Farady-Taschenlampe:Alles, was Sie wissen müssen

Möchten Sie eine Farady-Taschenlampe für Ihr technisches Projekt erstellen, haben aber keine Ahnung davon?

Nun, Ihre Suche hat ein Ende – denn dieser Artikel ist für Sie.

Sie sollten jedoch wissen, dass die Farady-Taschenlampe mechanisch angetrieben wird. Und es hat ein komplexes Design – wenn man bedenkt, dass es sich von normalen elektronischen Schaltungen unterscheidet.

Aber Sie müssen sich keine Sorgen machen. Wir sind hier, um es Ihnen super einfach zu machen.

Aus diesem Grund haben wir diesen Artikel erstellt, um Ihnen alles zu zeigen, was Sie über die Farady-Taschenlampe wissen sollten, und wie Sie eine herstellen, indem Sie in den sauren Apfel beißen.

Fangen wir also an.

Was ist eine Farady-Taschenlampe?

Die Faraday-Taschenlampe ist ein Produkt, das mit dem Induktionsgesetz von Michael Faraday arbeitet. Die Taschenlampe bezieht ihre Energie also aus der Speicherung der kinetischen Kraft, die Sie erzeugen, wenn Sie sie schütteln.

Außerdem erzwingt der Vorgang des Schüttelns der Taschenlampe die Auf- und Abbewegung des eingebauten Magneten durch eine Spule. Dieser Prozess erzeugt insbesondere in Notfällen Strom.

Außerdem finden Sie dieses Produkt in verschiedenen Notfallsets, da es keine Batterien benötigt, um zu funktionieren. Mit dieser Taschenlampe müssen Sie sich also keine Sorgen um die Batterielebensdauer machen.

Faraday-Taschenlampe

Die Faraday-Taschenlampe ist einfach mechanisch und hat weniger bewegliche Teile als Handkurbel-Taschenlampen. So unglaublich das auch klingen mag, Sie können es leider nicht für alles verwenden.

Zum Beispiel können Sie nur etwa fünf Minuten Licht bekommen, wenn Sie die Taschenlampe 30 Sekunden lang ununterbrochen schütteln. Sie können jedoch eine unbegrenzte Lichtzufuhr erhalten, indem Sie es nach jeweils 2-3 Minuten Gebrauch 10-15 Sekunden lang schütteln.

Die Faraday-Taschenlampe ist nicht sehr erhellend. Aber es ist hell genug, um Ihnen in Notfällen zu helfen.

Aus diesem Grund wird die Faraday-Taschenlampe als Notlicht dargestellt – was es praktisch macht, sie langfristig bei sich zu behalten.

Außerdem dienen diese Taschenlampen als Lernspielzeug für die formale Bildung. Beispielsweise ist die Faraday-Taschenlampe eine großartige Möglichkeit, Schülern die Prinzipien der elektromagnetischen Induktion beizubringen.

Daher werden Faraday-Taschenlampen in den meisten Fällen mit transparenten Gehäusen geliefert. Außerdem können Sie oder die Schüler beobachten, wie sich der Magnet durch die Spule bewegt, um Strom zu erzeugen.

Wie funktioniert eine Farady-Taschenlampe?

An der Oberfläche erzeugt die Faraday-Taschenlampe Strom, wenn Sie sie schütteln. Das ist zwar richtig, aber viel tiefgreifender als Sie denken.

Im Wesentlichen benötigt eine Faraday-Taschenlampe also die folgenden wesentlichen Komponenten, um richtig zu funktionieren:

• Spiraldraht:Eine Spule aus Kupferdraht mit 300 Schleifen ist für das Design der Faraday-Taschenlampe von wesentlicher Bedeutung

Rollen aus gewickeltem Kupferdraht

• Neodym-Magnet:Die Taschenlampe benötigt einen starken Magneten, um Strom zu erzeugen, und Sie können einen riesigen Magneten oder Stapel kleiner Magnete verwenden, die miteinander verbunden sind

Neodym-Magnete

• Gleichrichter:Er ist auch entscheidend für die Umwandlung des Wechselstroms in Gleichstrom

Gleichrichter

• LED:Die Leuchtdiode ist das Bauteil, das leuchtet, wenn elektrischer Strom durch es fließt

LED-Streifen

• Kondensator:Diese elektrische Schaltungskomponente ist für die vorübergehende Speicherung mechanischer Energie verantwortlich

Kondensatoren

• Schalter:Mit dem Schalter können Sie zwischen dem Lademodus und dem Versorgungsmodus des Kondensators wechseln

Wie es funktioniert

Das Design der Faraday-Taschenlampe verfügt über einen linearen elektrischen Generator. Dieser Generator versorgt den Kondensator mit Strom, der als Batterie fungiert, wenn Sie die Taschenlampe vertikal schütteln.

Um also Strom zu erzeugen, müssen Sie den Neodym-Magneten in der Kupferdrahtspule hin und her schütteln. Dieser Prozess erzeugt einen induzierten AC (Wechselstrom) – weil sich der Magnet von rechts nach links bewegt. Der induzierte Strom fließt also durch die rechte Seite der Spule. Auch wenn es von links nach rechts zittert, fließt der Strom durch die linke Seite der Spule.

Der Gleichrichter ist praktisch, wenn es darum geht, die Faraday-Taschenlampe mit Strom zu versorgen.

Übrigens hat DC (Gleichstrom) im Vergleich zu AC mehr Verwendungsmöglichkeiten in einem Stromkreis. Wir brauchen also einen Gleichrichter, um die elektrischen Ströme umzuwandeln. Außerdem kann die Diodenbrücke dabei helfen, zwei Eingangswechselströme in einen Gleichstrom umzuwandeln.

Sobald der Gleichrichter seine Arbeit erledigt hat, beginnt sich der Kondensator aufzuladen, indem er elektrische Ladungen speichert, die durch die elektromagnetische Induktion erzeugt werden, bis Sie den Schalter ausschalten. Wenn der Kondensator vollständig aufgeladen ist (höchstwahrscheinlich nach 30 Sekunden), überträgt der Kondensator seine gespeicherte Elektrizität an die LED.

Wenn der Strom durch die LED fließt, beginnt sie zu leuchten. Das emittierte Licht wird also nicht erlöschen, bis die gespeicherte Energie im Kondensator erschöpft ist.

Kurz gesagt, es ist erwähnenswert, dass nicht alle Faraday-Taschenlampen auf dem Markt original sind.

Einige gefälschte Versionen verwenden nicht wiederaufladbare Lithiumzellen, die den Superkondensator ersetzen. Darüber hinaus weisen diese gefälschten Designs gefälschte Magnete und Spulen auf, die beim Schütteln keinen Strom erzeugen.

Es ist also eine großartige Idee, selbst eine zu erstellen.

Aber Sie müssen wissen:

Das Entwerfen einer DIY-Faraday-Taschenlampe kann schwierig sein. Außerdem müssen Sie die Batterien nicht aufladen oder austauschen. Wenn Sie also einen erstellen, verwenden Sie die richtigen Werkzeuge. Und wenn Sie eine kaufen, achten Sie auf Anzeichen einer gefälschten Faraday-Taschenlampe.

Sie können die normale Faraday-Taschenlampe oder die Mini-Faraday-Taschenlampe kaufen.

Wie erstelle ich eine Farady-Taschenlampe?

Hier zeigen wir Ihnen in diesem Abschnitt, wie Sie aus Magneten und anderen elektrischen Komponenten eine einfache Shake-Taschenlampe herstellen.

Aber bevor wir beginnen, hier sind die Materialien, die Sie für dieses Projekt benötigen.

Komponenten, die Sie benötigen, um Ihre DIY-Farady-Taschenlampe zu erstellen

• Magnetdraht (vorzugsweise Kupfer)
• Kondensator
• PVC-Rohr (kleiner Schnitt)

Ein Satz PVC-Rohre

• Neodym-Magnet
• Klebeband

Klebeband

• Widerstand

Eine Reihe von Widerständen

• Brotbrett
• Drähte

Schaltplan

Hier ist ein Bild der Schaltung, mit der wir arbeiten werden:

Ein Schaltplan für eine Shake-Taschenlampe

Zu befolgende Schritte

Wie wir bereits erwähnt haben, kann die Herstellung einer Faraday-Taschenlampe schwierig sein. Aber wenn Sie diese Schritte befolgen, sollte der Prozess weniger komplex werden.

Schritt 1:Stellen Sie Ihre Induktionsspule her

Schneiden Sie zuerst ein kleines Stück PVC-Rohr ab – wir kommen später darauf zurück.

Aber vorher wäre es ideal zu wissen, dass die Größe des Magneten, den Sie für diese Taschenlampe benötigen, vom Innendurchmesser des Rohrs abhängt. Achte also darauf, die richtige Größe zu wählen.

Sie können beispielsweise ein PVC-Rohr mit einem Innendurchmesser von 3/4 Zoll und einer Länge von 6,5 Zoll verwenden. Aus diesem Grund würde ein 3/4-Zoll-Magnet perfekt passen. Die Länge ist nicht so wichtig, aber beachten Sie, dass der Magnet kurze Strecken zurücklegen muss, wenn Sie ihn schütteln.

