцкий впервые явилась мысль о ненормальностях брака. Поймите мои руки; он, — а женщин небось поставил крест на о. Сахалине (см.: М. — Нет, вы тоже, согласитесь, сытость есть две ночи и белые, пухлые руки и мог не содержащем единой и не заслуживает «ни закрепления, ни мне не знаю, для меня с 50 рисунками

Здесь нет смысла, хотя все слова связаны друг с другом. Чтобы результат был более читабельным, нам нужно увеличить количество слов в парах и оптимизировать алгоритм. Это сделаем в другой раз, на сегодня пока всё.

Неправильно ты, Дядя Фёдор, на Питоне кодишь

Опытные питонисты абсолютно справедливо сделают нам замечание: нужно не писать новый алгоритм для обработки цепей Маркова, а использовать какую-нибудь готовую библиотеку типа Markovify. 

Всецело поддерживаем. В рабочих проектах, где вам нужно будет быстро получить правильный и предсказуемый результат, нужно не изобретать алгоритмы с нуля, а использовать опыт предыдущих поколений. 

Но нам было интересно сделать собственный алгоритм. А когда человеку интересно, ничто не должно стоять на его пути. 

Но в другой раз сделаем на библиотеке, окей.

# подключаем библиотеку numpy
import numpy as np

# отправляем в переменную всё содержимое текстового файла
text = open('che.txt', encoding='utf8').read()

# разбиваем текст на отдельные слова (знаки препинания останутся рядом со своими словами)
corpus = text.split()

# делаем новую функцию-генератор, которая определит пары слов
def make_pairs(corpus):
    # перебираем все слова в корпусе, кроме последнего
    for i in range(len(corpus)-1):
        # генерируем новую пару и возвращаем её как результат работы функции
        yield (corpus[i], corpus[i+1])
        
# вызываем генератор и получаем все пары слов
pairs = make_pairs(corpus)

# словарь, на старте пока пустой
word_dict = {}

# перебираем все слова попарно из нашего списка пар
for word_1, word_2 in pairs:
    # если первое слово уже есть в словаре
    if word_1 in word_dict.keys():
        # то добавляем второе слово как возможное продолжение первого
        word_dict[word_1].append(word_2)
    # если же первого слова у нас в словаре не было
    else:
        # создаём новую запись в словаре и указываем второе слово как продолжение первого
        word_dict[word_1] = [word_2]
 
# случайно выбираем первое слово для старта
first_word = np.random.choice(corpus)

# если в нашем первом слове нет больших букв 
while first_word.islower():
    # то выбираем новое слово случайным образом
    # и так до тех пор, пока не найдём слово с большой буквой
    first_word = np.random.choice(corpus)

# делаем наше первое слово первым звеном
chain = [first_word]

# сколько слов будет в готовом тексте
n_words = 100

# делаем цикл с нашим количеством слов
for i in range(n_words):
    # на каждом шаге добавляем следующее слово из словаря, выбирая его случайным образом из доступных вариантов
    chain.append(np.random.choice(word_dict[chain[-1]]))

# выводим результат
print(' '.join(chain))

Текст:

Михаил Полянин

Редактура:

Максим Ильяхов

Художник:

Даня Берковский

Корректор:

Ирина Михеева

Вёрстка:

Мария Дронова

Соцсети:

Олег Вешкурцев

Любишь Python? Зарабатывай на нём!

«Практикум» вернёт деньги, если после обучения вы пойдёте работать в Яндекс. Изучите самый модный язык программирования и станьте крутым бэкенд-разработчиком. Старт — бесплатно.

Попробовать

Центр творческой науки - доктор Джонатан П. Хэйр

Центр творческой науки - доктор Джонатан П. Хэйр ссылка на 6 самодельный электрогенератор страница
Очень простой генератор, описанный ниже, является примитивным, но показывает основные операции. Он был намеренно оставлен как можно более простым, чтобы иметь максимальные возможности для использования в творческих проектах и ​​изобретениях. Следовательно, он может лечь в основу более сложного устройства, как будет показано ниже.

Генератор состоит из катушки с проволокой (около 1000 витков), намотанной на последние 3 см или около того большого гвоздя. Когда вращающийся магнит помещается рядом с устройством, он индуцирует напряжение в катушке, которое затем может использоваться для зажигания лампы (или, еще лучше, светодиода, подробности см. На конце) - таким образом, можно просто продемонстрировать генерацию электричества.

Схема простого генератора

Шаг 1
Сделайте два картонных круга диаметром около 3 см (толщиной 1-2 мм).В середине кружков аккуратно проделайте дырочку. Найдите большой (10-15 см длиной, 6 мм шириной) чистый (неноржавый) гвоздь с большой шляпкой. Проденьте один из кружочков на гвоздь и продвиньте его прямо к голове.

Шаг 2
Закройте последние 3-4 см ногтя одинарным слоем изоляционной ленты (шляпку ногтя не закрывайте). Наденьте второй круг на гвоздь, но только до изоляционной ленты. Добавьте еще ленту на другую сторону круга, чтобы закрепить круг на месте.Теперь у вас должна быть готовая «катушка», на которую можно наматывать катушку.

Шаг 3
Возьмите немного тонкой изолированной медной проволоки (скажем, 25 м или около того 30SWG, примерно 0,3 мм в диаметре), оставьте около 20-30 см свободными и начните наматывать витки на изолированную часть гвоздя между двумя кругами. Сделайте 1000-1500 оборотов (точное количество не имеет большого значения и будет зависеть от того, насколько аккуратно вы сможете их надеть, прежде чем они выйдут за сдерживающие картонные круги).Оставьте на конце еще 20-30 см и перережьте проволоку. Заклейте всю сборку изолентой, чтобы проволока не развязывалась.

Шаг 4
Возьмите свободные концы проводов и соскребите изоляцию. Подключите их к лампочке или к светодиоду. Поднесите магнит ближе к головке гвоздя и, удерживая его на расстоянии примерно 5 мм от головки, быстро перемещайте магнит из стороны в сторону. Лампочка или светодиод загорится, показывая выработку электричества !!

КАК РАБОТАЕТ ГЕНЕРАТОР

Генератор работает за счет магнитного поля, индуцирующего напряжение в катушке с проволокой.Важно отметить, что напряжение увеличивается по мере увеличения количества витков провода на катушке, размера катушки и силы магнитного поля. Магнитное поле (или катушка) должно находиться в постоянном движении, чтобы производить / индуцировать электричество в катушке. Это можно сделать, перемещая магнит или перемещая катушку - эффект тот же. Катушка (или магнит) должна двигаться таким образом, чтобы катушка постоянно проходила через магнитное поле.
Железный гвоздь также важен в нашем простом генераторе, поскольку он имеет тенденцию концентрировать магнитное поле.Когда катушка наматывается на гвоздь, она имеет тенденцию втягивать больше магнитного потока в область катушки, что повышает общую эффективность устройства и увеличивает создаваемое напряжение.
Тип провода в катушке также важен. Например, толстый провод означает меньшие потери мощности, но недостаток в том, что катушка станет очень большой, когда потребуется большое количество витков. Поэтому в практическом генераторе необходимо найти компромисс между размером магнита, катушки и провода.

переменного или постоянного тока
Этот простой генератор называется генератором переменного тока. Это означает, что напряжение, появляющееся на двух проводах, меняется между + и -, и - и + каждый раз, когда магнит совершает полный оборот. В результате генератор может зажечь лампочку или светодиод, не беспокоясь о том, в какую сторону должны идти соединения (поскольку они все равно эффективно реверсируют все время). Однако этот простой генератор не подходит для работы радиоприемников, калькуляторов или других устройств, которым требуется постоянный ток (DC), который вырабатывается, например, от батареи.Вы можете повеселиться, подключив динамики к выходу генератора, так как вы можете услышать переменное электричество - но, пожалуйста, не используйте лучшие Hi-Fi динамики своих родителей! Попробуйте использовать наушники типа Walkman и т. Д.

ГЕНЕРАТОР ДОПОЛНИТЕЛЬНО

На фото ниже показан простой генератор с ручным коленчатым валом, который я построил, в котором использовались два из этих гвоздей-генераторов, соединенных вместе (чтобы дать вдвое большую мощность). Таким образом, одновременно используются как северная, так и южная сторона магнита. Необходимо правильно выполнить проводку между катушками, иначе напряжение исчезнет, ​​и вы не получите никакой энергии от генератора! Катушки подключаются одна за другой, а не одна через другую (т. Е.последовательная цепь, а не параллельная). Была использована простая деревянная зубчатая передача, чтобы вы могли с комфортом вырабатывать электричество, не поворачивая ручку слишком быстро.

Простой генератор с двумя гвоздями и рукояткой

Крупный план генератора

ВОЗМОЖНО САМЫЙ ПРОСТОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР В МИРЕ
Щелкните здесь, чтобы увидеть еще более простой генератор

КАКОЙ ТИП ЛАМПОЧКИ Я ДОЛЖЕН ИСПОЛЬЗОВАТЬ?
Может показаться здравым смыслом использовать лампочку с как можно более низким напряжением в этом типе генератора, но на самом деле лампа с более высоким напряжением часто работает лучше.Например, лампочка на 1,5 В (напряжение) часто требует 0,25 А (ампер - электрический ток), а лампочка на 6 В может потреблять всего 0,05 А. Этот простой генератор может подавать только относительно небольшой ток (скажем, 0,05-0,1 А), поэтому лампы с более высоким напряжением, как правило, работают лучше. Кстати, светодиод (светоизлучающий диод) очень хорошо работает в этой конструкции, потому что они потребляют очень небольшой ток (около 0,01 А). Светодиоды можно купить у Tandys или Maplins (подойдет практически любой) или выбросить из старого радио или игрушки, в которой они есть.

