你一定看過(guò)災(zāi)難片,甚至可能親自經(jīng)歷過(guò),在技術(shù)崩潰的世界末日或是遭受災(zāi)難(如:地震)襲擊的地方,電力供應(yīng)就成了嚴(yán)重的問(wèn)題。輕則不能使用電飯鍋,重則甚至通訊中斷,無(wú)法得到救援。所以在可能的電力中斷來(lái)臨前,學(xué)習(xí)一點(diǎn)發(fā)電技術(shù)似乎就顯得很有必要了。
首先讓我們來(lái)簡(jiǎn)單了解一下發(fā)電的原理。1831年,英國(guó)科學(xué)家邁克爾·法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,從此人類(lèi)開(kāi)始逐漸進(jìn)入發(fā)電時(shí)代。利用磁場(chǎng)發(fā)電的原理很簡(jiǎn)單:當(dāng)導(dǎo)體處在變化的磁場(chǎng)中時(shí),其中的帶電粒子(電子、離子等)就會(huì)隨著變化的磁場(chǎng)出現(xiàn)定向運(yùn)動(dòng),并由此產(chǎn)生電流,導(dǎo)致磁場(chǎng)變化的能量也由此轉(zhuǎn)變成電能。
直到今天,人類(lèi)使用的大部分電力都還是利用這種基本原理獲得的(水、火、風(fēng)與核電站中將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽硗膺€有太陽(yáng)能發(fā)電和化學(xué)電池等依靠其它原理發(fā)電的方式,但比例相對(duì)較低。)
另外還需要介紹一下的是Bedini SSG系統(tǒng)。著名發(fā)明家John Bedini曾經(jīng)發(fā)明了很多高效的能量系統(tǒng)。其中人們談到最多的還是還是他發(fā)明的SSG(Simplified School Girl)系統(tǒng),該系統(tǒng)是Bedini為一位朋友的女兒的科學(xué)展項(xiàng)目而設(shè)計(jì)的,用電機(jī)驅(qū)動(dòng)并能發(fā)電,該設(shè)計(jì)有諸多變種,其最大的優(yōu)點(diǎn)就是能夠高效地實(shí)現(xiàn)動(dòng)能和電能之間的相互轉(zhuǎn)化。而且值得一提的是,雖然SSG系統(tǒng)目前還是Bedini所持有的專(zhuān)利,但他允許任何人建造該系統(tǒng),所以不用擔(dān)心法律問(wèn)題。
下面要建造的就是一個(gè)SSG系統(tǒng)(本項(xiàng)目來(lái)自Instructables)。
第一步:所需物料
16×1英寸鋁制自行車(chē)輪架(不要輪胎,具體尺寸可變,輻條式和非輻條式均可,約輕越好,但是邊緣不能是有磁性的)
12塊陶瓷鐵氧體磁鐵,至少C8標(biāo)準(zhǔn)
0.5英寸寬,直徑14或15英寸的橡膠自行車(chē)輪襯墊
三極管,2N3055即可,其它的也行,注意電壓就行
電位器,阻值變化在1Ω到5kΩ之間,用來(lái)調(diào)整車(chē)輪的速度(因?yàn)檫@是實(shí)驗(yàn),用電機(jī)來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)車(chē)輪好了,末日的時(shí)候你就需要想想其它辦法了)
2個(gè)二極管:1N4001和1N4007各1個(gè)
470Ω電阻
NE-2高壓微型霓虹燈
3×6英寸有孔可焊電路板
線(xiàn)圈:這里使用的老式大喇叭中的線(xiàn)圈
2條約300英尺漆包銅線(xiàn)
其它電工用品、固定用品以及木質(zhì)基座
第二步:制作轉(zhuǎn)輪
轉(zhuǎn)輪是Bedini裝置上唯一能動(dòng)的組件,我們需要在輪子上安裝磁鐵。首先確定磁鐵的南北極方向,接下來(lái)將12顆磁鐵等距離地粘貼到轉(zhuǎn)輪上。粘好之后用膠帶固定,以免磁鐵在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中滑落。
第三步:制作固定基座
這是一個(gè)木工活,原則上只要能用就可以了,你也可以采用其他材料制作。
第四步:制作并安裝雙線(xiàn)線(xiàn)圈
雙線(xiàn)線(xiàn)圈的意思是兩個(gè)同軸的線(xiàn)圈,這是Bedini裝置的關(guān)鍵部分之一,使得這一個(gè)整體線(xiàn)圈能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩種功能:其中一個(gè)線(xiàn)圈利用變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電磁脈沖驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)輪,另一個(gè)則產(chǎn)生電流為電池充電。通常的設(shè)計(jì)是使用繞成相差4個(gè)直徑寬度的兩圈——這里使用的是20圈和24圈的配置。
接著將這兩條線(xiàn)的各一個(gè)端口引出,最好選擇從底部引出。簡(jiǎn)單固定好之后開(kāi)始繞線(xiàn):將兩根線(xiàn)像一根線(xiàn)一樣向同一個(gè)方向纏繞,并且一定要不停的壓緊,不要松弛。完成之后引出另外的兩個(gè)端口,固定并用絕緣膠帶將線(xiàn)圈壓緊固定。
接下來(lái)是制作磁芯。磁芯的選材最好是碎片化的有色金屬材料,因?yàn)榇判拘枰粩嗟乇淮呕@樣的材料可以讓這個(gè)過(guò)程變得更簡(jiǎn)單。另外,純凈的鐵也非常不錯(cuò),這里使用的就是切割成片狀的鐵片揉成的磁芯。塞入磁芯后盡量壓緊,并用膠固定。
第五步:安裝機(jī)械組件
安裝的方式很簡(jiǎn)單,將轉(zhuǎn)輪的邊對(duì)準(zhǔn)磁芯。
第六步:完成電路
這里使用的NE-2霓虹燈進(jìn)行演示,末日來(lái)臨時(shí),你可以將其換成電池來(lái)儲(chǔ)備電力(如圖中的充電電池),電路圖如下:三極管用來(lái)放大電壓。
接下來(lái)按照電路圖進(jìn)行焊接和組裝。
第七步:完工
轉(zhuǎn)輪的驅(qū)動(dòng)部分就算完工了。在這套系統(tǒng)中,我們能看到電能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能、也能看到動(dòng)能轉(zhuǎn)化成電能,最終的結(jié)果是轉(zhuǎn)輪的速度越來(lái)越快。
而如果要讓這套系統(tǒng)完全作為發(fā)電系統(tǒng),需要采用的方法就很簡(jiǎn)單了:主要在對(duì)應(yīng)永久磁鐵的位置安裝一個(gè)感性線(xiàn)圈即可。
最后,不過(guò)癮的作者又打造了一個(gè)更大的Bedini裝置,基本架構(gòu)都一樣,只不過(guò)采用了更多的磁鐵。
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