Содержание
- Простая схема генератора - генератор LC
- Изготовление компонентов для генератора DIY
- Готовы, установлены, колеблются
- Использование конденсаторного генератора
В физике осциллятор - это любое устройство, которое постоянно преобразует энергию из одной формы в другую. Маятник - простой пример. Когда он находится наверху своего колебания, вся его энергия является потенциальной энергией, а на дне, когда он движется с максимальной скоростью, он обладает только кинетической энергией. Если вы построите график зависимости потенциала от кинетической энергии через зуб, вы получите повторяющуюся форму волны. Движение маятника непрерывно, поэтому волна будет чистой синусоидальной. Потенциальная энергия, которая запускает циклический процесс, обеспечивается работой, которую вы делаете, чтобы поднять маятник. Как только вы отпустите его, маятник будет колебаться вечно, если не будет силы воздушного трения, которая сопротивляется его движению.
Это принцип резонирующего электронного генератора. Напряжение, подаваемое источником питания постоянного тока, таким как батарея, аналогично работе, которую вы выполняете, когда поднимаете маятник, и высвобождаемый электрический ток, который течет от источника питания, циклически переключается между конденсатором и индуктивной катушкой. Этот тип схемы известен как генератор LC, где L обозначает индукционную катушку, а C обозначает конденсатор. Это не единственный тип генератора, но это самодельный генератор, который вы можете сконструировать без необходимости пайки электронных компонентов на печатную плату.
Простая схема генератора - генератор LC
Типичный генератор LC состоит из конденсатора и индуктивной катушки, соединенных параллельно и соединенных с источником питания постоянного тока. Мощность поступает в конденсатор, который представляет собой электронное устройство, состоящее из двух пластин, разделенных изолирующим материалом, известным как диэлектрик. Входная пластина заряжается до своего максимального значения, и когда она достигает полного заряда, ток течет через изоляцию к другой пластине и продолжается на катушке. Затем ток, протекающий через катушку, индуцирует магнитное поле в сердечнике индуктора.
Когда конденсатор полностью разряжен, и ток перестает течь, магнитное поле в сердечнике индуктора начинает рассеиваться, что генерирует индуктивный ток, который течет в направлении, противоположном направлению к выходной пластине конденсатора. Эта пластина теперь заряжается до своего максимального значения и разряжает ток в обратном направлении к катушке индуктивности. Этот процесс продолжался бы вечно, если бы не электрическое сопротивление и утечки из конденсатора. Если бы вы построили график текущего потока, вы бы получили форму волны, которая постепенно вырождается в горизонтальную линию на оси х.
Изготовление компонентов для генератора DIY
Вы можете сконструировать компоненты, которые вам нужны для схемы генератора, используя материалы по всему дому. Начните с конденсатора. Разверните лист пластиковой пищевой упаковки длиной около 3 футов, а затем положите на него лист алюминиевой фольги, который не будет таким широким или длинным. Покройте это другим листом пластмассы, идентичным первому, и затем положите второй лист фольги, идентичный первому листу фольги, сверху этого. Фольга - это проводящий материал, который хранит заряд, а пластик - это диэлектрический материал, аналогичный изолирующей пластине в стандартном конденсаторе. Лента длиной 18 медной проволоки 18 к каждому листу фольги, а затем сверните все в форме сигары и оберните вокруг нее скотчем, чтобы скрепить его.
Чтобы сделать индуктивную катушку, используйте большой стальной болт, такой как 1 / 2- или 3/4-дюймовый болт каретки, для сердечника. Оберните провод 18 или 20 калибров вокруг него несколько сотен раз - чем больше вы обмотаете провод, тем большее напряжение будет создавать катушка. Заверните провод в слои и оставьте два конца провода свободными для выполнения соединений.
Вам понадобится источник питания постоянного тока. Вы можете использовать одну 9-вольтовую батарею. Вам также нужно что-то для проверки схемы. Вы можете использовать мультиметр, но светодиодная лампа легче (и более впечатляющая).
Готовы, установлены, колеблются
Для начала вам необходимо подключить конденсатор и индуктор параллельно. Сделайте это, скрутив один провод от индуктора к одному из проводов конденсатора, а затем скрутив два других провода вместе. Полярность не важна, поэтому не имеет значения, какие провода вы выберете.
Далее необходимо зарядить конденсатор. Сделайте это с помощью пары проводов, которые имеют зажимы типа «крокодил» на обоих концах, или получите зажим для батареи, который подходит к верхней части 9-вольтовой батареи. Зафиксируйте один провод на одной паре скрученных проводов, а другой конец - на одной из свободных клемм аккумулятора, затем используйте другой провод, чтобы подключить другую пару проводов к другой клемме аккумулятора.
Для зарядки конденсатора и начала колебания цепи может потребоваться 5 или 10 минут. По истечении этого времени отсоедините один провод от батареи и закрепите его на одном из проводов светодиода, затем отсоедините другой провод и закрепите его на другом проводе светодиода. Как только вы завершите цепь, светодиод должен начать мигать. Это признак того, что генератор работает. Оставьте цепь подключенной, чтобы увидеть, как долго светодиод продолжает мигать.
Использование конденсаторного генератора
Генератор, который вы можете построить с помощью конденсатора с пленочной обмоткой и индуктора болта каретки, является примером цепи резервуара LC или настраивающего генератора. Его тип генератора используется для приема и приема радиосигналов, генерации радиоволн и микширования частот. Другим важным конденсаторным генератором является тот, который использует конденсаторы и резисторы для преобразования входных сигналов постоянного тока в пульсирующие сигналы переменного тока. Этот тип генератора известен как RC (резистор / конденсатор) генератор, и он обычно включает в свою конструкцию один или несколько транзисторов.
RC генераторы имеют многократное использование. В каждом инверторе есть один преобразователь, который преобразует постоянный ток в переменный ток. Инвертор является важным компонентом любой фотоэлектрической электрической системы. Кроме того, RC генераторы распространены в звуковом оборудовании. Синтезаторы используют RC-генераторы для генерации звуков, которые они издают.
Не так просто построить RC генератор с найденными материалами. Чтобы сделать это, вам обычно приходится работать с реальными компонентами схемы, платами и паяльником. Вы можете легко найти схемы для простой схемы RC генератора онлайн. Форма волны от конденсаторного генератора зависит от емкости конденсаторов, сопротивления резисторов, используемых в цепи, и входного напряжения. Это математически сложное соотношение, но его можно экспериментально проверить, создавая схемы генератора с различными компонентами.