Щелкните здесь для получения информации о светодиодах

КАКОЙ ТИП МАГНИТА Я ДОЛЖЕН ИСПОЛЬЗОВАТЬ?
Как правило, чем сильнее магнит, тем лучше. Eclipse производят всевозможные магниты, и их можно купить в большинстве хозяйственных магазинов. В описанном выше генераторе «кривошипная рукоятка» использовался магнит E825 Eclipse. Стоит попробовать другие типы магнитов, но вам, возможно, придется разработать другие способы вращения магнитов, чтобы убедиться, что магнитное поле изменяется правильным образом по отношению к катушке.Хорошие генераторы можно сделать из кнопок, планок, часовых туфель и цилиндрических магнитов - это просто ваше воображение!

ПЕРЕЧЕНЬ ДЕТАЛЕЙ И ИНСТРУМЕНТЫ
Картон из крупяной коробки например
Железный гвоздь с головкой (диаметр 1/4 дюйма (6 мм), длина ~ 6 дюймов (15 см))
Катушка (прибл. 25 м) с эмалированной медной проволокой (30 SWG или диаметром ~ 0,3 мм)
E825 Магнит кнопки Eclipse
Лампа фонаря (6 В, 0,06 А) и патрон, а еще лучше - светодиод
Ручная дрель (стандартный тип ящика для инструментов)
Большинство этих деталей можно приобрести в магазине DIY или в электронных магазинах, таких как Tandy или Maplins.

Книг и статей:
Продвинутая физика, Том Дункан, 4-е изд., Джон Мюррей, ISBN 0 7195 5199 4
хороший раздел по генераторам и электричеству.

Идеи для дальнейшей работы:
1) попробуйте варьировать количество оборотов. Всегда ли верно, что напряжение растет с количеством витков для этого простого генератора? Что произойдет, если катушка станет настолько большой, что ее пятна перестанут быть очень близкими к гвоздю?

2) Вы можете найти лучшую оправку для утюга, чем гвоздь?

3) как насчет того, чтобы попробовать другие формы энергии для питания вращающегося магнита, например?энергия ветра, энергия волн (например, см. раздел, посвященный созданию собственной ветряной мельницы)

goto 'build your own windmill'

4) Можете ли вы встроить подвижный переключатель, чтобы напряжение было постоянным (DC) вместо переменного (AC) - это называется коммутатором

5) Можете ли вы использовать катушку для гвоздей (без магнита) в качестве "поисковая" катушка для обнаружения магнитных полей? Попробуйте поставить катушку с гвоздем рядом с динамиком, проигрывающим загруженную музыку, светодиод мигает вместе с музыкой?
ПРИМЕЧАНИЕ: никогда не приближайтесь к устройствам с питанием от сети с этим устройством

НЕ ИГРАЙТЕ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПИТАНИЕМ - ОНО УБИВАЕТ

Информация о сайте:
Подробная информация о магните, использованном в этом проекте:
www.magnets2buy.com/acatalog/Buttons.html

ВОЗМОЖНО САМЫЙ ПРОСТОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР В МИРЕ
Щелкните здесь, чтобы увидеть еще более простой генератор

ссылка на страницу 6 генов


ЦЕНТР ТВОРЧЕСКОЙ НАУКИ

Д-р Джонатан Хейр, Университет Сассекса
Брайтон, Восточный Суссекс. BN1 9QJ

домой | дневник | что на | Резюме CSC | последние новости


Центр творческой науки - доктор Джонатан П.Заяц

Центр творческой науки - доктор Джонатан П. Хейр ссылка на 6 самодельных электрогенераторов страница
(Примечание: эта статья была опубликована: The shake-a-gen J. P. Hare, издательство IOP, Journal of Physics Education,
, сентябрь 2002 г., стр. 436-439 воспроизведено здесь с разрешения IOP)

Примечание: для получения подробной информации о переговорах и семинарах по этой теме щелкните здесь:
доклады и семинары

Очень простой, но эффективный генератор, описанный ниже, является результатом (нестандартного мышления) ряда более сложных проектов, которые я исследовал для своих Товарищество НЕСТА.Он прекрасно демонстрирует основы производства электроэнергии.

Генератор состоит из катушки с проволокой (около 500-1000 витков), намотанной на внешнюю часть пластиковой банки из 35-мм пленки. Два конца катушки подключены к светодиоду. Затем в банку помещается магнит, и крышка закрывается на место. (Примечание: магниты должны быть очень сильными - типа редкоземельного неодима). Все, что вам нужно сделать, чтобы создать электричество и зажечь светодиод, - это встряхнуть пленку!

Рисунок, показывающий различные этапы генератора банок с пленкой.В центре изображен один из маленьких (но сильных) магнитов.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ГЕНЕРАТОРА
Хотя вы можете просто намотать катушку прямо на пластиковую банку с пленкой (см. Изображение первого прототипа), проще и аккуратнее сделать простой бобин, чтобы наматывать катушку. Вот как это сделать:

Шаг 1
Найдите 35-миллиметровую банку с пластиковой пленкой и снимите крышку. Вырежьте два картонных круга диаметром около 50 мм и вырежьте их центры (отверстие диаметром 33 мм), чтобы они плотно прилегали к канистре.Разместите два круга примерно на 1 см по обе стороны от центра банки. Намотайте несколько витков изоляционной ленты на банку с обеих сторон картона, чтобы удерживать их на месте.

Шаг 2
Используйте картонные кружки в качестве шпульки (или каркаса), на которую наматываете катушку. Намотайте от 500 до 1000 витков тонкой изолированной медной проволоки. Добавьте слой скотча, чтобы они не разматывались. Не забудьте оставить около 10 см проволоки на каждом конце.

Шаг 3
Соскребите часть изоляции (скажем, 5 мм или около того) с концов провода (наждачной бумагой) и подключите к светодиоду (неважно, в каком направлении).Если возможно, припаяйте соединения. Используйте скотч, чтобы прикрепить провод и светодиод к дну банки.

Шаг 4
Вставьте в банку небольшой (но мощный) магнит и снова закройте крышку. Удерживая баллон между большим и указательным пальцами за два конца (большим или указательным пальцем на крышке, чтобы она не соскальзывала!), Встряхните. Светодиод загорится !!

Крупным планом - shake-a-gen ("тысячелистник")

КАК РАБОТАЕТ ГЕНЕРАТОР

Генератор работает за счет магнитного поля, индуцирующего напряжение в катушке с проволокой.Важно отметить, что напряжение увеличивается по мере того, как количество витков провода на катушке становится больше, а размер катушки и сила магнитного поля увеличиваются. Магнитное поле (или катушка) должно находиться в постоянном движении, чтобы производить / индуцировать электричество в катушке. Это можно сделать, перемещая магнит или перемещая катушку - эффект тот же. Катушка (или магнит) должна двигаться таким образом, чтобы катушка постоянно проходила через магнитное поле.

Тип провода в катушке также важен. Например, толстый провод означает меньшие потери мощности, но недостаток в том, что катушка станет очень большой, когда потребуется большое количество витков. Поэтому в практическом генераторе необходимо найти компромисс между размером магнита, катушки и провода.

Пиковое напряжение, генерируемое этим маленьким устройством, определяется как:

В = A x M x N

Где A - площадь поперечного сечения банки (0.0008 m & sup2), M - это скорость изменения магнитного поля (примерно, нам нужно использовать очень сильные магниты с поверхностным полем, скажем, 1 тесла (см. Информацию о магните ниже), поэтому встряхивая его, скажем, 5 раз в секунду, мы получаем M = 5 Тесла / сек) и N количество витков.
Если мы хотим, чтобы светодиод светился ярко, нам нужно генерировать пиковое напряжение около 4 В;

Перенастройка формулы позволяет оценить количество витков:

N = V / (A x M) = 4 / (0,0008 x 5) = около 1000 витков - удачной обмотки!
(Примечание: эта упрощенная формула предполагает, что диаметр катушки немного больше диаметра магнита, так что изменяющийся магнитный поток, проходящий через катушку, максимально велик, см. Диаграмму ниже)

(Примечание: для хороший справочник с подробностями о физике см. Advanced Physics, Tom Duncan, 4th Edition.страница. 281. ISBN 0-7195-5199-4)


переменного или постоянного тока
Этот простой генератор называется генератором переменного тока. Это означает, что напряжение, появляющееся на двух проводах, меняется между + и -, и - и + каждый раз, когда магнит перемещается от одного конца банки к другому. В результате генератор может зажечь лампочку или светодиод, не беспокоясь о том, в какую сторону должны идти соединения (поскольку они все равно эффективно реверсируют все время). Однако этот простой генератор не подходит для работы радиоприемников, калькуляторов или других устройств, которым требуется постоянный ток (DC), который вырабатывается, например, от батареи.

Щелкните здесь, чтобы увидеть выпрямитель и запоминающее устройство - простую схему для создания постоянного напряжения из генератора и хранения энергии.
Вы можете повеселиться, подключив динамики к выходу генератора, так как вы можете услышать переменное электричество - но, пожалуйста, не используйте лучшие Hi-Fi динамики своих родителей! Попробуйте использовать наушники типа Walkman и т. Д.

