Білім беру мини жел турбинасы желдеткіш соққанда электр энергиясын өндіреді

Білім беру мини жел турбинасы желдеткіш соққанда электр энергиясын өндіреді

Бұл нұсқаулық білім беруге арналған шағын жел турбинасы жинағын құрастыру және көрсету процесін түсіндіреді. Электр энергиясын өндіруге арналған практикалық жел турбиналарынан айырмашылығы, бұл жинақ электромагниттік индукцияның негізгі принциптерін көрнекі түрде көрсететін қолмен жұмыс істейтін оқу құралы болып табылады. Қарапайым желдеткішті пайдаланып, сым орамының ішіндегі магнитті айналдыру арқылы механикалық энергияның электр энергиясына қалай айналатынын, шағын шамды қуаттандырып, өлшенетін кернеу шығаратынын көре аласыз. Бұл сыныптар, ғылыми жәрмеңкелер немесе генераторлардың қалай жұмыс істейтініне қызығатын кез келген адам үшін тамаша жоба.

Бұл жоба тек құрастыру қадамдарын орындау туралы емес; ол электр энергиясын өндірудің негізгі физикасын түсіну туралы. Міне, осы білім беру турбинасын пайдаланып, осы тұжырымдамаларды зерттеу мен көрсетудің бірнеше жолы:

• Сыныпта көрсету: Оқушыларға электромагниттік индукцияны көрнекі түрде түсіндіріп, қозғалатын магнит өрісінің сымда электр тогын қалай тудыратынын көрсетіңіз.
• Ғылыми жәрмеңке жобасы: Турбинаны желдеткіш жылдамдығының немесе қашықтықтың шығыс кернеуіне әсері туралы гипотезаларды тексеру үшін пайдаланыңыз, тартымды және интерактивті көрме жасаңыз.
• Интерактивті оқу: Әуесқойлар мен шеберлер үшін электр станцияларындағы, жел турбиналарындағы және тіпті велосипед динамоларындағы генераторлардың шағын масштабта қалай жұмыс істейтіні туралы негізгі түсінік қалыптастырудың тамаша тәсілі.
• Кернеуді өлшеу жаттығуы: Әртүрлі жүктеме жағдайында (шаммен және шамсыз) айнымалы ток кернеуін өлшеу үшін мультиметрді пайдалануды үйреніңіз.

• 

Генератор қалай жұмыс істейді

Бұл турбинаның негізгі принципі - электромагниттік индукция. Бейнеде түсіндірілгендей (бейнеде 00:47), жүйе орталықта айналатын магниттен және оның айналасындағы екі қозғалмайтын сым орамынан (орамалардан) тұрады. Желдеткіш соққанда, ол магнитке қосылған турбина қалақтарын айналдырады. Магнит айналғанда, оның магнит өрісі үздіксіз орам сымдарын кесіп өтеді. Магнит өрісіндегі бұл тұрақты өзгеріс сымдағы электрондарды қозғалуға мәжбүр етіп, электр тогын тудырады. Бейнеде уақытша өзгеріс тек қысқа импульс тудыратыны атап өтілген, сондықтан тұрақты электр ағынын сақтау үшін магнит үздіксіз айналуы керек (бейнеде 01:29).

Аппараттық құрамдас бөліктер

Бұл жоба нақты жинаққа негізделген, ал қаптаманы ашу барлық қажетті бөліктердің қосылғанын көрсетеді (бейнеде 01:51). Сізге қажет:

• Алдын ала құрастырылған қалақтары бар білім беруге арналған шағын жел турбинасы жинағы.
• Шам қосылған шағын тұрақты ток қозғалтқышы.
• Рамаға арналған пластик тақталар мен құрылымдық бөліктер.
• Құрастыруға арналған әртүрлі бұрандалар мен шағын бұрағыш.
• Жел көзін қамтамасыз ететін шағын желдеткіш.
• Сандық мультиметр (қосымша, кернеуді өлшеу үшін).

Сымдарды жалғау нұсқаулығы

Бұл жобадағы сымдар өте аз және жинақ ішінде алдын ала жалғанған. Генератордың ішкі орамдарынан шығатын екі сым - сіз басқаруыңыз қажет жалғыз электр қосылымдары. Олар қозғалтқыш/шам құрылғысына жалғанған. Бейнеде тестілеу үшін вольтметрді жалғау үшін осы сымдарды аздап тазалау көрсетілген (бейнеде 07:05). Күрделі сымдарды жалғау немесе дәнекерлеу қажет емес.

