Ученый из НГУ создал асимптотически оптимальные тесты для генераторов случайных чисел
Вам может показаться, что случайные числа – это что-то далекое и неизвестное. Но на самом деле мы встречаем их каждый день. Самый простой пример генерирования случайных чисел в обыденной жизни – это подбрасывание монеты: «орел» – это ноль, «решка» – единица. Подобный эксперимент можно повторить несколько раз, чтобы получить последовательность из нулей и единиц.
Сейчас случайные числа используются в компьютерных играх, в системах защиты информации, в численных методах решения вычислительных задач. Важно отметить, что с системами защиты информации мы встречаемся практически каждый день, покупая через интернет билеты на самолет, заказывая домой пиццу и совершая массу других покупок и платежей через интернет. При проведении этих действий необходимо ввести номер банковской карты и важно, чтобы этот номер и вся информация на карте были зашифрованы, иначе нечестные люди могут получить доступ к чужим деньгам.
Для шифрования информации в системах защиты используют генераторы, которые основаны на различных физических эффектах. Например, широко используются квантовые генераторы для вычисления с высокой скоростью последовательностей случайных чисел. Как и любой прибор, генераторы, построенные на физических явлениях, необходимо периодически проверять с помощью специально разработанных статистических тестов. Генераторы случайных чисел и тесты для них играют важную роль в системах защиты информации, поэтому в России, США, Германии и многих других технологически развитых странах разработаны стандарты для генераторов и тестов, применение которых обязательно на территории этих стран. В силу большой важности генераторов и тестов для информационных технологий, их разработкой и исследованием занимаются сотни исследователей во всем мире, которые публикуют многочисленные статьи и монографии.
Профессор Факультета информационных технологий Борис Рябко описал тест для генератора случайных чисел и доказал, что он асимптотически оптимален.
– Асимптотически – значит, что объем выборки нулей и единиц увеличивается. Сейчас используются мегабайты и даже гигабайты случайных чисел, которые производятся в течение дня в системах защиты информации. Так что вполне разумно рассматривать асимптотическое поведение генератора, когда мы работаем с действительно большими последовательностями из нулей единиц, – поделился ученый и также отметил, что ранее подобные тесты не были известны.
Принцип работы оптимального теста построен на результатах науки о «сжатии данных», внешне очень далекой от математической статистики. Методы «сжатия данных» развиваются в рамках теории информации и также находят самое широкое применение при пересылке информации, например, писем электронной почты, фильмов, просматриваемых в YouTube и т.д. При тестировании случайных чисел используются неискажающие методы сжатия данных, т.е. такие, когда закодированный («сжатый») файл может быть декодирован к исходному виду.
Неформально, основная идея теста очень проста: если длинная последовательность из нулей и единиц может быть существенно сжата (скажем, на один-два байта), то она не случайна. Интересно, что такого рода внешне простые соображения стали основой глубокой математической теории, основанной в прошлом веке российским математиком А. Н. Колмогоровым для определения понятия «случайное».
– Для меня теория информации и, в частности, сжатие данных, были математическими направлениями, в которых я получил первые результаты еще в аспирантском возрасте, поэтому для меня было совершенно естественно применять их в математической статистике, – рассказал Борис Рябко.Простой звуковой генератор — RadioRadar
Простой генератор звуковой частоты собрать совсем несложно. Пригодиться он может для проведения тестирования любых звуковых цепей, к примеру, самодельной аппаратуры, или для игровых/обучающих целей («just-for-fun»). Звук, который будет издавать такой генератор – в большинстве случаев писк. Поэтому такой прибор еще часто называют «пищалкой».
Собрать «пищалку» можно несколькими способами. Опишем два самых простых.
Способ 1 — аналоговый
Схема выглядит так:
Рис. 1. Схема звукового генератора
Требуемые инструменты и материалы:
- Материал для платы – подойдет небольшой кусок фольгированного текстолита.
- Резак.
- 2 комплементарных транзистора типа NPN и PNP. Мощность должна быть совсем небольшой. Примеры таких пар: 2SA1908 — 2SC5100; BD241C -пара BD242C; BC33740 и BC32740 и т.п.
- Конденсатор емкостью от 10 до 100 фарад.
- Маломощный динамик – новый или от любой техники, к примеру, от накладных наушников или слабеньких колонок.
- Кнопка (можно использовать тумблер) – подойдет любая, от фонарика, испорченного джойстика и даже старого тетриса.
- Батарейка – крона или пальчиковая. От мощности батарейки будет зависеть мощность генератора.
- Подстроечный резистор номиналом не более 100-200 кОм.
Первым делом готовим плату – резаком проделываем на ней горизонтальные прорези так, чтобы полученные участки с проводником выполняли роль дорожек, как при травлении. Как альтернативу можно использовать макетную плату (она тоже не требует работы с реагентами, краской и т.п.).
Бывалые радиолюбители определенно смогут собрать такую схему даже без плат, путем простой пайки деталей между собой на весу (в этом случае лучше всего использовать в качестве соединителей провода в изоляционной оплетке).
Компоненты монтируются в любом удобном вам порядке.
Переменный резистор позволит вам «поиграться» с «пищалкой», меняя частоту генерации в определённых пределах (для более сложной генерации звуковых колебаний проектируются более сложные схемы).
Итоговый вариант может выглядеть так.
Рис. 2. Звуковой генератор в сборе
Если в доступе есть двубазовый транзистор (например, как КТ117), то схема становится еще проще.
Рис. 3. Схема с двубазовым транзистором
Способ 1. 1 – расширенный для дверного звонка
Если конечной целью использования генератора звука является функционал дверного звонка, то при минимальном количестве исходных элементов можно получить «трели канарейки», собрав схему ниже.
Рис. 4. Схема звукового генератора
Даже ее можно спаять «на весу» без использования печатной или макетной платы.
Способ 2 — с использованием микросхем («цифровой»)
Как бы это ни казалось странным, но простой звуковой генератор можно сделать и из микросхем.