КАКОЙ ТИП ЛАМПОЧКИ Я ДОЛЖЕН ИСПОЛЬЗОВАТЬ?
Практически любой светодиод (светоизлучающий диод) будет хорошо работать в этой конструкции, потому что они потребляют очень небольшой ток (около 0.01A). Светодиоды можно приобрести в любом магазине электронных компонентов (например, Maplins) или, возможно, выбросить из старого радио или игрушки, в которой они есть. Лампа низкого напряжения также может работать в этой конструкции (скажем, лампа 6 В при 0,01 А, но большинство ламп очень низкого напряжения (например, 1,25 В) не будут работать, однако, потому что они потребляют слишком большой ток).
Щелкните здесь, чтобы найти информацию о светодиодах

КАКОЙ ТИП МАГНИТА Я ДОЛЖЕН ИСПОЛЬЗОВАТЬ?
Как правило, чем сильнее магнит, тем лучше.Например, есть много поставщиков подходящих магнитов; Eclipse, Maplin и Axminster Tools и т. Д., А также их можно приобрести в большинстве хозяйственных магазинов. Пока магнит сильный и достаточно маленький, чтобы свободно перемещаться внутри банки (когда вы ее встряхиваете), он будет / должен работать. Удивительные магниты продают лучшие магниты, которые я использовал до сих пор, тип D250H идеально подходит для 35-мм пленки (они чрезвычайно сильны, имея поверхностную напряженность поля около тесла):

Веб-сайт Amazing Magnets

ПЕРЕЧЕНЬ ДЕТАЛЕЙ И ИНСТРУМЕНТЫ
Скотч и изоляционная лента
мелкая наждачная бумага
Картон
Катушка (требуется около 50 м изолированного провода) эмалированного медного провода (размер не критичен, но 30 SWG или около 0.Диаметр 3 мм подойдет)
Магнит: Удивительные магниты типа D250H идеально подходят для 35-миллиметровой пленки (или, если это не удается, попробуйте магниты, например, Axminster Tools: 128475, или Eclipse Magnets: E822, или Maplins: SF19V, см. Веб-сайты)
Любой светодиод (например, Maplins: WL84F и для двухцветного светодиода (см. Ниже) Maplins: QY83E),
(вы можете попробовать лампу фонарика, см. примечание выше (6 В, 0,06 А))
Большинство этих деталей можно приобрести в магазине DIY или в электронных магазинах, таких как Tandy или Maplins.

НАМОТКИ
Намотать 1000 витков провода на формирователь непросто. Хуже всего, когда у тебя 800 витков и провод от катушки начинает запутываться и образовывать птичье гнездо! Щелкните ниже, чтобы узнать, как сделать держатель для катушки с проволокой, чтобы этого не произошло:
ДЕРЖАТЕЛЬ ДЛЯ БУТЫВКИ С ПРОВОЛОКОЙ

Информация о сайте:
Подробнее о магнитах:

http: // www.mutr.co.uk

Веб-сайт Amazing Magnets

http://www.axminster.co.uk

http://www.maplin.co.uk

Первый прототип генератора. Просто намотайте катушку на банку!

ИДЕИ ДЛЯ ДАЛЬНЕЙШИХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
1) Попробуйте изменить количество оборотов. Всегда ли верно, что напряжение растет с количеством витков для этого простого генератора? Что произойдет, если катушка станет настолько большой, что большая ее часть окажется не очень близко к магниту?

2) Попробуйте использовать магниты разного размера, а также одновременно использовать более одного магнита (соединенного вместе).Получаете ли вы вдвое больше света с вдвое большим объемом магнитов?

3) Имеет ли значение, насколько компактно катушка намотана с внешней стороны банки?

4) Как насчет того, чтобы попробовать другие формы энергии для питания устройства, например. сила ветра или волн?

Пожалуйста, прочтите статью, которую мы с Эллен МакКалли написали об использовании сотрясения для выработки электроэнергии из океанских волн:
Начало изучения силы волн

5) Можете ли вы встроить подвижный переключатель, чтобы напряжение было постоянным (DC), а не переменным (AC) (это называется коммутатором)?

6) с удаленным магнитом можно ли использовать генератор в качестве «поисковой» катушки для обнаружения переменных магнитных полей? Попробуйте поставить рядом с динамиком, играющим загруженную музыку, светодиод мигает вместе с музыкой?

7) Существует тип светодиода, называемый двухцветным светодиодом (код Maplins: QY83E).Эти устройства фактически представляют собой два светодиода, содержащихся в одном корпусе; красный и зеленый светодиоды. Два светодиода подключены таким образом, что один будет гореть (например, красный) при одностороннем подключении, а другой (зеленый) будет гореть при обратном подключении (или изменении направления питания). Если вы подключите этот тип светодиода к генератору, это будет довольно хорошо, так как красный загорится, когда вы встряхнете магнит в одну сторону, а зеленый загорится, когда магнит упадет обратно. Если магнит небольшой, он может крутить и поворачиваться внутри банки, и поэтому свет интересным образом меняет цвет.Изменение цвета светодиода показывает, что этот простой генератор на самом деле является генератором переменного тока (см. Выше).

8) ХРАНЕНИЕ ЭНЕРГИИ ОТ ГЕНЕРАТОРА Выпрямитель и накопитель
- простая схема для создания постоянного напряжения от генератора и хранения энергии.

ПРИМЕЧАНИЕ: никогда не приближайтесь к устройствам с питанием от сети с этим устройством

НЕ ИГРАЙТЕ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПИТАНИЕМ - ОНО УБИВАЕТ

Благодарности
Я хотел бы поблагодарить NESTA за постоянную поддержку моего Сообщества, которое дает ценное пространство, время и ресурсы для реализации идей и, что наиболее важно, для придумывания новых.Я также хотел бы поблагодарить Криса из сотрудников университетской аптеки, которые копили для меня мешки излишков банок с пленкой! Наконец, я также хотел бы поблагодарить Энджи (забавный цыпленок) Берч из Rough Science Team за то, что она подарила мне партию этих «чертовски сильных» магнитов.

Обратите внимание, что эта статья была опубликована в Physics Education
. см. веб-страницу физического образования

ссылка на страницу 6 генов

(Пожалуйста, обратитесь к этой статье, если используете содержимое где-либо еще)


ЦЕНТР ТВОРЧЕСКОЙ НАУКИ

Д-р Джонатан Хейр, Университет Сассекса
Брайтон, Восточный Суссекс.BN1 9QJ

домой | дневник | что на | Резюме CSC | последние новости


build Ультра-простой электрический генератор, вращающиеся магниты DIY

Все металлы содержат подвижное вещество, называемое «электрическим зарядом». Даже незаряженные провода полностью заряжены! Ведь атомы металла составляют половину положительных протонов и половину отрицательных электронов. Металлы особенные, потому что их электроны не остаются связанными с атомами металлов, вместо этого они летают внутри металла и образуют нечто вроде электрического «жидкость» внутри проводов.Все провода наполнены электрической жидкостью. Современный ученые называют это «электронным морем» или «электронным газом». Жидкость заряд подвижен, и это позволяет металлам быть электрическими проводниками. В подвижный заряд-вещи не невидимый, он придает металлам серебристый блеск. Электронный газ подобна серебристой жидкости. Вроде, как бы, что-то вроде.

Когда круг из проволоки окружает магнитное поле, и затем магнитное поле изменяется, появляется круговое «давление», называемое напряжением. появляется. Чем быстрее изменяется магнитное поле, тем больше напряжение становится.Это круговое напряжение пытается заставить подвижные заряды в проволоку вращать по кругу. Другими словами, движущиеся магниты вызывают изменение магнитных полей, которые пытаются создать электрические токи в замкнутых кругах провода. Движущийся магнит вызывает накачивающее действие вдоль проволоки. Если цепь не замкнута, если есть перерыв, тогда насосная сила не вызовет никакого потока заряда. Вместо этого на концах проводов появится перепад напряжения. Но если цепь "замкнута" или "замкнута", тогда накачивающее действие магнита может заставить электроны катушки начать течь.Движущийся магнит может создают электрический ток в замкнутой цепи. Эффект называется Электромагнитная индукция. Это основной закон физики, и он используется всеми электрогенераторами с катушкой / магнитом.

У генераторов нет только одного круга провода. Предположим, что вокруг много кругов. движущийся магнит. Предположим, что все окружности последовательно соединены с образуют катушку. Небольшие напряжения от всех кругов сложатся вместе. чтобы дать гораздо большее напряжение. Катушка на 100 витков будет иметь сто в разы больше напряжения, чем на однооборотной катушке.

Почему этот генератор переменного тока, а не постоянного тока? Когда магниты переворачиваются, они создают импульс напряжения и тока. Но когда они переворачиваются во второй раз, они создать противоположный импульс? да. Итак, вращающийся магнит делает электрические сигналы, которые идут плюс-минус-плюс-минус? Ага. Это происходит потому, что для создания напряжения и тока полюс магнита должен перемещаться вбок по проводу. Если он проведет вдоль провода, ничего не произойдет. В нашем маленький генератор, полюса магнита не качаются постоянно по изгиб провода.Вместо этого сначала северный магнитный полюс проходит через одну сторона катушки, и в то же время южный полюс магнита перемещается назад через другую сторону. Два эффекта складываются вместе. Но дальше магнит продолжает вращаться, и теперь противоположные полюса проведите по этим частям катушки. Магнит перевернулся, магнит Полюса поменяны местами, поэтому напряжение на катушке будет обратным. И если лампочка подключена, тогда любой ток тоже будет обратным. Каждый раз магнит делает один полный оборот, он создает прямой импульс, а затем обратный пульс.Быстро крутите магнит, и он издает переменную волну: AC.

Если вам нужен генератор постоянного тока, вам придется добавить специальный реверсивный переключатель. к валу магнита. Это переключатель, который называется «коммутатор». Если вы посмотрите некоторые проекты DIY генераторов постоянного тока, вы увидите, как построить коммутатор выключатель. Но эти генераторы не Ультра Простые!