Құрастыру нұсқаулығы

Құрастыру процесі қарапайым және бейнедегі көрнекі қадамдарды орындау арқылы жақсы түсініледі. Ең бастысы - қозғалтқыш пен шам құрылғысын тұрақты ұстап тұратын, ал турбина қалақтарының еркін айналуына мүмкіндік беретін тұрақты рама құру.

1. Негізді дайындаңыз: Негізгі тақталар мен құрылымдық бөліктерді анықтаудан бастаңыз. Бейнеде қозғалтқышты дұрыс бағытта ұстап тұратын тірек бөлігін бекіту үшін ұзын бұранданы пайдалану көрсетілген (бейнеде 03:39).
2. Қозғалтқышты орнатыңыз: Шамы бар қозғалтқыш ұстағышқа орналастырылады. Оны бекіту үшін бұрандалар қолданылады, оның тұрақты екенін және турбина айналғанда айналмайтынын қамтамасыз етеді (бейнеде 04:28).
3. Турбинаны бекітіңіз: Турбина қалақтарының құрылғысы қозғалтқыштың білігіне қосылады. Бұл қосылым генератор ішіндегі магнитті айналдырады.
4. Құрылғыны тұрақтандырыңыз: Қосымша пластик бөліктер қозғалтқышты тіреу және бүкіл құрылымды қатты ету үшін қолданылады. Бейнеде желдеткіш соққанда қозғалтқыштың бұралуын болдырмау үшін тұрақты орнатудың маңыздылығы атап өтілген (бейнеде 05:13).

Тестілеу және көрсету

Құрастыру аяқталғаннан кейін көрсету қарапайым. Желдеткішті турбина қалақтарына тікелей соғатындай етіп орналастырыңыз. Қалақтар айналғанда, қосылған шам жанып, электр энергиясының өндіріліп жатқанын айқын көрнекі растауы керек (бейнеде 06:35).

Бейнеде сондай-ақ мультиметрді қолданып, неғұрлым сандық сынақ көрсетілген. Метрді генератордың шығыс сымдарына қосу арқылы кернеуді өлшеуге болады. Шам ажыратылған кезде генератор жоғары кернеу шығарады (бейнеде шамамен 8 вольт). Шам қосылып, жанған кезде кернеу айтарлықтай төмендейді (шамамен 3,2 вольтқа дейін), себебі электр энергиясының бір бөлігі жарықты қуаттандыруға жұмсалады (бейнеде 08:06). Бұл жүктеменің генератордың шығысына қалай әсер ететінін көрсететін тамаша демонстрация.

Тірі жоба демонстрациясы

Бейне турбинаның әрекеттегі толық тірі демонстрациясын ұсынады. Онда физикалық құрастыру, турбинаның стандартты тұрмыстық желдеткіштің күшімен айналуы және нәтижесінде шамның жануы көрсетілген. Демонстрация сондай-ақ шам қосылған және қосылмаған кездегі мультиметр көрсеткіштерінің нақты бейнесін қамтиды, бұл генератордың қалай жұмыс істейтіні туралы теориялық түсіндірмені қолдайтын нақты деректерді береді.

Бөлімдер

• [00:03] Оқу мини-турбинасына кіріспе
• [00:47] Генератордың қалай жұмыс істейтіні
• [01:51] Жинақты қаптамадан шығару және бөлшектерге шолу
• [03:03] Турбина рамасын құрастыру
• [05:36] Турбина мен қозғалтқышты орнату
• [06:35] Желдеткішпен сынау және шамды жағу
• [07:05] Мультиметрмен кернеу шығысын өлшеу
• [09:00] Қорытынды және түйін

Суреттер

wind-turbine-kit2-6-size

wind-turbine-kit2-5

wind-turbine-kit2-4

wind-turbine-kit2-3

wind-turbine-kit2-2

wind-turbine-kit2-1

win_turbine-kit-2

win_turbine-kit-1

win_turbine-kit-3

wind-turbine-kit2-6-size

wind-turbine-kit2-5

wind-turbine-kit2-4

wind-turbine-kit2-3

wind-turbine-kit2-2

wind-turbine-kit2-1

win_turbine-kit-2

win_turbine-kit-1

win_turbine-kit-3