В качестве «простой» микросхемы можно использовать К155ЛА3 (как аналог К555ЛА3 или другие, работающие по логике двух «и-не»).
Фактически, схема представляет собой слегка переделанный генератор тактовых импульсов (ГТИ). Итоговая схема выглядит следующим образом.
Рис. 5. Итоговая схема
Частоты звуковых колебаний здесь могут подстраиваться резистором R1 (второй регулирует величину выходного сигнала) в пределах 500 Гц – 5 кГц.
Все указанные логические элементы (DD1.1-DD1.4) фактически представлены в одном корпусе микросхемы, то есть для сборки вам понадобится только 4 детали (микросхема, 2 резистора и конденсатор).
Способ 2.1 – «странные звуки»
На базе все той же микросхемы, можно сгенерировать целую «какофонию» звуков. Это может быть и мычание быка, и кваканье, и мяуканье, и даже «уканье» кукушки.
Схема будет иметь следующий вид.
Рис. 6. Схема звукового генератора
Добавляются несколько резисторов и транзистор. Получается своего рода симбиоз аналоговой и цифровой схемы.
В качестве микросхемы здесь используется К176ЛА7, однако могут подойти и другие аналоги (например, из серии К561).
Автор: RadioRadar
Лидогенератор CoMagic — генерация заявок и звонков с сайта — CoMagic
Лидогенератор CoMagic — генерация заявок и звонков с сайта — CoMagic Всплывающие формы для посетителей сайтаУдерживайте клиентов интересными и своевременными предложениями
Как работает Лидогенератор
Лидогенератор учитывает поведение посетителя и предлагает ему выполнить действие: заказать звонок, отправить заявку или откликнуться на акцию.
Настройте сценарий лидогенератора:
Определите
целевое действие.
2
Выберите сегмент посетителей и условия показа формы.
3
Настройте
внешний вид.
4
Следите за всеми обращениями и ростом конверсии в специальном отчете.
Сценариев много не бывает
Чтобы посетители всегда получали только интересные и уникальные предложения, можно настроить бесконечное количество сценариев лидогенератора.
Хотите попробовать лидогенератор CoMagic?
Свяжитесь с нашим менеджером.
Он расскажет о лидогенераторе и подберет для вас подходящий тариф.
Виды сценариев Лидогенератора
Автоприглашение в чат
Составляйте текст автоматических приглашений в чат для посетителей, которые долго просматривают те или иные страницы.
Больше приглашений – больше чатов – больше покупок.
Генератор звонка
Всплывающее окно с предложением обратного звонка, которое показывается при уходе с сайта или по заданному таймингу. Со стороны клиента генератор выглядит как форма для заказа звонка на сайте: для разговора с оператором нужно просто вписать в нее свой номер телефона, и через несколько секунд ответить на входящий вызов.
Напомните о быстром и бесплатном способе связи с помощью сценария генератора звонка. Это отлично работает для посетителей, которые просматривают страницу контактов в поисках номера телефона.
Генератор заявки
Заявки работают даже ночью и в выходные дни. С такой формой обратной связи у посетителей всегда будет возможность связаться с компанией. А у вас – не упускать клиентов в нерабочее время.
Эта форма обратной связи отлично работает, если у ваших менеджеров нет возможности позвонить клиенту непосредственно в текущий момент.
Персональные формы
Они хороши тем, что позволяют клиенту не просто оставить свои контактные данные, а отреагировать на готовое предложение. Соответственно, увеличиваются шансы на принятие решения о покупке.
Лидогенератор CoMagic – самый простой способ собирать лиды
Предложение, которое точно заинтересует посетителя
Выбор сегмента и графика показа
Настройка ограничений и частоты повторовАнализ эффективности и подробные отчеты
Тур по лидогенератору
- Настройка сценариев
- Отчет по лидогенерации
- Отчет по заявкам
Настройка сценариев
Отчет по каждой форме
Отчет по лидогенерации покажет число просмотров виджетов, лидов и отказов по разным рекламным кампаниям, сценариям или формам лидогенератора.
Отчет по заявкам
Отчет по заявкам расскажет, во сколько отправлялись заявки, покажет контактные данные посетителей, теги обращений, текст заявки и источник перехода. По клику на ID посетителя переходите в карточку клиента, чтобы отследить историю общения: с каких телефонных номеров звонил конкретный клиент, когда обратился в первый, а когда в последний раз.
Рассчитайте стоимость вашего CoMagic
Тарифы Есть предложение от конкурентов?Просто укажите его
Доступ в демо-кабинет
Спасибо за обращение.
Мы скоро с вами свяжемся
Демо-кабинет
Заполните форму, и наш специалист проведет для Вас индивидуальный демо-тур по кабинету CoMagic, покажет возможности сервиса и ответит на вопросы
Easy Science Projects для детей — создание простого генератора
Введение
Теоретически объяснить детям, как работает генератор, и объяснить на практике, сделав простой генератор перед ними, — это две разные вещи. Нет ничего лучше, чем объяснить детям концепции электричества, построив на их глазах небольшой генератор, который позволил бы им не только понять процесс производства электричества, но и узнать, как устроен простой генератор.В этой статье о простых научных проектах для детей мы узнаем о том, как сделать простой генератор, который может зажечь небольшую лампочку фонарика. Прежде чем приступить к действительной процедуре, мы быстро рассмотрим работу генератора и все, что нам потребуется для его изготовления.
Работа генератора
Если мы дойдем до самых основ генератора, то генератор — это не что иное, как устройство из проволочной катушки, вращающейся в магнитном поле ряда магнитов.Когда катушка с металлической проволокой вращается под действием магнитного поля, в обмотках проволоки индуцируется напряжение. Следует отметить, что с увеличением количества обмоток в катушке индуцированное в катушке напряжение также увеличивается. Кроме того, чем больше магнитная сила, тем больше генерируется напряжение.