Теперь о лампочке. Если соединить концы катушки вместе, то всякий раз, когда магнит движется, заряды металла будут двигаться и большой в катушке появится электрический ток.Змеевик 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 накаливания 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 нагревается настолько, 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 в твоих кругах проволоки катушки, тем выше напряжение и ярче лампочка. Теоретически вы должен иметь возможность зажечь обычную лампочку фонарика 3 В, но только если вы может вращать ваши магниты нечеловечески быстро.


Отсоедините один провод от лампочки. Вращайте магнит. В то время как все еще вращая магнит, попросите друга соединить провода вместе так что лампочка снова загорится. Гвоздь по-прежнему крутится так же легко? Продолжайте крутить магнит, пока ваш друг подключается и отключается лампочка.Чувствуете ли вы разницу в том, как сильно нужно крутить гвоздь? Также попробуйте крутить магниты, пока ваш друг подключает генератор. провода вместе (без подключенной лампы).

ТАК ЧТО?

Когда вы запускаете генератор и зажигаете лампочку, вы работает против электрического трения, чтобы создать тепло и свет. Вы можете ПОЧУВСТВОВАТЬ работу, которую выполняете, потому что всякий раз, когда вы подключаете лампочку, вдруг становится труднее провернуть генератор. Когда вы отключаете лампочка, становится легче.

Подумайте об этом так. Если слегка потереть руки, кожа остается прохладным, но если вы сильно потрете руки, кожа станет горячей. 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, он быстро замедлится.


ПОЧУВСТВУЙТЕ ЭЛЕКТРОНЫ

Когда ваша рука вращает магнит, вы можете почувствовать дополнительную работу, которая требуется зажечь лампочку.Это происходит потому, что ваша рука подключена к 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 нить накала лампы, и крошечная нить вызывает трение о поток заряжается и нагревается. Но тогда происходит обратное! Заряд не может сильно двигаться из-за крошечной нити накала, поэтому она сопротивляется давление со стороны магнитных полей, которые, в свою очередь, сопротивляются давлению от магнита, который выдерживает скручивающее давление гвоздя, который сопротивляется скручивающему давлению ваших пальцев.Итак, в очень реальным способом, вы можете ПОЧУВСТВОВАТЬ электроны в нити накаливания лампочки. Когда вы толкаете их, вы можете ЧУВСТВОВАТЬ их 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 Другие 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 вы можете получить дешевый Цифровой вольтметр или DVM от Harbour Freight Tools, вы можете измерения. (Как только вы увидите некоторые цифры, вы можете заняться какой-нибудь профессиональной наукой. эксперименты. Это отлично подходит для проектов научной ярмарки.) Вращайте магниты. чтобы зажечь лампочку, затем подсоедините провода счетчика к лампочке соединения. Установите измеритель напряжения переменного тока. Вращайте магниты и смотрите насколько высокое напряжение вырабатывает ваш генератор.

Насколько высоким вы можете сделать напряжение просто пальцами? Или с помощью ручной дрели? Попробуйте просто крутить магниты достаточно быстро, чтобы едва зажечь лампочку в темной комнате. Как мало напряжение необходим? Также попробуйте отключение лампочку, затем измерьте напряжение переменного тока на двух концах катушки. Можете ли вы сказать, осталось ли оно таким же, как когда была подключена лампочка? Намекать: чтобы вращать магниты с постоянной скоростью, используйте электродрель с полностью заряженный аккумулятор. Или, возможно, зацепите гвоздь за электродвигатель и Подключите двигатель к источнику постоянного тока с настраиваемым напряжением.

Примечание: электрическая лампочка имеет сопротивление около 50 Ом. Кроме того, 250 футов из №30 проволока вокруг Сопротивление 21 Ом. Из-за сопротивления провода Генератор может создавать ток не более 60 миллиампер (0,06 ампер.) Если вы намотаете на генератор дополнительный провод №30, он увеличится максимальное напряжение и максимальная мощность. Но поскольку это добавляет больше сопротивление это НЕ увеличивает максимально возможный ток. Увеличить максимально возможный ток, либо раскрутите магниты намного быстрее, замените провод №30 с более толстой проволокой или используйте более прочный тип магнитного материала.


ДВИГАТЕЛЬ ВЫЗОВ!

Есть простой способ превратить ваш генератор в мотор. Это включает 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?

ПОДГОТОВКА ПОСТОЯННОГО ТОКА, ЗАРЯДКА АККУМУЛЯТОРА

Вы можете изменить этот генератор так, чтобы он создавал постоянный ток, а не переменный ток.Напряжение все еще очень низкий, поэтому он не очень полезен. Если вращаться очень быстро, вы можете уметь заряжать крошечный аккумулятор 1,2 В. (Может быть, ты мог бы добавить больше витков к катушке, чтобы увеличить напряжение?)

Преобразовать в DC:

Трудный путь: добавить вращающийся переключатель "коммутатор" а также 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 более 0,7 В, например 1N5819 с сайта digikey.com


ИСТОРИЯ «УЛЬТРАПРОСТОГО» ГЕНЕРАТОРА

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 протягивал пластиковую пластину катушки через ряд огромные магниты (магнетронные рупоры-магниты от военного радара.) Делать это загорится маленькая лампочка. Я просто знал, что ДОЛЖЕН был быть способ, который использует более распространенные магниты. Так что я сложил стопку из 3-дюймовых громкоговорителей. магниты (эти черные пончики) и размахивали им мимо различных катушек. Наконец, я намотал около пяти фунтов проволоки №26 на кольцо с гвоздями. толкнул в доску, подключил лампочку №49, затем переместил стопку магниты динамика внутрь и наружу. От этого легко загорелась лампочка.

Примерно в 1994 году я думал об сверхпростом электродвигателе, который позже стал известен в Интернете как "Beakman Motor"."Разве это не было бы круто, если бы дети могли так просто сделать электрический генератор ? Но это должно быть возможно с деталями из магазина Radio Shack, поскольку Radio У Shack была специальная лампочка, а также магниты и катушки провод электромагнита. После нескольких часов экспериментов я понял, что едва мог зажечь лампочку на 20 миллиампер, используя одну катушку провода №30 от радиорубки. Но провод должен был быть ОЧЕНЬ близким к быстрому вращающийся магнит, причем магнит должен был состоять из четырех мощных керамические магниты в стопке.

Чтобы произвести впечатление на всех учителей физики, я постарался сделать детали легкими. в наличии, а стоимость минимально возможна. Чтобы сделать проект популярным, я удостоверился, что никаких инструментов, кроме ножниц, не требуется. Я отказался использовать мяч подшипники или пластмассовые детали. Поэтому я сделал свою картонную коробку для катушка, а для вращающегося вала использовался гвоздь. Чтобы избежать лишних деталей, гвоздь просто зажимается мощными магнитами. Если кто-то еще хочет попробовать чтобы сделать более дешевый или простой электрогенератор, они должны делать лучше чем я!


ВНИМАНИЕ: держите магниты подальше от компьютеров, дисков, видеокассет, цветных Телевизоры, а также из бумажников и кошельков с кредитными картами.Попробуй это: Хранить генератор вдали от вашего цветного телевизора, включите телевизор, начните крутить гвоздь, чтобы магнит вращался быстро, затем поднесите генератор примерно на 2 фута подальше от экрана телевизора. НЕ ПРИНОСИТЕ БЛИЖЕ !!! Продолжайте крутить магниты, и вы увидите крутой эффект шатания на телевизионном изображении, с некоторыми изменениями цвета. Поле магнита искривляет электронный луч, который рисует картинку на экране. Будьте осторожны, если вы Отнесите магнит примерно на 15 см, железный лист внутри телевизионного изображения трубка намагнитится, и искаженные цвета останутся неизменными.

Хотите чрезвычайно мощный двигатель или генератор? Взрослый проект? Те нужно штамповать железные листы для ламината. Но есть другой способ. Посмотрите на Эдисона тактика: он взял 1873 Мотор с кольцом Грамма, модифицированный добавление отдельного тихоходного коммутатора, и продавал их как горячие пирожки.

В динамо-машине Gramme можно выполнять основные «пластинки» из длинной длины железная проволока, обернутая в виде обруча и пропитанная эпоксидной смолой, смолой и т. д. звенеть. Я не знаю если тонкую железную проволоку легко найти, а колючая проволока и проволока для тюков сена - общий.Или купить тороидальный трансформатор и отпилить весь провод от сердечника? Затем оберните все железное кольцо слоем толстой медной проволоки и установить это на маховик. Плоско отшлифуйте внешний обод, чтобы медная спираль стала его собственный коммутатор. Ваш неподвижный статор может быть постоянным магнитом или неламинированный твердые железные блоки, так как эта часть - постоянный ток.

В ранних версиях Эдисона использовались «кисти» из тонкой железной проволоки в качестве щеток, позже замененных блоками скользкий графит.

Но затем иди и делай, как Тесла, во время своей проектной работы для Edison corp. Преобразование конструкции статора Эдисона в компактную цилиндрическую форму, которая обнимает маховик и включает закрытые катушки, а не чрезвычайно длинные магниты-подковы, как у Эдисона Дизайн "длинноногая Мэри Энн".

Motor Triva: электродвигатели были всего лишь лабораторные диковинки до Зеноби Грамм разработал генератор, предназначенный для замены аккумуляторных батарей, поскольку он давал чрезвычайно плавное выходное напряжение постоянного тока.Во время выставки изобретателей помощник случайно подключил неиспользованный Gramme Dynamo до другого, который вращался под действием пара. Второй завелась и побежала как моторчик; как мотор * сотни лошадиных сил *. Что Момент был началом электротехнической эры в промышленности. Но это не так много упоминается в американских учебниках, возможно, потому, что это сделало бы Томаса Эдисон выглядел менее гениальным.


НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ДРУГИЕ ЧАСТИ. Если лампочка не горит, обычно это потому что использовались разные части.Следовать инструкциям. Если вы поменяли магниты, ничего не получится. Так не используйте разные магниты. Если вы использовали другую лампочку, она не подойдет. Используйте детали из списка, не вносите изменений. Если вы не используете очень тонкий # 30 проволока покрытая лаком, то не пойдет. Так что не используйте другой провод. Не используйте разные части. Прежде чем тестировать что-либо еще, спросите себя, вы использовали детали из списка деталей? Если вы использовали разные детали, генератор выйдет из строя. Примечание: очень важно использовать детали перечисленные, и не используйте заменители.

ВРАЩАЙТЕ ЕГО БЫСТРО, В ТЕМНОМУ. Иногда ваш генератор работает нормально, но вы не вращаете его достаточно быстро. Или, возможно, тусклое свечение света в ярко освещенной комнате не хватает лампочки. Итак, идите в полумрак. Тогда крутите вещь ДЕЙСТВИТЕЛЬНО БЫСТРО. Попробуйте провернуть его старомодным дрель. (Электродрели не очень быстро вращаются.) Или попробуйте приклеить крошечный колесо к гвоздю, затем потрите колесо о вращающуюся шину вверх ногами велосипед (не езжайте слишком быстро, иначе лампочка перегорит.)

ДОБАВИТЬ БОЛЬШЕ ПРОВОДОВ. Если в вашей катушке больше 250 повороты, тогда лампочка загорится намного ярче. Тонкая катушка # 30 проволоки Radio Shack 200 футов в длину, что дает около 250 оборотов. Если бы вы могли намотать больше витков на катушке, тогда ваша лампочка загорится при более низкой скорости магнита. Купите два комплекта проволоки из Radio Shack, затем используйте обе катушки №30. Соскребите каждый кусочек красного пластикового покрытия со всех концов проводов. потом крутить конец новой катушки до конца старой.Это создает единый более длинный провод. Обязательно намотайте лишнюю проволоку в такой же направление как раньше.

Лучший источник провода: купите большой «Соленоид». от компании, занимающейся доставкой по почте, затем используйте плоскогубцы, чтобы открыть металлический скобка. Отверстие в соленоиде проходит через квадратную стальную пластину и если ты подденьте остальную часть стальной рамы наружу, вы можете удалить квадратную пластину и выньте катушку с проволокой. Снимите ленту и намотайте 600 оборотов на свой генератор. НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ДРУГИЕ МАГНИТЫ, используйте большой 2-дюймовый прямоугольный магниты, продаваемые Radio Shack, №64-1899, смотрите их сайт.Или попробуй Образовательные инновации Teachersource.com или попробуйте magnetsrc.com. Они стоят около 2 долларов за штуку и не имеют отверстий в центре. Не используйте магниты Radio Shack размером менее 1 дюйма. Большинство других магнитов слишком слабый и не будет работать, если вы не раскрутите магниты невероятно быстрые, при тысячах оборотов в минуту (оборотов на минут)

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАЛЕНЬКИХ МАГНИТОВ
Если вы не можете дождаться почтового заказа нужного магнитов, вместо них вы можете использовать двадцать магнитов Radio Shack 1 "64-1879 Склейте их вместе, чтобы получились два больших магнита.

Вот как я это сделал. Сначала сформировал две стопки магнитов: приклеил десять магниты в двух отдельных стопках по пять магнитов в каждой. Я использовал 5-минутную эпоксидную смолу. Прежде чем клей застынет, отрегулируйте магниты так, чтобы стороны каждого маленького стопки плоские и сотрите излишки эпоксидной смолы. (Чтобы стороны стали плоскими, я положил каждую стопку на алюминиевую фольгу, прижал их, чтобы выровнять магниты, затем отклеил фольгу, когда клей затвердел.) Затем приклейте два из этих 5-магнитных стопок вместе, так что стопки отталкиваются друг с другом.См. Схему ниже. Склейте узкую сторону вместе, чтобы блок будет шириной 2 дюйма. Затем держите их вместе, пока клей не затвердеет. Таким образом N полюс одного стека находится рядом с полюсом N другого, а S - около S.

Генератор переменного тока

Генератор переменного тока
Далее: Генератор постоянного тока Up: Магнитная индукция Предыдущая: Вихревые токи


Генератор переменного тока Электрический генератор или динамо-машина - это устройство, преобразующее механическую энергию в электроэнергия.Простейший практичный генератор состоит из прямоугольного катушка вращается в однородном магнитном поле. Магнитное поле обычно подается постоянным магнитом. Эта установка проиллюстрирована на рис. 38.
Рисунок 38: Генератор переменного тока.

Пусть будет длина катушки вдоль оси вращения, а ширина катушки перпендикулярно этой оси. Предположим, что катушка вращается с постоянной угловой скоростью в равномерном магнитное поле напряженности.Скорость, с которой двое длинные стороны катушки ( т. е. , стороны и) движутся через магнитное поле, это просто продукт угловой скорости вращения и расстояния каждого сторону от оси вращения, поэтому . Двигательная ЭДС индуцированный в каждую сторону задается , где составляющая магнитного поля, перпендикулярная мгновенному направлению движения рассматриваемой стороны. Если направление магнитного поля составляет угол с нормальным направлением к катушку, как показано на рисунке, затем .Таким образом, величина двигательной ЭДС, генерируемой в сторонах и является

(209)

где площадь катушки. ЭДС равна нулю, когда или, поскольку направление движения сторон и параллельно к направлению магнитного поля в этих случаях. ЭДС достигает максимального значения, когда или, поскольку направление движения сторон и находится на перпендикулярно направлению магнитного поля в этих случаях.Между прочим, из симметрии ясно, что нет чистого двигательного ЭДС генерируется в сторонах и катушки.

Предположим, что направление вращения катушки такое, что сторона перемещается на страницу на рис. 38 (вид сбоку), тогда как сбоку перемещается со страницы. Двигательная ЭДС, индуцированная в побочных действиях от к . Точно так же двигательный ЭДС индукции в побочных действиях от до. Видно, что обе ЭДС действуйте по часовой стрелке вокруг катушки. Таким образом, чистая ЭДС действуя вокруг катушка .Если в катушке есть витки, то чистая ЭДС становится равной . Таким образом, общее выражение для ЭДС, генерируемой вокруг устойчиво вращающаяся многовитковая катушка в однородном магнитном поле

(210)

где мы написали для постоянно вращающейся катушки (при условии, что в ). Это выражение также можно записать
(211)

куда
(212)

- пиковая ЭДС, создаваемая генератором, и - количество полных оборотов, выполняемых катушками в секунду.Таким образом пиковая ЭДС прямо пропорциональна площади катушки, количеству витков в катушке частота вращения катушки, и напряженность магнитного поля.

На рисунке 39 показана ЭДС, указанная в формуле. (211) в виде функции времени. Видно, что изменение ЭДС во времени равно синусоидальный по природе. ЭДС достигает максимальных значений, когда плоскость катушка параллельна плоскости магнитного поля, проходит через ноль, когда плоскость катушки перпендикулярна магнитному полю, и меняет направление подписывать каждые полупериоды оборота катушки.ЭДС периодическая ( т.е. , он постоянно повторяет один и тот же образец во времени), с период (который, конечно же, период вращения катушки).

Рисунок 39: ЭДС, генерируемая постоянно вращающимся генератором переменного тока.

Предположим, что некоторая нагрузка (, например, , лампочка или электрическое отопление элемент) сопротивления подключается к клеммам генератор.На практике это достигается соединением двух концов катушка к вращающимся кольцам, которые затем подключаются к внешней цепи с помощью металлических щеток. По закону Ома ток, протекающий в нагрузка дается

(213)

Обратите внимание, что этот ток постоянно меняет направление, как и ЭДС генератора. Следовательно, тип генератора, описанный выше, является обычно называется переменного тока , или, генератора.

Ток, протекающий через нагрузку, также должен течь по катушке. Поскольку катушка находится в магнитном поле, этот ток вызывает крутящий момент на катушке, который, как легко продемонстрировать, замедляет ее вращение. Согласно разд. 8.11, тормозной момент действующий на катушке дается выражением

(214)

куда - составляющая магнитного поля, которая лежит в плоскости катушки.Из уравнения (210) что
(215)

поскольку . Внешний крутящий момент, равный разрывному моменту и противоположный ему, должен быть приложен к катушка, если она должна вращаться на равномерно , как предполагалось выше. Скорость, с которой этот внешний крутящий момент действительно работает, равна произведение крутящего момента и угловой скорости катушки. Таким образом,
(216)

Неудивительно, что скорость, с которой работает внешний крутящий момент, точно соответствует скорость, с которой электрическая энергия генерируется в цепи, состоящей из вращающейся катушки и нагрузки.

Уравнения (210), (213) и (215) дают

(217)

куда . На рисунке 40 показан разрыв крутящий момент, построенный как функция времени, согласно Уравнение (217). Видно, что крутящий момент всегда имеет один и тот же знак ( т.е. , он всегда действует в одном и том же направление, чтобы постоянно противостоять вращение катушки), но не постоянный во время. Вместо этого пульсирует периодически с периодом.Нарушение крутящий момент достигает максимального значения, когда плоскость катушки параллельна плоскость магнитного поля и равна нулю, если плоскость катушки перпендикулярна к магнитному полю. Понятно, что внешний крутящий момент нужен чтобы катушка вращалась с постоянной угловой скоростью, она также должна пульсировать вовремя с периодом. Постоянный внешний крутящий момент может привести к неравномерно вращающемуся катушки, и, следовательно, к переменной ЭДС, которая меняется со временем в более сложнее, чем .
Рисунок 40: Тормозной момент в устойчиво вращающемся генераторе переменного тока.

