В прошлой статье про сборку самодельного осциллографа мы построили временной график изменения переменного напряжения бытовой электросети и убедились, что напряжение не только меняет свое значение но и происходит постоянная смена полярности.
10 миллисекунд ток течет в одном направлении, следующие 10 миллисекунд в противоположном и все повторяется.
Но форма изменения напряжения в электросетях изменяется по закону синуса. Почему не загнать в бытовую сеть какую-нибудь пилу или импульсы прямоугольной формы? И сложно ли построить механический генератор который будет создавать переменный ток аналогичный току из розетки?
Если в магнитном поле вращать проводник, то в нем наведется переменная синусоидальная ЭДС.
По окружности проводник у нас вращается с постоянной скоростью - но если посмотреть на эту конструкцию сбоку видно, что само магнитное поле он пересекает с разной скоростью.
Например когда проводник проходит точки 3 и 7, он с максимальной скоростью пересекает поле, хотя и в разных направлениях. В эти моменты в проводнике наводится ЭДС наибольшая из всех возможных, но разумеется в разной полярности. Полярность наведенной ЭДС в данном случае зависит от того в каком направлении проводник пересекает магнитное поле и определяется эта полярность по известному правилу правой руки. Когда проводник проходит точки 1 и 5, он вообще не пересекает магнитного поля и в эти моменты ЭДС равна нулю. Во всех остальных точках наводится ЭДС разной величины от максимальной до нуля, причем на всем участке движения от 1 до 5 ЭДС имеет одну полярность, а от 5 до 1 - противоположную. Таким образом в проводнике, который вращается в магнитном поле, наводится переменная ЭДС, непрерывно меняется её величина и периодически меняется её полярность.
Это был общий принцип - но из одного проводника много электричества не добудешь. Дело пойдет гораздо лучше если использовать катушку и вставить в нее сердечник. Если использовать постоянные магниты - то для генератора не потребуется коллекторный узел (щетки для съема электричества). В данном случае в место проводника и катушек мы будем двигать само магнитное поле).
Подключаем к осциллографу катушку
Знакомая картинка ?
Но главный прикол будет когда через катушку мы прокатим пачку из 6 магнитов чередуя полюса между собой.
На выходе катушки получится почти идеальный синус )))
На графике видно 5 больших пиков и 2 маленьких, но если свернуть пластину с магнитами в кольцо и начать вращать вокруг катушки, получится идеальный источник синусоидальной ЭДС.
Если лень мотать катушки самому - такую умную игрушку можно купить в Китае на алиэкспресс.
Это так называем генератор с внешним ротором который представляет из себя множество чередующихся полюсов постоянных магнитов. Статор неподвижен. Данный генератор является трехфазным (т.е. он выдает сразу три синусоидальных ЭДС, но работает на абсолютно точно таком же принципе. Его устройство и опыты с ним разберем в другой статье.
Статья про самодельный осциллограф доступна по этой ссылке.
Полный список всех статей канала доступен по этой ссылке .
Всем удачи!