Генератор должен располагаться таким образом, чтобы катушка постоянно находилась под действием магнитного поля. На основании заявки решается, будет ли вращаться катушка или магниты.Для изготовления такого устройства нам потребуется легкодоступный материал, который может концентрировать большое магнитное поле. Железный гвоздь — лучший выбор для этого, поскольку он имеет цилиндрическую форму и может легко концентрировать магнитное поле. Более того, поскольку гвоздь может легко намотать на него проволочную катушку, притягивается больший магнитный поток, что увеличивает общую эффективность всей генераторной установки.
Еще один важный аспект — толщина проволоки. Чем толще провод, тем больше индуцируемое напряжение и меньше потери мощности.Но при изготовлении простого генератора большие обмотки не могут поместиться на гвоздь и, таким образом, уменьшат генерируемую мощность. Чтобы перечислить вниз, нам понадобятся следующие предметы —
Процедура изготовления генератора
Сначала возьмите картон и нарисуйте на нем два равных круга, пропорциональных гвоздю. Вырежьте два круга соответствующим образом и сделайте отверстия точно в центре каждого из них. Возьмите железный гвоздь и протолкните один круг прямо к голове. Следует отметить, что гвоздь не должен иметь ржавчины, иметь большую головку и быть достаточно длинным, чтобы вместить достаточное количество витков.
Затем возьмите изоляционную ленту и намотайте ее возле более острого края на 2-3 сантиметра. Теперь возьмите второй круг и протолкните его вправо до изолированной части на конце гвоздя. Используйте ту же изоляционную ленту с каждой стороны кругов, чтобы закрепить их. После этого он будет напоминать катушку, на которой теперь должны быть намотаны обмотки.
Теперь возьмите медную проволоку и начните наматывать ее между двумя кругами. Перед этим убедитесь, что на начальном конце осталось свободным не менее 10 сантиметров проволоки.Продолжайте делать обмотки слоями одна над другой, пока картонные круги не смогут удерживать обмотки между ними. После этого оставьте не менее 10 сантиметров провода на другом конце.
Затем возьмите свободные концы провода, снимите с них изоляцию и подключите их к лампочке фонарика. Теперь поднесите магнит к шляпке гвоздя и начните резкими и быстрыми движениями перемещать его вокруг шляпки. Магнит при перемещении вокруг катушки не должен находиться на расстоянии более пяти миллиметров от катушки.Через некоторое время лампочка загорится, указывая на выработку электроэнергии.
Это самая простая форма генератора, с помощью которой можно объяснить создание электричества. Однако можно создать более сложный механизм, заставив магнит автоматически перемещаться вокруг гвоздя или сделав простой ручной генератор, как показано на рисунке.
Ссылки
ЦЕНТР ТВОРЧЕСКОЙ НАУКИ **, ** Доктор Джонатан Хейр, Университет Сассекса
Генератор переменного тока
Генератор переменного токаДалее: Генератор постоянного тока Up: Магнитная индукция Предыдущая: Вихревые токи
Генератор переменного тока Электрический генератор или динамо-машина — это устройство, преобразующее механическую энергию в электроэнергия. Простейший практичный генератор состоит из прямоугольного катушка вращается в однородном магнитном поле. Магнитное поле обычно подается постоянным магнитом. Эта установка проиллюстрирована на рис. 38.
Пусть будет длина катушки вдоль оси вращения, а
ширина катушки, перпендикулярная этой оси. Предположим, что
катушка вращается с постоянной угловой скоростью в равномерном
магнитное поле напряженности.Скорость, с которой двое
длинные стороны катушки ( т. е. ,
стороны и) движутся через магнитное поле, это просто продукт
угловой скорости вращения и расстояния каждого
сторону от оси вращения, поэтому
. Двигательная ЭДС
индуцированный в каждую сторону задается
, где
составляющая магнитного поля, перпендикулярная мгновенному направлению
движения рассматриваемой стороны.
Если направление магнитного поля составляет
угол с нормальным направлением к
катушку, как показано на рисунке, затем
. Таким образом, величина двигательной ЭДС, генерируемой в сторонах и
является
(209) |
где площадь катушки. ЭДС равна нулю, когда или, поскольку направление движения сторон и параллельно направлению магнитного поля в этих случаях. ЭДС достигает максимального значения, когда или, поскольку направление движения сторон и находится на перпендикулярно к направлению магнитного поля в этих случаях.Между прочим, из симметрии ясно, что нет чистого двигательного ЭДС генерируется в сторонах и катушки.
Предположим, что направление вращения катушки такое, что сторона
перемещается на страницу на рис. 38 (вид сбоку), тогда как сбоку
перемещается со страницы. Двигательная ЭДС, индуцированная в побочных действиях от
к . Точно так же двигательный
ЭДС индукции в побочных действиях от до. Видно, что обе ЭДС
действуйте по часовой стрелке вокруг катушки. Таким образом, чистая ЭДС
действуя вокруг
катушка
.Если в катушке есть витки, то чистая ЭДС становится равной . Таким образом, общее выражение для ЭДС, генерируемой вокруг
устойчиво вращающаяся многовитковая катушка в однородном магнитном поле
(210) |
где мы написали для постоянно вращающейся катушки (при условии, что в ). Это выражение также можно записать
(211) |
куда
(212) |
— пиковая ЭДС, создаваемая генератором, и — количество полных оборотов, выполняемых катушками в секунду. Таким образом пиковая ЭДС прямо пропорциональна площади катушки, количеству витков в катушке частота вращения катушки, и напряженность магнитного поля.
На рисунке 39 показана ЭДС, указанная в формуле. (211) в виде функции времени. Видно, что изменение ЭДС во времени равно синусоидальный в природе. ЭДС достигает максимальных значений, когда плоскость катушка параллельна плоскости магнитного поля, проходит через ноль, когда плоскость катушки перпендикулярна магнитному полю, и меняет направление подписывать каждые полупериоды оборота катушки.ЭДС периодическая (, то есть , он постоянно повторяет один и тот же образец во времени), с период (который, конечно же, период вращения катушки).