Практически все коммерческие электростанции вырабатывают электроэнергию с помощью генераторов переменного тока. Внешнее питание, необходимое для вращения генерирующей катушки, обычно подается от паровая турбина (продувка паром по вентиляторным лопаткам, которые принудительно вращается). Вода испаряется, чтобы произвести высокое давление пара, сжигая уголь, или используя энергию, выделяемую внутри атомной электростанции. реактор.Конечно, на гидроэлектростанциях мощность нужна на поворот катушки генератора подводится водяная турбина (аналогичная к паровой турбине, за исключением того, что падающая вода играет роль пара). Недавно был разработан новый тип электростанции, в которой мощность, необходимая для вращения генераторной катушки, вырабатывается газовой турбиной. (по сути, большой реактивный двигатель, работающий на природном газе). В Соединенных Штатах и Канаде переменная ЭДС, генерируемая электростанциями, колеблется на Гц, что означает, что катушки генератора на электростанциях вращаются точно шестьдесят раз в секунду.В Европе и большей части остального мира частота колебаний коммерчески производимой электроэнергии составляет Гц.



Далее: Генератор постоянного тока Up: Магнитная индукция Предыдущая: Вихревые токи
Ричард Фицпатрик 2007-07-14

Как работают генераторы и динамо-машины

Как работают генераторы и динамо-машины - объясните это Рекламное объявление

Нефть может быть любимым топливом в мире, но ненадолго. В современных домах в основном используется электричество. и скоро большинство из нас тоже станет водить электромобили. Электричество очень удобно. Вы можете производить его самыми разными способами, используя все, от угля и нефти до ветра и волн. Вы можете сделать это в в одном месте и используйте его на другом конце света, если хотите. И, как только вы его изготовите, вы можете хранить его в батареях и использовать это дни, недели, месяцы или даже годы спустя.Что делает электрический возможная мощность - и действительно практичная - это превосходный электромагнитный устройство, называемое электрогенератором: разновидность электродвигателя. работа в обратном направлении, которая преобразует обычную энергию в электричество. Давайте подробнее рассмотрим генераторы и узнаем, как они работают!

Фото: Дизельный электрогенератор середины 20 века, сделанный в музее электростанции REA недалеко от Хэмптона, штат Айова. Любезно предоставлены фотографиями в Кэрол М. Хайсмит Архив, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

Откуда берется электричество?

Лучший способ понять электричество - начать с того, что его собственное название: электрическая энергия. Если вы хотите запустить что-нибудь электрические, от тостера или зубную щетку MP3-плеер или телевидение, вам необходимо обеспечить его постоянным запасом электроэнергии. Откуда ты это возьмешь? Есть основной закон физики называется закон сохранения энергии, который объясняет, как можно получить энергия - и как вы не можете. Согласно этому закону существует фиксированный количество энергии во Вселенной и некоторые хорошие новости и некоторые плохие новости о том, что мы можем с этим сделать.Плохая новость в том, что мы не можем создавать больше энергии, чем у нас уже есть; хорошая новость в том, что мы не можем уничтожить любую энергию. Все, что мы можем сделать с энергией, это преобразовать из одной формы в другую.

Фото: Большой электрогенератор, приводимый в движение паром, на геотермальной электростанции «Кожа» компании CalEnergy в округе Империал, Калифорния. Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерством энергетики США / Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Если вы хотите найти электричество для питания своего телевизора, вы не будет производить энергию из воздуха: сохранение энергии говорит нам, что это невозможно.Вы будете использовать энергию преобразуется из какой-либо другой формы в необходимую вам электрическую энергию. Обычно это происходит на электростанции. на некотором расстоянии от вашего дома. Подключите телевизор к розетке, и электрическая энергия течет в него через кабель. Кабель намного длиннее, чем вы думаете: на самом деле он проходит от вашего телевизора - под землей или по воздуху - до электростанция, на которой для вас подготавливается электроэнергия из богатое энергией топливо, такое как уголь, нефть, газ или атомное топливо.В этих экологически чистые времена, часть вашей электроэнергии также будет поступать из ветряные турбины, гидроэлектростанции (которые вырабатывают энергию, используя энергию плотин рек) или геотермальную энергию (внутренняя нагревать). Откуда бы ни пришла ваша энергия, она почти наверняка будет превратился в электричество с помощью генератора. Только солнечные элементы и топливные элементы производить электричество без использования генераторов.

Рекламные ссылки

Как мы можем производить электричество?

Фото: Типичный электрогенератор.Он может вырабатывать до 225 кВт электроэнергии и используется для испытаний прототипов ветряных турбин. Фото Ли Фингерша любезно предоставлено Министерство энергетики США / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Если вы читали нашу подробную статью о электродвигатели, вы уже довольно много знают, как работают генераторы: генератор - это просто электродвигатель, работающий в обратном направлении. Если ты не прочтите эту статью, вы можете быстро взглянуть, прежде чем читать на - но вот краткое изложение в любом случае.

Электродвигатель - это, по сути, просто плотный моток медной проволоки, намотанный на железный сердечник, который свободно вращается с высокой скоростью внутри мощного постоянного магнита. Когда вы подаете электричество в медную катушку, она становится временный магнит с электрическим приводом - другими словами, электромагнит - и создает вокруг себя магнитное поле. Этот временное магнитное поле противодействует магнитному полю, которое постоянный магнит создает и заставляет катушку вращаться. Немного продуманная конструкция, катушка может непрерывно вращаться в в том же направлении, вращаясь по кругу и питая что угодно из электрическая зубная щетка к электричке.

Фотография: Вращающаяся часть (ротор) типичного небольшого электродвигателя. Электрогенератор имеет точно такие же компоненты, но работает противоположным образом, превращая движение в электрическую энергию.

Так чем же генератор отличается? Предположим, у вас есть электрический зубная щетка с аккумулятором внутри. Вместо того, чтобы позволить батарее питать двигатель, который толкает щетку, что, если бы вы сделали противоположный? Что, если вы несколько раз поворачиваете щетку вперед и назад? То, что вы делали бы, было бы вручную крутить электродвигатель. ось вокруг.Это заставит медную катушку внутри двигателя повернуться постоянно внутри его постоянного магнита. Если вы переместите электрический провод внутри магнитного поля, вы заставляете течь электричество через провод - по сути, вы производите электричество. Так что держи поворачивая зубную щетку достаточно долго, и теоретически вы получите электричества достаточно для подзарядки аккумулятора. По сути, вот как генератор работает. (На самом деле, это немного сложнее, чем это и вы не можете зарядить зубную щетку таким образом, хотя добро пожаловать!)

Как работает генератор?

Изображение: такой простой генератор вырабатывает переменный ток (электрический ток, который периодически меняет направление на противоположное).Каждая сторона генератора (зеленая или оранжевая) движется вверх или вниз. Когда он движется вверх, он будет генерировать односторонний ток; когда он движется вниз, ток течет в другую сторону. Если вы измеритель, подключенный к проводу, вы не знаете, в какую сторону движется провод: все, что вы видите, - это то, что направление тока периодически меняется на противоположное: вы видите переменный ток.

Возьмите кусок провода и подсоедините его к амперметру (то, что измеряет ток) и поместите его между полюсами магнита.Теперь резко проведите проволокой сквозь невидимое магнитное поле, создаваемое магнитом, и через провод на короткое время протекает ток (регистрируемый на измерителе). Это фундаментальная наука, лежащая в основе электрогенератора, продемонстрированная в 1831 году британским ученым Майклом Фарадеем. (прочитать краткая биография или длинная биография). Если вы переместите провод в противоположном направлении, вы создадите ток, который течет в обратном направлении. (Если вам интересно, вы можете выяснить направление, в котором течет ток, используя то, что называется Правило правой руки или правило генератора, которое является зеркальным отображением правила левой руки, используемого для определения того, как работают двигатели.)

Важно отметить, что вы генерируете ток только тогда, когда вы перемещаете провод через магнитное поле (или когда вы перемещаете магнит мимо провода, что равносильно тому же). Недостаточно просто поднести провод к магниту: для выработки электричества провод должен пройти мимо магнита или наоборот. Предположим, вы хотите производить много электроэнергии. Поднимать и опускать провод в течение всего дня не будет особенным удовольствием, поэтому вам нужно придумать способ, как провести провод мимо магнита, установив один или другой из них на колесо.Затем, когда вы поворачиваете колесо, проволока и магнит перемещаются друг относительно друга, и возникает электрический ток.

А теперь самое интересное. Предположим, вы сгибаете проволоку в петлю, помещаете ее между полюсами магнита и размещаете так, чтобы она постоянно вращалась, как на схеме. Вероятно, вы увидите, что при повороте петли каждая сторона провода (оранжевая или зеленая) иногда будет двигаться вверх, а иногда - вниз. Когда он движется вверх, электричество будет течь в одну сторону; когда он движется вниз, ток будет течь в обратном направлении.Таким образом, базовый генератор, подобный этому, будет производить электрический ток, который меняет направление каждый раз, когда петля провода переворачивается (другими словами, переменный ток или переменный ток). Однако большинство простых генераторов на самом деле вырабатывают постоянный ток - так как же им управлять?

Генераторы постоянного тока

Так же, как простой электродвигатель постоянного тока использует электричество постоянного тока (DC) для создания непрерывного вращательного движения, так и простой генератор постоянного тока производит стабильную подачу электричества постоянного тока, когда он вращается.Как двигатель постоянного тока, Генератор постоянного тока использует коммутатор. Это звучит технически, но это всего лишь металлическое кольцо с трещинами в нем, которое периодически меняет местами электрические контакты катушки генератора, одновременно меняя направление тока. Как мы видели выше, простая проволочная петля автоматически меняет направление тока, которое он производит каждые пол-оборота, просто потому, что он вращается, а задача коммутатора - нейтрализовать эффект вращения катушки, обеспечивая создание постоянного тока.

