Чарльз Платт - Электроника для начинающих (2-е издание)

Но если вы не захотите тратить деньги на катушку обмоточного провода, с учетом того, что вы вряд ли найдете ему другое применение, то мне нужно было проверить, подойдет ли монтажный провод 22-го калибра для этого эксперимента. С натяжкой можно сказать, что подойдет.

В любом случае понадобится порядка 60 метров провода. На это придется потратить немного денег, но монтажный провод вы всегда сможете использовать для обычных целей, например, для создания перемычек для макетной платы.

При намотке катушки можно соединить несколько отрезков провода, а если крепко скрутить зачищенные концы, то вам не придется их паять.

Вам понадобится также более мощный магнит. Самый маленький из тех, что заработали у меня, имеет цилиндрическую форму, длиной 2,5 см и диаметром 2 см. Он намагничен вдоль оси, т.е. его северный и южный полюсы находятся на противоположных концах его оси.

Замечание

Ось — это воображаемая линия, которая проходит через центр цилиндра параллельно его закругленной поверхности. Вы можете представить цилиндр как вал, вращающийся вокруг своей оси.

Завершенный вариант устройства показан на рис. 5.18. Магнит находится справа. Каркас катушки я сделал из фанеры толщиной 6 мм, она чуть больше 10 см в диаметре. Через центр продета пластиковая труба для воды диаметром 19 мм, ее внутренний диаметр лишь немного больше, чем диаметр магнита, и поэтому магнит может свободно скользить сквозь нее.

Чтобы сделать катушку, наденьте фанерные круги на трубку. Теперь вам нужно намотать 60 метров провода на эту катушку, позаботившись о том, чтобы у вас оставался доступ к внутреннему концу провода. Я просверлил небольшое отверстие в одном из фанерных кругов, рядом с центром, и вывел провод через это отверстие.

Ширина катушки, которую вы будете наматывать, должна быть такой же, как длина магнита, а магнит внутри трубы должен полностью входить в катушку с любой стороны. Изображение устройства в разрезе на рис. 5.19 поясняет, что я имею в виду.

Чтобы было удобно держать магнит, я просверлил отверстие в одном торце деревянной шпонки диаметром 12 мм и вкрутил туда винт типоразмера 6, с плоской головкой. После этого можно держать шпонку как ручку, а магнит надежно притягивается к винту.

Переходим к наиболее интересной части. Подключите концы вашей катушки ко входам мультиметра с помощью тестовых проводов с «крокодилами» и настройте прибор на измерение переменного напряжения, как делали это раньше. Однако в этот раз установите предел шкалы 2 В.

Вставлять и вытаскивать магнит, прикрепленный к шпонке, нужно как можно быстрее. Как вариант, отделите магнит от шпонки, опустите его в трубку, зажмите катушку между указательным и большим пальцем и встряхивайте ее вверх и вниз. Если вы усердно поработаете, то мультиметр покажет напряжение около 0,8 В.

Вы приложили столько усилий, а получили меньше вольта? Да, но ваш мультиметр показывает среднее значение. Амплитуда каждого импульса, возможно, была больше.

Отключите тестовые провода от мультиметра и подключите их к слаботочному светодиоду. Закрепите светодиод так, чтобы он не болтался по сторонам. Теперь, если энергично двигать магнит, то думаю, вы сможете заметить мигание светодиода. Если он не мигает, измените ориентацию магнита в трубке и попробуйте снова. Чтобы все заработало, вам нужен именно слабо- точный светодиод.

Если вы готовы потратить чуть больше денег, то сможете получить более впечатляющие результаты.

Для начала возьмите магнит побольше. Я получил отличные результаты с магнитом длиной 5 см и диаметром 1,5 см. Естественно, для такого магнита понадобится трубка большего диаметра.

Далее, купите катушку подходящего обмоточного провода. Я использовал около 150 метров провода 26-го калибра (диаметр 0,4 мм). Его очень легко приобрести онлайн, поставщиков много.

Если вам повезет, то обмоточный провод будет намотан на пластиковую катушку с отверстием, которое лишь немного больше диаметра вашего магнита. Или же, что еще лучше, катушка обмоточного провода обеспечит вам доступ к «хвосту» провода, торчащему из центра катушки (обведен окружностью слева на рис. 5.20).

Чтобы удалить тонкую пленку изоляции с концов обмоточного провода, вы можете очень аккуратно соскрести его лезвием ножа или зачистить мелкой наждачной бумагой. Проверьте с помощью увеличительного стекла, всю ли изоляцию вы удалили. Можете также подключить мультиметр, чтобы проверить сопротивление, которое должно быть меньше 100 Ом.

Теперь вы можете подключить светодиод к концам обмоточного провода на катушке и сгенерировать электрический ток, перемещая магнит к центру катушки и обратно, как показано на рис. 5.21.

Если катушка неподходящего размера или конец провода недоступен, то вам необходимо всего лишь перемотать провод с одной катушки на другую. Предположим, у вас есть 150 метров провода. Чтобы его перемотать, понадобится сделать около 2000 витков. Если вы делаете 4 витка в секунду, то весь процесс займет 500 секунд — меньше 10 минут, что вполне приемлемо.

На рис. 5.22 показано более мощное устройство, которое я сконструировал с целью демонстрации. Катушка обмоточного провода покрыта эпоксидным клеем, чтобы она не разматывалась, кроме того, я надежно закрепил трубу в корпусе из пластика. Неодимовый магнит притягивается к стальному винту на конце алюминиевого стержня, который также показан на фотографии.

Я подключил к катушке два ярких светодиода, соединив их встречно. Когда магнит скользит вверх и вниз, светодиоды попеременно загораются. Их противоположная полярность показывает, что напряжение проходит по катушке в одном направлении при движении вверх и в другом направлении при движении вниз (рис. 5.23).