Предположим, что некоторая нагрузка (, например, , лампочка или электрический обогреватель)
элемент) сопротивления подключается к клеммам
генератор. На практике это достигается соединением двух концов
катушка к вращающимся кольцам, которые затем подключаются к внешней цепи с помощью
металлических щеток. По закону Ома ток, протекающий в
нагрузка дается
(213) |
Обратите внимание, что этот ток постоянно меняет направление, как и ЭДС генератора. Следовательно, тип генератора, описанный выше, является обычно называют переменного тока , или, генератора.
Ток, протекающий через нагрузку, также должен течь по катушке.
Поскольку катушка находится в магнитном поле, этот ток вызывает
крутящий момент на катушке, который, как легко продемонстрировать, замедляет ее
вращение. Согласно разд. 8.11, тормозной момент действующий
на катушке дается выражением
(214) |
куда — составляющая магнитного поля, которая лежит в плоскости катушки. Из уравнения (210) что
(215) |
поскольку . Внешний крутящий момент, равный разрывному моменту и противоположный ему, должен быть приложен к катушка, если она должна вращаться равномерно , как предполагалось выше. Скорость, с которой этот внешний крутящий момент действительно работает, равна произведение крутящего момента и угловой скорости катушки. Таким образом,
(216) |
Неудивительно, что скорость, с которой работает внешний крутящий момент, точно соответствует скорость, с которой электрическая энергия генерируется в цепи, состоящей из вращающейся катушки и нагрузки.
Уравнения (210), (213) и (215) дают
(217) |
куда . На рисунке 40 показан разрыв крутящий момент, построенный как функция времени, согласно Уравнение (217). Видно, что крутящий момент всегда одного знака (, т.е. , всегда действует в одном и том же направление, чтобы постоянно противостоять вращение катушки), но не постоянный во время. Вместо этого периодически пульсирует с периодом.Нарушение крутящий момент достигает максимального значения, когда плоскость катушки параллельна плоскость магнитного поля и равна нулю, если плоскость катушки перпендикулярна к магнитному полю. Понятно, что внешний крутящий момент нужен чтобы катушка вращалась с постоянной угловой скоростью, она также должна пульсировать вовремя с периодом. Постоянный внешний крутящий момент приведет к неравномерно вращающемуся катушки, и, следовательно, к переменной ЭДС, которая меняется со временем в более сложнее, чем .
Практически все коммерческие электростанции вырабатывают электроэнергию с помощью генераторов переменного тока. Внешнее питание, необходимое для вращения генерирующей катушки, обычно подается от паровая турбина (продувка паром по вентиляторным лопаткам, которые принудительно вращается). Вода испаряется, чтобы произвести высокое давление пара, сжигая уголь, или используя энергию, выделяемую внутри атомной электростанции. реактор.Конечно, на гидроэлектростанциях мощность нужна на поворот катушки генератора подводится водяная турбина (аналогичная к паровой турбине, за исключением того, что падающая вода играет роль пара). Недавно был разработан новый тип электростанции, в которой мощность, необходимая для вращения генераторной катушки, вырабатывается газовой турбиной. (по сути, большой реактивный двигатель, работающий на природном газе). В Соединенных Штатах и Канаде переменная ЭДС, генерируемая электростанциями, колеблется на Гц, что означает, что катушки генератора на электростанциях вращаются точно шестьдесят раз в секунду. В Европе и большей части остального мира частота колебаний коммерчески производимой электроэнергии составляет Гц.
Далее: Генератор постоянного тока Up: Магнитная индукция Предыдущая: Вихревые токи Ричард Фицпатрик 2007-07-14
|
Простейший генератор из простейшего двигателя ?: Учитель физики: Том 44, № 2
Показатели статьи
Просмотры
26 год
Цитаты
Crossref 1Web of Science
ISI 0
Альтметрический
Обратите внимание: Количество просмотров соответствует полному тексту просмотров с декабря 2016 года по настоящее время. Просмотры статей до декабря 2016 года не включены.
Как сделать простой электрический генератор —
Простейший самодельный электрогенераторКак сделать простой электрогенератор зажигает светодиодное электричество встряхиванием магнитов
Уровень эксперимента:
Вторичный класс, концепция: индуцированная электродвижущая сила зажигает светодиод.
Введение:
Изменяющийся магнитный поток через катушку индуцирует в катушке ток.Это явление называется электромагнитной индукцией и было открыто Майклом Фарадеем в Англии в 1831 году.
Это одно из важнейших явлений в физике и практическом использовании. Для этого нужен гальванометр, сильный магнит и катушка с достаточным количеством витков, чтобы продемонстрировать это явление студентам. К сожалению, гальванометр стоит дорого, и его трудно найти.
Однако хорошую демонстрацию этого явления можно провести, используя сильный стержневой магнит и светодиодный дисплей вместо гальванометра.
Материалы:
- два красных светодиода (прозрачного типа)
- кусок фанеры (размер 7 см × 15 см, толщина 5 мм)
- деревянная основа (7 см × 6 см × 1 см)
- 2 латунных винта
- 2 соединительных провода (длина 20 см)
- катушка (около 1000 витков)]
- сильный стержневой магнит / десять ферритовых магнитов
- труба пластиковая (диаметр 25 мм, длина 1 м)
- два соединительных провода с зажимами типа «крокодил»
Строительство:
- Нарисуйте на фанере синий и красный кружки и сделайте 4 отверстия для двух светодиодов, как показано на рис.2.
- Прикрепите фанеру к деревянной основе с помощью столярного клея и закрепите два латунных винта на основании, как показано на рис.
- Покрасьте два светодиода в синий и красный, используя перманентные маркеры.
- Прикрепите 2 светодиода к отверстиям в фанере и подключите их с помощью паяльника, как показано на рисунке 3.
Рабочие:
- Расположите оборудование, как показано на рисунке 4.
- Положите катушку на стол вертикально и заполните дно отверстия катушки тканью.
- Поместите пластиковую трубку в отверстие змеевика вертикально.