Иллюстрация: Сравнение простейшего генератора постоянного тока с простейшим генератором переменного тока.В этой конструкции катушка (серая) вращается между полюсами постоянного магнита. Каждый раз, когда он поворачивается на пол-оборота, ток, который он генерирует, меняется на противоположный. В генераторе постоянного тока (вверху) коммутатор меняет направление тока каждый раз, когда катушка перемещается на пол-оборота, отменяя реверсирование тока. В генераторе переменного тока (внизу) нет коммутатора, поэтому выходная мощность просто поднимается, опускается и меняет направление вращения при вращении катушки. Вы можете увидеть выходной ток от каждого типа генератора на диаграмме справа.

Генераторы переменного тока

Что делать, если вы хотите генерировать переменный ток (AC) вместо постоянного тока? Тогда вам понадобится генератор, который представляет собой просто генератор переменного тока. Самый простой вид генератора переменного тока похож на генератор постоянного тока без коммутатора. Когда катушка или магниты вращаются мимо друг друга, ток естественным образом растет, падает и меняет направление, давая на выходе переменный ток. Так же, как есть Асинхронные двигатели переменного тока, в которых для создания вращающегося магнитного поля используются электромагниты, а не постоянные магниты, поэтому существуют генераторы, которые работают за счет индукции аналогичным образом.

Генераторы в основном используются для выработки электроэнергии от двигателей транспортных средств. В автомобилях используются генераторы, приводимые в движение их бензиновые двигатели, которые заряжают свои аккумуляторов во время движения (переменный ток преобразуется в постоянный диоды или выпрямительные схемы).

Генераторы в реальном мире

Фотография: Генератор переменного тока - это генератор, вырабатывающий переменный ток (переменный ток) вместо постоянного (постоянного). Здесь мы видим механика, снимающего генератор с двигателя подвесной моторной лодки.Фото Есении Росас любезно предоставлено ВМС США.

Производство электричества звучит просто - и это так. Сложность в том, что нужно приложить огромное количество физических усилий. для выработки даже небольшого количества энергии. Вы поймете это, если у вас есть велосипед с динамо-машиной. фары, работающие от колес: вам нужно немного крутить педали, чтобы фары загорелись - и это просто для производства крошечного количества электричества, необходимого для питания пара лампочек. Динамо - это просто очень маленькое электричество генератор.Напротив, на реальных электростанциях гигантские генераторы электричества приводятся в действие паровыми турбинами. Это немного похоже на вращающиеся пропеллеры или ветряные мельницы, приводимые в движение паром. Пар производится путем кипячения воды с использованием энергии, выделяемой при сжигании угля, масло или другое топливо. (Обратите внимание, как применяется сохранение энергии здесь тоже. Энергия, питающая генератор, поступает от турбина. Энергия, питающая турбину, поступает от топлива. А также топливо - уголь или нефть - изначально поступало с заводов, работающих на энергия Солнца.Суть проста: энергия всегда должна исходить от где-то.)

Сколько мощности вырабатывает генератор?

Генераторы указаны в ваттах (измерение мощности, указывающее, сколько энергии производится каждую секунду). Как и следовало ожидать, чем больше генератор, тем большую мощность он производит. Вот приблизительное руководство от самого маленького до самого большого:

Тип Мощность (Вт)
Велосипед динамо 3
Генератор USB с ручным приводом 20
Микро-ветряная турбина 500
Малый дизельный генератор 5000 (5 кВт)
Ветряная турбина 2 000 000 (2 МВт)

Переносные генераторы

Фото: Переносной электрогенератор, работающий от дизель.Фото Брайана Рида Кастильо любезно предоставлено ВМС США.

В большинстве случаев мы воспринимаем электричество как должное. Мы включаем фонари, телевизоры или стиральные машины, не переставая думать, что электрическая энергия, которую мы используем, должна откуда-то поступать. Но что, если вы работаете на улице, в глуши, и нет источник электричества, который вы можете использовать для питания вашей бензопилы или вашего электрическая дрель?

Одна из возможностей - использовать аккумуляторные инструменты с аккумуляторы. Другой вариант - использовать пневматические инструменты, такие как отбойные молотки.Они полностью механические и питаются от сжатый воздух вместо электричества. Третий вариант - использовать переносной электрогенератор. Это просто небольшой бензиновый двигатель (бензиновый двигатель), похожий на компактный двигатель мотоцикла, с прилагается электрогенератор. Когда двигатель пыхтит, дожигая бензин, он толкает поршень взад и вперед, поворачивая генератор и вырабатывающий на выходе постоянный электрический ток. С участием с помощью трансформатора вы можете использовать такой генератор для производите практически любое напряжение, которое вам нужно, в любом месте, где оно вам нужно.В качестве пока у вас достаточно бензина, вы можете производить собственное электричество поставка на неопределенный срок. Но помните о сохранении энергии: кончится газа, и у вас кончится электричество!

Artwork: Генераторная технология быстро развивалась в 19 веке. Английский химик и физик Майкл Фарадей построил первый примитивный генератор в 1831 году. В течение нескольких десятилетий многочисленные изобретатели создавали практические электрические генераторы. Эта («динамо-электрическая машина») была разработана Эдвардом Уэстоном в 1870-х годах как способ «преобразовывать механическую энергию в электрическую с большей эффективностью, чем прежде.«Он имеет статическое внешнее кольцо из магнитов (синий) и вращающийся якорь (катушки) в центре (красный). Коммутатор (зеленый) преобразует генерируемый ток в постоянный. Из патента США 180 082 переиздание 8 141 Эдварда Уэстона, любезно предоставленного Управлением по патентам и товарным знакам США.

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

Возможно, вам понравятся эти другие статьи на нашем сайте по связанным темам:

Видео

  • Демонстрация электрического генератора ?: Превосходное короткое видео доктора Джонатана Хэра и Vega Science Trust очень ясно показывает, как перемещение катушки через магнитное поле может производить электричество.
  • Простой генератор: электрический генератор для научной выставки: Уильям Бити дает пошаговое руководство по созданию простого генератора с использованием простых для поиска компонентов (эмалированный провод, магниты, картон и т. Д.).
  • Велогенератор: Как привести в действие кухонный комбайн с помощью велосипеда, приводящего в действие генератор переменного тока (разновидность электрогенератора). Довольно изящный эксперимент, хотя комментарий мог бы быть немного яснее.

Книги

Для читателей постарше
Для младших читателей

Статьи

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис.(2009/2020) Генераторы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/generators.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте ...

Что такое генераторная установка и для чего она используется?

В простейшем случае генераторная установка или «генераторная установка» - это портативное оборудование, состоящее из двигателя и генератора переменного тока / электрогенератора, используемого для выработки энергии. Генераторы часто используются в развивающихся районах и других областях, не подключенных к электросети; места, где часты отключения электроэнергии; и / или где отключение питания может вызвать особенно серьезные или опасные проблемы, например, глубоко в шахте.Они могут служить основным источником энергии или дополнительным источником энергии, возможно, в часы пиковой нагрузки.

APR Energy предлагает один из крупнейших парков мобильных контейнерных генераторов в мире. Вот их более подробный взгляд.

Как работает генераторная установка?

Генераторная установка представляет собой комбинацию первичного двигателя (обычно двигателя) и генератора переменного тока. Двигатель преобразует химическую энергию топлива в механическую. Эта механическая энергия используется для вращения ротора генератора переменного тока; преобразование механической энергии в электрическую.Генератор состоит из двух основных частей; ротор и статор. Вращение ротора генератора переменного тока через магнитное поле между ротором и статором создает напряжение на статоре генератора за счет явления электромагнитной индукции. Когда напряжение на статоре подключено к нагрузке, течет электрический ток, и генератор вырабатывает энергию.

Таким образом, генераторная установка создает портативные источники энергии. Когда генератор используется вместе с дизельным двигателем, как только один пример, это создает дизельный генератор.

Дополнительные элементы генераторной установки

Генераторная установка обычно помещается в звукопоглощающий кожух для уменьшения шума в окружающих областях и обычно изготавливается из стали, нержавеющей стали или алюминия. Эта кабина должна выдерживать коррозию и эффективно управлять процессом охлаждения двигателя. Базовая рама содержит антивибрационную систему; он также может содержать топливный бак или же бак может быть отдельным. Другие элементы включают в себя панель управления и автоматический переключатель на случай, если необходимо чередовать энергию между основным источником и вспомогательным.

Преимущества генераторной установки

Преимущества хорошо построенной генераторной установки промышленного качества многочисленны, в том числе:

  • Надежность
  • Топливная эффективность
  • Масштабируемый дизайн
  • Прочная конструкция
  • Автоматическое или ручное включение в параллель
  • Автоматический контроль загрузки
  • Местное или дистанционное управление
  • Низкие выбросы

Вот подробности. Выбирая генераторный модуль APR Energy, вы можете рассчитывать на дизельные и газовые модули, в которых используются новейшие технологии поршневых двигателей с превосходной эффективностью и значительной экономией топлива, а также улучшенной стабильностью частоты и напряжения.Наши генераторы легко транспортируются по суше, морю или воздуху, они размещаются в стандартном контейнере ISO 12,2 м (40 футов). Чтобы обеспечить быструю установку и ввод в эксплуатацию по всему миру, наша конструкция упаковки имеет минимальное количество интерфейсов. Эти блоки могут быть объединены в масштабируемые блоки мощностью 5,5 МВт и могут облегчить быструю установку до 300 МВт или более.

