Пинаев Андрей Витальевич
Научные руководители: Крылова Юлия Сергеевна, учитель физики МБОУ — СОШ № 6 г. Орла
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение –средняя общеобразовательная школа № 6 г. Орла
Азарова Луиза Александровна, методист БОУ ОО «Созвездие Орла»
Передача электроэнергии бесконтактным методом (без проводов) является актуальной задачей на сегодняшний день. Этот метод уже давно используется в радиосвязи, радиолокации и радиоразведке. В последнее время возникла необходимость в зарядке беспилотных летательных аппаратов, электромобилей в процессе движения и многое другое.
Новизна и значимость исследования заключается в простоте и наглядности метода.
Я решил изготовить генератор высокочастотных электромагнитных колебаний для школы в качестве наглядного пособия. При проведении практических опытов с изготовленным генератором (качером Бровина) было установлено, что данное устройство пригодно для демонстрации возможности бесконтактной передачи электрической энергии на расстояние.
Целью проекта является создание своими руками и изучение генератора высокочастотных колебаний электромагнитного поля.
Задачи: изучить теоретические основы электромагнитных полей и принцип работы генератора высокочастотных электромагнитных колебаний; обнаружить высокочастотное электромагнитное поле; наглядно продемонстрировать наличие и распространение электрической энергии в пространстве; исследовать зависимость мощности излучения электромагнитных волн от расстояния.
Гипотеза: Изготовленное устройство будет работать.
Объектом исследования является физическое явление по бесконтактной передаче электроэнергии при помощи электромагнитной индукции.
Предметом исследования является изготовленный генератор высокочастотных электромагнитных колебаний.
Изготовление качера прошло в несколько этапов:
- Изготовил блок питания от сети 220В на выходное напряжение 20В.
- Изготовил обмотки катушек высокочастотного трансформатора.
- Изготовил платы с монтажом электронной части.
- Проверил и настроил устройство на резонансную частоту, ориентируясь на наибольший размер стримера — светящегося разряда. [2],[3]
Для демонстрации работы, подносим к включенному прибору (качеру) светодиодную и люминесцентную лампы, либо светодиод. Лампочки начинают светиться в электромагнитном поле качера (рисунок 1).
Исследование зависимости мощности электромагнитного излучения (ЭМИ) от расстояния проводилось специально изготовленным устройством путем измерения тока в замкнутом контуре устройства. Измеренные данные занесены в таблицу 1.
Таблица 1 — Параметры зависимости силы тока от расстояния до источника ЭМИ
| Расстояние от источника ЭМИ, L, см | Показания прибора, количество делений, n | Сила тока в контуре, (мА) (1) |
| 5,5 | 30 | 33 |
| 6 | 25 | 27,5 |
| 6,5 | 20 | 22 |
| 7,5 | 15 | 16,5 |
| 9,5 | 10 | 11 |
| 13,5 | 5 | 5,5 |
| 21 | 2 | 2,2 |
| 30 | 1 | 1,1 |
По полученным данным строим график зависимости силы тока от расстояния до источника ЭМИ (рисунок 2).
Рисунок 1 — Качер
Рисунок 2 — График зависимости силы тока от расстояния до источника ЭМИ
Из графика видно, что сила тока в приемном замкнутом контуре, а следовательно и мощность ЭМИ находится в нелинейной зависимости от расстояния до источника ЭМИ и обратно пропорциональна расстоянию.[5]
Вывод: В процессе работы над проектом был сконструирован и изготовлен в домашних условиях качер Бровина. При проведении практических опытов с ним было установлено, что данное устройство пригодно для демонстрации возможности бесконтактной передачи электрической энергии на расстояние.
Список использованных источников
- Перышкин, А. В. Физика. 9 класс : учебник / А. В. Перышкин. – Москва : Дрофа, 2017. – Текст : непосредственный.
- Качер Бровина – что это такое и каково его практическое применение? Как сделать качер Бровина? : [сайт]. – URL: https://fb.ru/article/137018/kacher-brovina—chto-eto-takoe-i-kakovo-ego-prakticheskoe-primenenie-kak-sdelat-kacher-brovina. – Текст : электронный.
- LIVEJOURNAL : [сайт]. – URL: https://science-freaks.livejournal.com/963829.html#/963829.html. – Текст : электронный.
- ВикиЧтение : [сайт]. – URL: https://tech.wikireading.ru/9839. – Текст : электронный.
- Мякишев, Г. Я. Физика. 11 класс : учебник / Г. Я. Мякишев. – Москва : Просвещение, 2018. – Текст : непосредственный.