- Опустите стержневой магнит с верхней части пластиковой трубы.
- Загорится один из светодиодов.
- Переверните магнит и попробуйте еще раз. Другой светодиод загорится.
Наука: как сделать простой электрический генератор
В 1831 году Майкл Фарадей обнаружил, что электродвижущая сила индуцируется в катушке, когда магнитный поток
, проходящий через катушку, увеличивается или уменьшается.Этот процесс называется электромагнитной индукцией. Закон Фарадея гласит: величина наведенной электродвижущей силы пропорциональна скорости изменения магнитного потока, проходящего через катушку.
Закон Ленца гласит: Направление индуцированного тока таково, что он создает магнитное поле, которое стремится остановить причину, вызывающую его. Как показано на рис. 5, имеется катушка, концы которой подключены к гальванометру. (а) В случае, когда северный полюс стержневого магнита перемещается в катушку. Когда магнитный поток, проходящий через катушку, увеличивается, индуцированный в катушке ток создает магнитное поле, которое уменьшает магнитный поток.Итак, индуцированный ток течет, как показано на рисунке 5 (а).
(b) В случае, когда северный полюс стержневого магнита удаляется из катушки, когда магнитный поток, проходящий через катушку, уменьшается, ток, индуцированный в катушке, создает магнитное поле, которое увеличивает магнитный поток. Итак, индуцированный ток течет, как показано на рисунке 5 (b).
, когда вы подключаете светодиодный дисплей к концам катушки и падаете стержневой магнит с высоты 1 м, как показано на рисунке 6, что произойдет? В этом случае загорится красный светодиод, потому что этот случай такой же, как на рис.5 (а).
Переверните магнит и попробуйте еще раз. На этот раз загорится синий светодиод.
Занятия:
- Обдумайте причину, по которой магнит должен упасть с высоты.
- Попробуйте продемонстрировать эксперимент, используя гальванометр вместо светодиодного дисплея.
Посмотреть видео: Как сделать простой электрический генератор
Как сделать простой электрический генератор
Разница между двигателем и генератором | Linquip
Сегодня двигатели и генераторы стали обычным электрическим инструментом, который используется почти во всех электроприборах.Оба они представляют собой электрические устройства, которые изменяют одну форму энергии на другую и претерпели множество изменений. Хотя их требования к оборудованию схожи, двигатели и генераторы различаются по своему рабочему поведению. В этой статье мы подробнее рассмотрим разницу между двигателем и генератором. Продолжайте читать этот новый блог в Linquip, чтобы узнать о них больше.
Что такое мотор?
Двигатель — это разновидность электрической машины, преобразующей электрическую энергию в механическую.Электродвигатели получают энергию либо от источников постоянного тока (DC), таких как батареи, автомобили или выпрямители, либо от источников переменного тока (AC), таких как электросеть, инверторы или электрические генераторы.
Компоненты двигателя и принципы работы следующие.
- Статор
- Ротор
- Вал
- Коммутатор
- Щетки
При включении питания щетки подают ток на коммутаторы.Эти коммутаторы прикреплены к вращающимся катушкам, по одной на каждом конце. Ток проходит от коммутаторов в катушку, расположенную между полюсами постоянных магнитов статора. Когда в катушке движется ток, вокруг катушки индуцируется магнитное поле.
Это магнитное поле вступает в контакт с магнитным полем постоянных магнитов, и из-за характеристики магнетизма полюса отталкиваются друг от друга, и, в отличие от притяжения полюсов, катушка начинает вращаться. Когда ротор вращается, прикрепленный к нему вал также вращается, тем самым преобразуя приложенную электрическую энергию в механическую.
Что такое генератор?
Генератор работает с обратным потоком энергии, преобразуя механическую энергию в электрическую. Аппаратные требования генератора такие же, но принцип работы отличается. Здесь, когда к валу прикладывается механическая энергия, ротор вращается, и это движение ротора между постоянными магнитами начинает генерировать электричество внутри катушек ротора. Это электричество собирается щетками.
Разница между двигателем и генератором
Существует описание разницы между двигателем и генератором с учетом нескольких факторов.Следующие факторы показывают основные различия между ними в таблице ниже.
Параметр | Двигатель | Генератор |
Функция | Он преобразует электрическую энергию в механическую энергию | Преобразует механическую энергию в электрическую энергию |
Принцип работы | Принцип работы двигателя следующий: основан на проводнике с током, который испытывает силу, когда он находится в магнитном поле. | Принцип работы генератора основан на электромагнитной индукции. |
Правило | Правило левой руки Флеминга | Правило Флеминга |
Движущая сила вала | Вал электродвигателя приводится в движение магнитной силой, которая возникает между якорем и полем. | Вал электрогенератора соединен с ротором, который приводится в движение механической силой. |
Электричество | Используется электричество. | Вырабатывает электричество. |
Использование тока | В двигателе ток подводится к обмотке якоря. | В генераторе ток создается в обмотке якоря. |
Источник энергии | Электросети, электроснабжение | паровые турбины, водяные турбины, двигатели внутреннего сгорания |
ЭДС | Электродвигатель выдает ЭДС глубинной цепи в контур | Генератор выдает ЭДС на нагрузку связаны. |
Применение | Автомобили, лифты, вентиляторы, насосы и т. Д. | В цепях электропитания в промышленности, при испытаниях в лаборатории, общем освещении, питании батарей и т. Д. |
Пример | Потолочные вентиляторы , автомобили, мотоциклы и т. д. | На электростанциях генератор используется для выработки электроэнергии. |
Разница между двигателем и генератором указана ниже.
- Двигатель преобразует электрическую энергию в механическую, а генератор — наоборот.
- Двигатель работает на основе проводника с током, который испытывает силу, когда он находится в магнитном поле. Однако принцип работы генератора основан на электромагнитной индукции.
- Двигатель следует правилу левой руки Флеминга, в то время как генератор следует правилу правой руки Флеминга.