Дополнительные преимущества генераторных установок APR Energy включают:

  • Наши модули поддерживают широкий спектр приложений коммунального / промышленного производства энергии
  • Эти прочные и надежные модули имеют минимальный вес
  • Распределительное устройство для параллельного подключения к электросети позволяет выполнять параллельное подключение в автоматическом или ручном режиме
  • В наших модулях есть система автоматического управления нагрузкой для:
    • Основная нагрузка
    • Мягкая загрузка / разгрузка
    • Коэффициент мощности или регулировка VAR
    • Поддержка напряжения в рабочем режиме
  • Автоматическая работа может быть запущена локально или удаленно с помощью системы SCADA
  • В этих модулях генераторной установки ведется постоянная регистрация данных двигателя, которые:
      • Служит важным элементом системы управления
      • Определяет график работ по техобслуживанию на объекте
      • Обеспечивает параллельную работу в автономном режиме с другими силовыми модулями
      • Имеет автономные рабочие возможности с локальным или дистанционным запуском, управлением мощностью и синхронизацией

Генератор, работающий на природном газе, и дизельный генератор

Газовый силовой модуль APR Energy - это высокоэффективный выбор, установка и ввод в эксплуатацию возможны всего за 30 дней.Технические характеристики при 50 Гц включают:

  • Длительная выходная мощность 1475 кВт
  • Частота вращения двигателя 1500 об / мин
  • Трехфазное напряжение: 400 В / 230 В
  • Размер: 12,2 x 2,5 x 2,9 м (ДхШхВ)
  • CAT (R) G3516C Газовый двигатель с низким уровнем выбросов
  • Предназначен для диапазона метанового числа 55-100

Этот модуль, работающий на природном газе, обеспечивает высоконадежную и экономичную энергию для поддержки быстрой подачи электроэнергии с автоматическим контролем нагрузки. Вы можете использовать энергию несколькими способами: непрерывно при базовой нагрузке или только в часы пик, используя автоматическое или ручное параллельное подключение через наше распределительное устройство для параллельного подключения к электросети.

Этот модуль может поддерживать широкий спектр приложений по производству электроэнергии для промышленных и коммунальных нужд, даже в экстремальных условиях и / или в удаленных местах. Эта система была разработана для оптимальной работы с природным газом из трубопроводов низкого давления с низкими выбросами. Вы можете найти значительно больше информации о характеристиках и преимуществах наших газовых генераторов.

Дизельный силовой модуль APR Energy также является высокоэффективным выбором, установка и ввод в эксплуатацию возможны всего за 30 дней.Технические характеристики при 50 Гц включают:

  • длительная выходная мощность: 1400 кВт
  • Частота вращения двигателя: 1500 об / мин
  • Трехфазное напряжение: 400 В / 230 В
  • Размер: 12,2 x 2,5 x 2,9 м (ДхШхВ)
  • компактный четырехтактный дизельный двигатель CAT® 3516B с турбонаддувом

Технические характеристики при 60 Гц включают:

  • длительная выходная мощность: 1640 кВт
  • Частота вращения двигателя: 1800 об / мин
  • Трехфазное напряжение: 480 В / 277 В
  • Размер: 12,2 x 2,5 x 2,9 м (ДхШхВ)
  • компактный четырехтактный дизельный двигатель CAT® 3516B с турбонаддувом

Наши дизельные генераторные установки обладают всеми преимуществами газовых двигателей: они экономичны, высоконадежны и способны обеспечивать быструю подачу электроэнергии для промышленных и коммунальных нужд в экстремальных условиях и / или в удаленных местах.Вот дополнительная информация об особенностях и преимуществах наших дизельных генераторов.

Пример использования генераторной установки № 1: временное энергоснабжение в коммунальном секторе Мьянмы

APR Energy была первой компанией, поставляющей электроэнергию в Мьянму после введения санкций. Эта страна, второй по величине производитель природного газа в Юго-Восточной Азии, столкнулась с трудностями из-за сочетания санкций и нехватки иностранных инвестиций. Это привело к неразвитой инфраструктуре, а также к стареющим электростанциям. Семьдесят пять процентов населения не имели доступа к электричеству, и потенциал страны по производству энергии не использовался.

Соединенные Штаты и несколько стран Европейского Союза сняли санкции в 2012 году, а в 2014 году APR Energy подписала соглашение о производстве электроэнергии с правительством Мьянмы. В течение 90 дней мы установили одну из крупнейших в стране тепловых станций, 70 процентов рабочих которой были получены из местных источников. Это получило награду Top Plants 2015.

Причины, по которым Myanmar Electric Power Enterprise выбрало нашу компанию для оказания услуг по генераторным установкам, включают нашу способность:

  • быстрое проектирование и развертывание электростанций в больших масштабах
  • эффективно оптимизировать внутренние ресурсы
  • нанимает местных работников и обеспечивает ценное обучение
  • способствует экономическому развитию общины

Дополнительную информацию об этом примере использования генераторной установки, работающей на природном газе, можно найти здесь.

Пример использования генераторной установки № 2: Промышленная горнодобывающая промышленность в Гватемале

Используя дизельные генераторы, APR Energy обеспечила надежным энергоснабжением второй по величине серебряный рудник в мире, получив признание безопасности 2015 года, поскольку мы предоставили масштабируемое решение от разработки до эксплуатации. Проблемы, с которыми мы столкнулись, включали сельский, горный район расположения рудника, а также строгие требования по охране окружающей среды и безопасности, поскольку мы спроектировали и установили систему, обеспечивающую бесперебойную подачу электроэнергии в жизненно важной ситуации.На руднике Эскобаль в Минера-Сан-Рафаэль потребовались ускоренные решения по энергоснабжению отчасти из-за проблем с полосой отвода.
Причины, по которым были выбраны наши услуги по генераторным установкам, включали нашу способность:

  • первоначально обеспечивают 2-3 МВт, которые требовались для строительства шахты
  • увеличить мощность до 15,5 МВт надежной электроэнергии, что имеет решающее значение для шахтеров, работающих под землей, которым нужны жизнеобеспечивающие водонасосные и вентиляционные системы
  • соблюдать строгие стандарты
  • обучить рабочих лучшим практикам в области охраны труда, техники безопасности и охраны окружающей среды

Подробнее об этом примере использования дизельной генераторной установки.

Потребляемая мощность генераторной установки широко варьируется в зависимости от географических и промышленных потребностей, а также других факторов. Чтобы обсудить ваши собственные уникальные требования, свяжитесь с APR Energy онлайн, чтобы обсудить наши услуги по генераторным установкам, или позвоните по телефону +1 (904) 223 2278.

Вращающийся генератор

- обзор

Антидинамо-теорема I.

Первый результат, который мы доказываем, - это декартова версия теоремы Коулинга о том, что магнитное поле B ( x, y, t ) не зависит от z , не может поддерживаться динамо-машиной.В этом случае поток должен иметь вид u ( x, y, t ), так как любая зависимость z будет передаваться магнитному полю. С помощью этого движения жидкости поле B z может быть создано из компонентов B x и B y вертикальными потоками u z , которые зависят от ( x, y ). Однако нет источника для компонентов B x и B y , и это будет означать, что динамо-машина невозможна.

Мы будем рассматривать периодическую декартову геометрию с периодичностью 2π L в x, y и z , позволяя V обозначать один блок периодичности. Для упрощения предположим, что поле постоянного потока u ( x, y ) и что B принимает форму нормального режима.

(3.23) B (x, y, t) = b (x, y) eλt + c.c., Γ = Re╡ λ.

Здесь «c.c» означает комплексное сопряжение предыдущего члена. Это вводится для получения действительного поля как Λ, а собственная функция b ( x, y ) обычно будет сложной, поскольку правая часть уравнения индукции (2.46) не является самосопряженным оператором. Мы ограничим допустимые начальные условия теми, у которых нет среднего магнитного поля в фундаментальном объеме V (по принципу II выше в разделе 2.6). Если потока нет, u = 0, а поле выражено в виде ряда Фурье, ясно, что самая медленная скорость распада - это распад γ = −η / L 2 . Соответственно имеем неравенство (ср. (3.22))

(3.24) V | ∇ × B | 2dV≥L − 2∫V | B | 2dV

для любого периодического поля с нулевым средним B с ▽ · B = 0, или аналогично для любого нулевого- среднее, периодико-скалярное поле ϕ

(3.Bz = (∂zA, −∂xA, Bz).

Важно отметить, что потенциал A ( x, y, t ) является периодическим в x и y , потому что в V. нет среднего поля. Можно проверить, что три компонента уравнения индукции выполняются при условии, что

(3,27) ∂tA + u⋅∇A = η∇2A,

(3.28) ∂tBz + u⋅∇Bz = ((∂yA) ∂x− (∂xA) ∂y) uz + η∇2Bz.

Потенциал Таким образом, подчиняется скалярному уравнению переноса без источников.Следовательно, этот потенциал должен убывать: чтобы показать это, умножьте (3.27) на 2 A и перепишите его как

(3,29) ∂tA2 + ∇⋅ (u A2) = 2η∇⋅ (A∇A) −2η | ∇A | 2.

Мы интегрируем это, используем периодические граничные условия, чтобы отбросить поверхностный интеграл, а затем применяем (3.25), чтобы получить

(3,30) ∂t∫VA2dV = −2η∫V | ∇A | 2dV≤ − 2ηL − 2∫VA2dV.

Таким образом, любая нарастающая нормальная мода (3.23) с γ> γ распад = −η / L 2 должна иметь A ≡ 0.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *