Ne propunem să construim un dispozitiv care oferă posibilitatea de a transfera energia electrică dintr-un circuit în altul fără a fi utilizate fire de legătură (transferul energiei se va realiza în aer - care, este un izolator). Acest transfer se va realiza datorita relației strânse dintre câmpul electric și cel magnetic; drept urmare, este evident că dispozitivul nostru va utiliza bobine, acestea fiind elementele care realizează legătura între electricitate și magnetism.

Principiul de funcționare este destul de simplu: curentul electric va parcurge o bobină și, astfel, de-a lungul și în exteriorul acesteia, pe o anumită distanță, va fi generat un câmp magnetic. Câmpul magnetic va induce, într-o altă bobină, un câmp electric oferind posibilitatea de a alimenta un mic consumator: în cazul nostru, un LED.

Materiale necesare

• conductor pentru bobinaj (fir de cupru) cu un diametru cât mai mic - 0,1mm-0,5mm (un diametru mai mare al conductorului va determina un consum mai mare de energie electrica, deci bobina va consuma bateria sau bateriile într-un timp mai scurt); dacă nu aveți la dispoziție conductor de bobinaj, puteți căuta un releu defect și veți utiliza conductorul de bobinaj din interiorul acestuia
• orice obiect cilindric, cu diametru între 2cm și 8cm, pe care poate fi înfășurată o bobină; nu contează materialul deoarece acesta va fi utilizat doar ca suport pentru înfășurarea bobinelor
• un LED (de preferat, unul care emite lumină de culoare roșie, având în vedere că va ilumina la o tensiune mai mică)
• un tranzistor NPN: 2N2222, BC547 sau BC337
• un rezistor fix de 4,7kΩ (galben-violet-roșu-auriu/argintiu)
• un suport pentru două baterii LR03(AAA) sau LR06 (AA) și bateriile care vor fi inserate în suport
• un clește pentru tăiat conductorul
• un letcon (ciocan de lipit) și fludor, dacă doriți să fixați mai bine componentele între ele; altfel, puteți înfășura pur și simplu firele de legătură

Construirea bobinelor

În prima etapă vom construi bobinele. Pentru prima bobină, vom înfășura 20-30 de spire în jurul cilindrului lăsând câțiva centimetri liberi acolo unde am început înfășurarea și câțiva centimetri liberi în capătul celălalt, pentru conectarea la circuit. După ce ați finalizat bobina, realizați câte un nod în fiecare dintre capete pentru a va asigura că bobina nu se va răsfira.

Dacă nu aveți la dispoziție un alt cilindru, puteți utiliza o baterie LR14 (aproximativ 2,6cm diametru) sau o baterie LR20 (aproximativ 3,3cm diametru).

Dacă nu aveți la dispoziție nici baterii LR14 sau LR20, puteți utiliza patru creioane.

Pentru cea de-a doua bobină, vom înfășura mai întâi 10-15 spire (jumătate din numărul spirelor primei bobine) în jurul aceluiași cilindru, apoi vom crea o buclă de legătură (vom răsuci firul și îl vom întoarce către cilindru) și vom înfășura încă 10-15 spire. Astfel, am construit o bobină cu trei fire de legătură (două fire se regăsesc în capetele bobinei și al treilea la mijlocul acesteia).  După ce ați realizat bobinele, este necesar să dezizolați capetele;  puteți utiliza, cu mare atenție, o bricheta (această soluție este valabilă doar pentru conductorul pentru bobinaj care este utilizat prin intermediul unui strat de lac izolator - nu utilizați aceasta metoda pentru conductoarele izolate cu manșon de PVC pentru a nu produce un mic incendiu).

Schema electrică

Circuitul electric este cel din schema de mai jos. Emițătorul este circuitul care convertește energia electrică în câmp magnetic și utilizează bobina care conține trei fire de legătură iar receptorul convertește câmpul magnetic în energie electrică și o utilizează pentru a alimenta LED-ul.

Înainte de a începe să instalăm efectiv componentele este necesar să verificăm configurația terminalelor tranzistorului (acesta are trei terminale - bază, colector și emitor și trebuie să cunoaștem configurația corectă înainte de a-l utiliza). În plus, și LED-ul are polaritate; am învățat anterior care sunt modalitățile de a identifica terminalele sale (terminalul pozitiv este mai lung decât terminalul negativ; capsula prezintă o teșitură în dreptul terminalului negativ; dacă veți privi în interiorul capsulei LED-ului, veți observa că unul dintre pini are formă de ciocan asociată terminalului pozitiv și celălalt de nicovală - asociată terminalului negativ).

În cazul tranzistorului BC547, configurația este cea din imaginea de mai jos.

În cazul tranzistorului 2N2222, configurația este cea din imaginea de mai jos.

Configurația tranzistorului BC337 este cea din imaginea care urmează.

Circuitul electric este destul de simplu: așa cum am specificat anterior, dacă aveți la dispoziție un letcon (ciocan de lipit), fludor și îndemânarea necesară pentru a le utiliza, puteți fixa componentele cu ajutorul acestora; altfel, puteți înfășura pur și simplu firele de legătură. Indiferent de modalitatea utilizata circuitul va funcționa.

Veți observa ca LED-ul se va aprinde mai intens cu cât bobinele sunt mai apropiate una de cealaltă; aceasta se întâmplă deoarece intensitatea câmpului magnetic este cu atât mai mare cu cât sunt mai apropiate bobinele și astfel, intensitatea curentului electric ce străbate bobina receptoare este mai mare.

În prezent, un circuit similar este utilizat pentru a încărca anumite modele de telefoane mobile

Puteti urmari realizarea experimentului, pas cu pas, in clipul video de mai jos.

Articole din această categorie