- Вал двигателя приводится в движение магнитной силой, развиваемой между якорем и обмотками возбуждения, тогда как в случае генератора вал прикреплен к ротору и приводится в движение механической силой.
- Электроэнергия используется в двигателе, но генератор производит электричество.
- В случае двигателя ток должен подаваться на обмотки якоря, а в генераторе ток вырабатывается в обмотках якоря.
- Электродвигатели получают энергию от электрических сетей и электроснабжения, в то время как генераторы получают энергию от паровых турбин, водяных турбин и двигателей внутреннего сгорания.
- Электродвигатель выдает ЭДС в цепи, в то время как генератор выдает ЭДС на подключенную нагрузку.
- Двигатели используются в автомобилях, лифтах, вентиляторах, насосах и т. Д., Тогда как генераторы используются в цепях электропитания в промышленности, при испытаниях в лаборатории, общем освещении, питании батарей и т. Д.
- Пример двигателя представляет собой электромобиль или велосипед, в котором электрический ток подается на машину или устройство, и он преобразуется в механическое движение, и в результате автомобиль или велосипед движется. Примером генератора является то, что на электростанциях турбина используется как устройство, которое преобразует механическую энергию силы воды, падающей с плотины, для выработки электроэнергии.
Итак, это все, что вам нужно знать о разнице между двигателем и генератором. Если вам понравилась эта статья, дайте нам знать, что вы думаете, оставив ответ в разделе комментариев. Будем рады узнать ваше мнение о статье. Есть ли вопросы, в которых мы можем вам помочь? Не стесняйтесь зарегистрироваться на Linquip, чтобы получить самый профессиональный совет от наших экспертов.
7 различных типов генераторов
Используйте лучший тип генератора для своего дома, познакомившись с различными типами генераторов, чтобы избежать стресса и пота, которые возникают из-за перебоев в подаче электроэнергии или отключений электроэнергии.
Большинство из нас с нетерпением ждут летнего сезона, потому что он приносит с собой множество вещей, таких как вкусные летние фрукты, красочные цветущие цветы и палящее солнце. Лето — также идеальное время, чтобы отправиться на пляж и получить идеальный пляжный загар для тела.
Поскольку вы полностью наслаждаетесь летним сезоном во всей его красе, вы также должны знать о количестве отключений электроэнергии, которые происходят в это время. Вы, вероятно, всегда будете покрыты каплями пота каждый раз, когда отключается электричество, как будто летней жары для этого недостаточно.
К счастью, в вашем распоряжении удивительное изобретение домашних генераторов. Генераторы служат для временного ремонта электричества каждый раз, когда в вашем доме отключается электричество.
Однако термин «генератор» является всеобъемлющим, и существует множество различных типов генераторов, помимо того, который может быть у вас дома. Каждый из них имеет свои отличительные особенности, характеристики и используется для разных целей платформенной тележки.
Связанные: Типы тепловых насосов | Виды утепления для дома | Экологичные альтернативы увлажнителям | Как работают пеллетные печи | Как звукоизолировать генератор
История генератораНастоящий или современный генератор имеет глубокие исторические корни, и он восходит к устройству, которое использовал Майкл Фарадей в 1831 году. Фарадей был британским ученым, химиком и физиком. Аппарат, который он использовал, был очень простым и состоял из стержневого магнита, катушки с проволокой и трубки, сделанной из нейтрального материала.
Этот британский ученый и физик затем подключил оборудование, которое он построил, к гальванометру, который служит для обнаружения электрических токов. Подключив их, он заметил, что каждый раз, когда он перемещал магнит вперед и назад через провод катушки, стрелка гальванометра продолжала двигаться вместе с ним. Он двигался, даже когда магнит оставался неподвижным на своем месте.
Это интересное наблюдение привело его к выводу, что, возможно, через катушку с проволокой протекает электрический ток.Некоторое время спустя, придя к такому выводу, Фарадей создал диск Фарадея. Это считалось первым в истории электромагнитным генератором.
Вскоре после этого многие другие ученые последовали их примеру и построили множество электрических устройств, которые работали на электроэнергии и помогали во время сбоев в электроснабжении. В течение 1980-х годов возникло несколько компаний, таких как General Electric и еще несколько, и они были в авангарде производства, производства и проектирования генераторов.
Основы технического обслуживания генераторовКак и любое другое устройство на базе двигателя, генераторы также требуют значительного обслуживания, чтобы они прослужили как можно дольше.Каждый тип генератора поставляется с определенным графиком технического обслуживания, которому вы должны соответственно следовать. Типичная практика технического обслуживания генератора включает в себя необходимость общего осмотра, который включает проверку машины на возможные утечки, проверку аккумулятора, кабелей и клемм, а также оценку уровней охлаждающей жидкости и масла.
Стандартное обслуживание генератора включает следующие ключевые факторы:
- Тщательный осмотр системы охлаждения, который в основном включает в себя наблюдение за уровнями охлаждающей жидкости через различные промежутки времени.
- Ежегодная очистка и фильтрация. Это связано с тем, что генератор, вероятно, используется через день, поэтому вам необходимо очистить все забитые топливные фильтры и топливопроводы.
- Периодически проверяйте заряд батареи, поскольку в большинстве случаев неисправности именно отказ батареи изнашивает генератор.
- Обычное тестирование генератора для получения информации о состоянии аккумулятора, плотности аккумуляторов, а также об уровне их электролита.
Существует множество генераторов, доступных для коммерческой покупки, некоторые из которых специально разработаны для домашних хозяйств, а другие предназначены для промышленных целей.Это одни из самых распространенных и популярных типов генераторов, и каждый из них имеет свои уникальные и специфические особенности, качества, применения, преимущества и недостатки.
Дизель-генераторыТакже известные как дизель-генераторные установки, дизельные генераторы работают на дизельном топливе, которое является одним из наименее горючих из всех источников топлива. Этот генератор использует комбинацию дизельного двигателя с электрическим генератором для производства электроэнергии. Хотя большинство дизельных двигателей с воспламенением от сжатия в первую очередь спроектированы таким образом, чтобы они лучше всего работали на дизельном топливе, есть некоторые типы, которые действительно хорошо работают с природным газом или другим жидким топливом.
Дизельные генераторыизвестны своей повышенной прочностью, более низким уровнем обслуживания и невероятно долгим сроком службы. Поскольку дизельное топливо горит намного холоднее, чем бензин, оно значительно снижает нагрев и чрезмерную нагрузку на двигатель. Эти генераторы также сверхэффективны и имеют более высокую плотность энергии с точки зрения выработки мощности при более низкой стоимости.
Одно из преимуществ дизельных генераторов — их доступность по цене. Если они содержатся в хорошем состоянии и содержатся в надлежащем состоянии, они, вероятно, прослужат долгое время даже при строгом и интенсивном использовании.
Плюсы
- Они отличаются высокой прочностью и долгим сроком службы.
- Их действительно легко запустить даже в холодную погоду.
Минусы
- Они выделяют выбросы, представляющие угрозу для окружающей среды.
- Они не подходят для влажных сред, поскольку влага в топливной магистрали разрушает двигатель.
Это один из наиболее эффективных и широко используемых способов выработки электроэнергии и электроэнергии.Генераторы природного газа работают аналогично другим типам генераторов. Они используют сжиженный нефтяной газ или пропан для производства энергии. Самое лучшее в природном газе то, что его можно очень легко хранить в надземных или подземных резервуарах, что делает эти генераторы очень надежными.
Природный газ — это один из доступных ресурсов, иными словами, его запасы практически бесконечны. У этих генераторов почти никогда не заканчивается топливо, в первую очередь потому, что трубопроводы природного газа в основном проходят к месту эксплуатации.Некоторые из основных причин, способствующих популярности генераторов природного газа, включают дешевизну газа по сравнению с другими невозобновляемыми видами топлива, его чистоту — при сжигании это одно из самых чистых ископаемых видов топлива. Помимо того, что они дешевы и чисты, генераторы природного газа значительно сокращают расходы, когда они используются в качестве источников энергии в домашних условиях. Основная причина этого заключается в том, что когда вы используете электричество от основного источника электроснабжения, у вас не остается дыра в кармане
Плюсы
- Они работают очень тихо и не вызывают особых неудобств.
- Они горят чисто, не производя большого количества отходов.
Минусы
- Они не так долговечны, как дизельные генераторы.
- Они имеют высокие затраты на установку из-за их подключения к текущим газопроводам.
Также называемые «газогенераторами», они, вероятно, являются наиболее распространенными среди всех типов генераторов. Основная причина их распространенности и популярности заключается в том, что они работают на газе, а бензин всегда доступен.Эти генераторы также относятся к более разумному концу ценового диапазона, что помещает их в нижнюю часть шкалы затрат. Однако у этого есть обратная сторона, заключающаяся в том, что бензин может быть недоступен во время перебоев с электричеством и электроэнергии, потому что он приобретается с помощью электричества.
Эти генераторы обычно доступны в небольших размерах, что делает их очень портативными. В конце концов, мобильность — это их явное преимущество перед другими типами генераторов. Их небольшой размер также делает их действительно компактными.В зависимости от их выходной мощности вы можете легко перемещать бензиновые генераторы в соответствии с вашими потребностями и требованиями.
Некоторые ключевые области применения газогенераторов включают в себя использование дома, в кемпинге, на рабочих местах и в различных других целях. Их дешевые ценники также делают их распространенным и наиболее предпочтительным типом генераторов для различных строительных работ. С другой стороны, газовые генераторы, как правило, очень громкие и производят очень неприятный шум. Кроме того, если вы слишком часто используете их функцию портативности, они потребуют интенсивного и почти регулярного обслуживания, чтобы они прослужили долго и продемонстрировали повышенную долговечность.
Бензиновые генераторы— лучший выбор, если вам не требуется много энергии. Если, однако, вам необходимо установить его у себя дома, лучше всего выбрать резервный бензиновый генератор. У них есть потенциал для обеспечения высокой производительности, а также они действительно производят меньше шума и загазованности.
Плюсы
- Они очень удобны для ношения в кармане.
- Они чрезвычайно портативны, а это значит, что вы можете легко перемещать их в соответствии с вашими потребностями.
Минусы
- Они производят относительно высокие выбросы.
- Они создают много нежелательного шума и раздражающих звуков.
- Они плохо и плохо заводятся при более низких температурах.
Двухтопливные генераторы могут многое предложить в качестве резервного генератора или источника энергии для кемпингов, домов на колесах и жилых автофургонов. Двухтопливные генераторы могут работать с двумя видами энергии — сжиженным нефтяным газом и дизельным топливом. Эти генераторы удобны, поскольку вы можете использовать их с любым подручным топливом, однако выходная мощность обычно будет варьироваться в зависимости от используемого топлива.Например, сжиженный нефтяной газ имеет более низкую пусковую мощность и общую мощность, чем природный газ.
Резервные генераторыТакже известные как «резервные генераторы» или «системы аварийного питания», резервные генераторы представляют собой электрическую систему, которая работает автоматически. Эти генераторы могут работать на дизельном топливе или газе, и у них есть большой внешний бак, которого хватает не менее чем на 48 часов, прежде чем возникнет необходимость заправить их.
Что касается физического системного блока этих генераторов, резервные генераторы имеют надежный коммерческий двигатель, который крепится на салазках.На салазках есть радиатор, большой генератор и бортовой топливный бак. Резервный генератор имеет автоматический переключатель, который позволяет ему запитать устройство при потере мощности или при отключении электричества.
Некоторые ключевые характеристики резервных генераторов включают автоматический режим работы, постоянную защиту по мощности и использование двигателя внутреннего сгорания. У них есть два ключевых компонента: резервный генератор и автоматический переключатель резерва. Эти генераторы обладают способностью определять или обнаруживать потерю мощности всего за несколько секунд, и они реагируют почти немедленно, так что общая продолжительность потери мощности на самом деле очень короткая.
