Magnētisms un elektromagnētiskie viļņi

Vēja ģenerators

 Situācijas apraksts

Āfrikas vidusdaļā ir valsts Malavi, kurā cilvēki pamatā dzīvo nelielos ciematos un nodarbojas ar zemkopību. Šajos ciematos bieži vien nav pat elektrības, tādēļ sausuma periodā viņi nevar piegādāt saviem laukiem ūdeni. 2002. gadā četrpadsmitgadīgais Viljams Kamkvamba   bada dēļ bija spiests pamest skolu. Viņa sapnis bija izveidot irigācijas sistēmu, lai viņa ciematam nav jācieš bads. Viņš no darba brīvajā laikā bibliotēkā pētīja grāmatās kā izveidot irigācijas sistēmu un iegūt enerģiju, tās darbināšanai. Iegūtās zināšanas un praktiskie mēģinājumi viņam palīdzēja izveidot no dažādiem krāmiem pirmo vēja ģeneratoru, ar kuru varēja darbināt 4 spuldzītes, lai apgaismotu savu nelielo māju, un radio. Pēc laika ne tikai viņa ģimenei, bet lielākai daļai ciemata mājās bija gaisma un irigācijas sistēmas. 2006 gadā viņš ieguva lielu popularitāti ne tikai savā ciematā, bet arī ārpus valsts. Pēc 2009 gada Viljams sāka studijas enerģētikas jomā un tagad viņa sapnis ir attīstīt elektroenerģijas industriju Āfrikā.

Pētāmā problēma

Kā vēja ģeneratora rotācijas ātrums ietekmē spuldzītes kvēlošanu?

Darba piederumi

Plastmasas caurule ar diametru ~4 cm un garumu ~ 5 cm, adāmadata, kokteiļsalmiņi vai citas tievas plastmasas caurulītes, tievs ar laku pārklāts vara vads ar diametru ~ 0,1 mm, līmlenta, līme, cieta putuplasta gabaliņš, spēcīgi magnēti, cieta plastmasas vai metāla plāksnīte ~ 2x2 cm, koka iesmiņi, putuplasta plāksnīte apmēram 15x15cm un biezums vismaz 2,5 cm, vadiņi, spuldzīte vai LED diode, papīra glāzīte vai gatavs propelleris, urbis, karstā līme, lodāmurs.

Darba gaita

 Vēja ģeneratora modeļa piemērs

1. Caur cauruli izurbj nelielu caurumu un ar līmi caurumos nostiprina 2 salmiņa gabaliņus. Caurule būs ģeneratora spoles pamatne.

2. Ap cauruli aptin tievo vara vadiņu vismaz 800 reizes, lai izveidotu ģeneratora spoli. Uztinot vara vadiņu kārtējās 100 reizes, ar līmlenti nostiprina to, lai uztītais vads stingri turētos pie caurules. Jo lielāks ir tinumu skaits, jo lielāku spriegumu spēj radīt vēja ģenerators.

3. Putuplasta plāksnes veiks vēja ģeneratora pamatnes funkciju. Tās vidū iesprauž 4 irbulīšus, uz kuriem atbalsta izveidoto spoli un pielīmē to ar līmi. Spolē izveidotajiem uzbumiem ar salmiņiem ir jābūt vērstiem vertikālā virzienā.

3. Spoles urbumos ieliek adāmadatu vertikālā virzienā. Adāmadata būs ģeneratora rotējošās daļas ass. Tieši zem ģeneratora rotācijas ass pielīmē cietas plastmasas vai metāla plāksnīti, lai samazinātu ass berzi pret pamatni.

4. Spoles iekšienē uz ass nostiprina mazu putuplasta gabaliņu. Uz putuplasta gabaliņa nostiprina magnētus. Magnētiem ir jāatrodas tieši pretējā pusē un ar pretējiem poliem.

5. Uz ass virs spoles ir jānostiprina vēja ģeneratora propeleri. Propeleri izveido no papīra glāzes vai izmanto jau gatavu propeleri. Propelleri pielīmē pie ass virs spoles.

6. Pie spoles vadiņa brībajiem galiem pievieno ar izolāciju pārklātus vadiņu un tālāk piestiprina spuldzi vai diodi.

7. Pirms ģeneratora darbināšanas vēlams ir salīmēt visas savstarpēji nekustīgās detaļas, piemēram, magnētus pielīmē pie rotācijas ass, irbulīšu pielīmē pie pamata plāksnes u.t.t.

Domā un dari pats!

Izpēti kā vēja ģeneratora rotācijas ātrums ietekmē spuldzītes kvēlošanu.Kā vēja pūšanas leņķis pret rotoru ietekmē tā griešanās ātrumu?  Kas notiktu ar vēja ģeneratoru, ja vējš kļūtu pārāk stiprs?

Ja tev ir pieejams voltmetrs, tad pārbaudi kādu spriegumu un strāvas stiprumu spēj radīt vēja ģenerators pie maksimālā griešanās ātruma un vēja ietemē pie tavas mājas vai skolas.

Nofilmē vai nofotogrāfē savu darba procesu, iegūtos rezultātus un secinājumus! Izveido Word dokumentu, kurā ievieto labākos attēlus ar skaidrojumiem, apraksti darbā iegūtos rezultātus un secinājumus.

vai

Izveidoto rakstu nosauc vejagenerators_vards.uzvards un nosūti uz info@fizmix.lv un iegūsti 50 punktus!

Skaties video!