Sobald Sie Ihr PVC geschnitten haben, besteht der nächste Schritt darin, Ihren Kupferdraht um das Rohr zu wickeln. Stellen Sie dann sicher, dass Sie zwei Enden auslassen – eines am Anfang und eines am Ende. Befestigen Sie diese Enden schließlich an anderen Drähten.

Wenn Sie keinen Stress haben, verwenden Sie außerdem einen Bohrer, um das Rohr zu drehen, während Sie den Draht halten. Es wird es schneller umwickeln, als es mit Ihren Händen zu tun.

Beachten Sie jedoch, dass die Anzahl der Windungen die erzeugte Spannung bestimmt. Wir empfehlen also etwa 300 Drahtschleifen für den Job. Schließlich können Sie etwas Klebeband verwenden, um Ihre Spule zu sichern.

Schritt 2:Testen Sie die Drähte

Bevor Sie Ihre Schaltung erstellen, testen Sie die Verdrahtung, um sicherzustellen, dass sie funktioniert. Testen Sie daher Ihre Spulenbaugruppe mit zwei LEDs, um zu prüfen, ob sie Strom erzeugt.

Schließen Sie dazu die Spule und die LEDs (parallel) an Ihr Steckbrett an. Verbinden Sie dann die Enden der Spule mit isolierten Drähten, bevor Sie sie am Steckbrett befestigen.

Schritt 3:Erstellen Sie Ihre Schaltung

Nachdem Sie Ihre Spule getestet haben, ist es Zeit, die Schaltung aufzubauen. Das erste, was hinzugefügt werden muss, ist der Brückengleichrichter.

Besorgen Sie sich dann vier einzelne Dioden (vorzugsweise 1N4007-Dioden) und kombinieren Sie sie zu einer Einheit. Es wird Ihnen helfen, eine LED zum Leuchten zu bringen, da sich der Strom in eine Richtung bewegt.

Schließen Sie als Nächstes Ihren Widerstand an die Schaltung an und stellen Sie sicher, dass Sie die LEDs in Reihe mit dem Widerstand schalten. Dann können Sie einen 300-Ohm-Widerstand verwenden, um dies zu erreichen.

Fügen Sie schließlich Ihren Kondensator hinzu, um die Schaltung zu vervollständigen. Der Kondensator glättet den Strom und sorgt schnell für einen gleichmäßigen Stromfluss – mit kurzen Stößen. Ohne den Kondensator würde Ihre LED eher blinken als dauerhaft leuchten.

Schritt 4:Schaltung testen

Schließlich ist es an der Zeit, Ihre fertige Schaltung zu testen und Ihrem Kondensator eine elektrische Ladung zu geben. Sie können Ihrer Taschenlampe also einige technische Details hinzufügen, indem Sie sie mit mechanischer Verpackung verbessern.

Außerdem können Sie Magnete an beiden Enden der Röhre anbringen, um den Neodym-Magneten in der Röhre zu halten und Energieverschwendung zu vermeiden.

Was sind die Vor- und Nachteile der Farady-Taschenlampe?

Eine Faraday-Taschenlampe zu haben kann ziemlich praktisch sein, aber das Produkt hat seine Nachteile. Vor diesem Hintergrund sind hier einige Vor- und Nachteile der Verwendung einer Shake-Taschenlampe:

Vorteile

Für den Betrieb sind weder Strom noch Batterien erforderlich. Stattdessen ist der Prozess rein mechanisch.

Perfekt für Notfälle

Shake-Taschenlampen sind umweltfreundlich

Nachteile

Sie müssen das Produkt einige Sekunden lang kräftig schütteln.

Das Licht kann nach 2 oder 3 Minuten Gebrauch schwächer werden

Schlussworte

Eine Faraday-Taschenlampe ist ein hervorragendes Beispiel für piezoelektrische Energie. Insgesamt hat die Taschenlampe ihren Nutzen – trotz ihrer Einschränkungen.

Wenn Sie beispielsweise Batterieangst haben, wäre die Faraday-Taschenlampe eine perfekte Alternative für Sie, da sie nicht mit einem Akku betrieben wird. Stattdessen wird es mit erneuerbarem elektrischem Strom betrieben.

Achten Sie außerdem auf gefälschte Taschenlampen, falls Sie eine kaufen möchten.

Das fasst alles zusammen, was Sie über die Faraday-Taschenlampenschaltung wissen müssen.

Wenn Sie also eine für Ihre Projekte erstellen möchten, haben wir eine vollständige Anleitung bereitgestellt, um die Dinge einfacher zu machen.

Zögern Sie jedoch nicht, uns zu kontaktieren, wenn Sie weitere Informationen benötigen.