Некоторые распространенные применения резервных генераторов включают системы безопасности в лифтах, системы противопожарной защиты, резервное освещение, а также оборудование для жизнеобеспечения и медицинского обеспечения.
Плюсы
- Они обеспечивают плавное переключение между системами, а это значит, что вам не о чем беспокоиться при отключении электроэнергии.
- Они гарантируют непрерывный поток энергии, что очень полезно, когда вам нужно постоянное устранение нехватки электроэнергии.
Минусы
- Они могут быть очень дорогими, особенно когда вам нужен один для работы всего
- Они нуждаются в тщательном и регулярном обслуживании, без которого двигатель может выйти из строя.
Они в основном работают на газе или дизельном топливе и являются отличным вариантом для временного производства электроэнергии. Некоторые из их ключевых характеристик включают использование двигателя внутреннего сгорания, который помогает производить и проводить электричество. Их также можно использовать на удаленных объектах, и у них достаточно мощности для работы телевизоров, морозильников и холодильников.
Двигатель в переносном генераторе s вращает небольшую турбину, которая затем вырабатывает определенное количество полезной электроэнергии.Есть два способа использовать переносной генератор. Во-первых, его можно профессионально подключить к субпанели дома. Во-вторых, вы можете подключить все свои инструменты или любые электроприборы непосредственно к розеткам генератора.
Генераторы портативных источников питанияимеют множество применений, и они в основном используются строительными бригадами на удаленных объектах для подачи питания на инструменты и освещение. Многие предприятия и жители домов также используют портативные генераторы, когда они остаются без электричества на короткое время.Они в основном используют эти генераторы для обеспечения питания и работы жизненно важных приборов, например, холодильников, телефонов, освещения и т. Д.
Плюсы
- Это самый дешевый вариант из доступных, и они легки в кармане.
- Они действительно хорошо работают, когда нет доступа к другим источникам питания.
Минусы
- Они требуют значительной защиты от непогоды и ее изменений.
- Их нельзя эксплуатировать в доме или гараже.
Эти генераторы чрезвычайно интересны, учитывая, как они используют излучаемую энергию солнца для получения энергии. Солнечная энергия, несомненно, является одним из простейших видов энергии, которые можно найти вокруг нас. Солнечные генераторы в основном работают с использованием солнечных панелей, которые помогают улавливать энергию солнца. Эта энергия затем используется для зарядки аккумулятора в генераторе.Заряд, хранящийся в этой батарее, затем используется для производства электроэнергии. Поскольку в настоящее время в большинстве бытовых приборов используется переменный ток, инвертор в солнечном генераторе сначала преобразует мощность в этот тип тока, прежде чем он будет полностью отключен.
Если вы перейдете к основам солнечного генератора , то это, по сути, небольшой блок с взаимосвязанными компонентами внутри. Он состоит из трех основных частей. Этими частями являются батареи, инвертор и контроллер заряда. Все эти компоненты вместе работают над преобразованием солнечной энергии в электрическую.Когда солнечный генератор полностью активирован, он получает энергию от солнечных панелей, которые, в свою очередь, получают энергию от солнца. После этого вы можете использовать эту энергию для питания всего, что захотите.
Одна важная вещь, которую нужно знать о солнечных генераторах, — это время, необходимое для полной зарядки. Полная зарядка этих генераторов — это почти восемь часов пребывания под прямыми солнечными лучами.
Плюсы
- Они тихие и не производят постороннего шума.
- Они отлично подходят для минимальных требований к электричеству.
Минусы
- Они очень медленно заряжают свои батареи до полной емкости.
- Они действительно дороги по сравнению с генераторами, работающими на топливе.
Генераторы всегда считались громоздкими и громоздкими электрическими инструментами; однако с изобретением инверторных генераторов это восприятие сильно изменилось.В этих генераторах используется двигатель, подключенный к генератору переменного тока, в результате чего он вырабатывает мощность переменного тока. Эта мощность переменного тока затем преобразуется этими генераторами в мощность постоянного тока с помощью выпрямителя.
По сравнению с обычными генераторами, инверторные генераторы предлагают пользователям множество преимуществ. Они исключительно тихие и практически не издают шума во время работы. Они также на 20 процентов более экономичны, и они производят электричество, которое безопасно использовать для чувствительных электронных устройств и оборудования, такого как смартфоны и ноутбуки.
Некоторые ключевые характеристики инверторных генераторов включают использование высокотехнологичных магнитов и передовых электронных схем. Эти генераторы проходят три основных этапа для производства электроэнергии. Во-первых, они выводят переменный ток, после чего преобразуют его в постоянный ток, и, наконец, они снова инвертируют его в переменный ток. Отличительной особенностью инверторных генераторов является то, что скорость их двигателя регулируется в зависимости от количества потребляемой мощности. Это делает его чрезвычайно энергоэффективным — даже больше, чем у других типов генераторов.
Инверторные генераторыизначально предназначались для рыбаков, охотников и отдыхающих, чтобы помочь им перенести домашний комфорт на природу. После этого эти генераторы начали приобретать значительную популярность в строительной отрасли, поскольку они помогали рабочим работать в течение долгих смен, не отвлекаясь от шумов и звуков, характерных для других обычных генераторов.
Плюсы
- Они работают дольше, тише и демонстрируют максимальную производительность.
- Они производят низкие выбросы и не нуждаются в частой дозаправке.
Минусы
- Они имеют высокую цену по сравнению с портативным генератором.
- Они недостаточно мощны, чтобы приводить в действие тяжелую технику, инструменты или даже большие дома.
Каждый тип генератора имеет свою долю достоинств и недостатков, а также отличительных особенностей и применений. Ваше решение о том, какой генератор использовать, полностью зависит от ваших потребностей и требований.Все, что вам нужно сделать, это взвесить их «за» и «против», а также оценить свои потребности, чтобы принять обоснованное решение.