Lanterna Faraday: Guia Completo para Construir e Usar uma Luz Mecânica

Você quer criar uma lanterna faraday para seu projeto de engenharia, mas não tem pista sobre ela?

Bem, sua busca chegou ao fim — pois este artigo é para você.

No entanto, você deve saber que a lanterna Faraday é mecanicamente alimentada. E vem com um design complexo — considerando que é diferente de circuitos eletrônicos regulares.

Mas você não precisa se preocupar. Estamos aqui para tornar as coisas super fáceis para você.

É por isso que criamos este artigo — para mostrar tudo o que você deve saber sobre a lanterna Faraday e como fazer uma mordendo a bala.

Então, vamos começar.

O que é uma Lanterna Faraday?

A lanterna Faraday é um produto que funciona com a lei de indução de Michael Faraday. Então, a lanterna obtém sua energia armazenando a força cinética que você gera quando a sacode.

Além disso, o processo de sacudir a lanterna força o movimento para cima e para baixo do ímã embutido através de uma bobina. Este processo gera eletricidade, especialmente em emergências.

Também, você pode encontrar este produto em diferentes kits de emergência porque não requer baterias para funcionar. Então, você não precisa se preocupar com a vida útil da bateria — com esta lanterna.

Lanterna Faraday

A lanterna Faraday é simplesmente mecânica e tem menos partes móveis que lanternas de manivela. Infelizmente, por incrível que isso soe, você não pode usá-la para tudo.

Por exemplo, você só consegue cerca de cinco minutos de luz quando sacode a lanterna continuamente por 30 segundos. No entanto, você pode obter um suprimento ilimitado de luz sacudindo-a por 10-15 segundos a cada 2-3 minutos de uso.

A lanterna Faraday não é altamente iluminante. Mas é brilhante o suficiente para ajudar em emergências.

Por esta razão, a lanterna faraday é representada como uma luz de emergência — o que a torna útil para manter por longo prazo.

Também, estas lanternas servem como brinquedos educacionais para educação formal. Por exemplo, a lanterna Faraday é uma ótima maneira de ensinar aos alunos os princípios da indução eletromagnética.

Então, na maioria das vezes, lanternas Faraday geralmente vêm com corpos transparentes. E isso permite que você ou os alunos vejam o ímã mover através da bobina para gerar eletricidade.

Como Funciona uma Lanterna Faraday?

Na superfície, a lanterna faraday gera energia quando você a sacode. Embora isso esteja correto, é muito mais profundo do que você pensa.

Então, em essência, uma lanterna Faraday precisa dos seguintes componentes essenciais para funcionar corretamente:

• Fio Enrolado: uma bobina de fio de cobre com 300 voltas é essencial no design da lanterna Faraday

Rolos de fio de cobre enrolado

• Ímã de Neodímio: a lanterna precisa de um ímã poderoso para gerar eletricidade, e você pode usar um ímã gigante ou pilhas de pequenos ímãs unidos

Ímãs de Neodímio

• Retificador: também é crucial para converter a corrente alternada em corrente contínua

Retificador

• LED: o diodo emissor de luz é o componente que brilha quando a corrente elétrica passa por ele

Tira LED

• Capacitor: este componente de circuito elétrico é responsável por armazenar temporariamente energia mecânica

Capacitores

• Interruptor: o interruptor é o que permite alternar entre o modo de carregamento do capacitor e modo de fornecimento

Como Funciona

O design da lanterna faraday apresenta um gerador elétrico linear. Este gerador fornece eletricidade ao capacitor, que atua como uma bateria quando você sacode a lanterna verticalmente.

Então, para gerar eletricidade, você tem que sacudir o ímã de neodímio para frente e para trás dentro da bobina de fio de cobre. Este processo gera uma CA (corrente alternada) induzida — porque o ímã se move da direita para a esquerda. Então, a corrente induzida passa pelo lado direito da bobina. Também, quando sacode da esquerda para a direita, a corrente passa pelo lado esquerdo da bobina.

O retificador entra em ação quando se trata de alimentar a lanterna Faraday.

A propósito, CC (corrente contínua) tem mais usos em um circuito elétrico quando comparada a CA. Então, precisamos de um retificador para converter as correntes elétricas. Além disso, a ponte de diodos pode ajudar a forçar duas correntes alternadas de entrada em uma corrente contínua.

Uma vez que o retificador faz seu trabalho, o capacitor começa a carregar armazenando cargas elétricas geradas da indução eletromagnética até você desligar o interruptor. Quando o capacitor carrega completamente (provavelmente após 30 segundos), o capacitor transferirá sua eletricidade armazenada para o LED.

Quando a eletricidade flui através do LED, ele começa a emitir luz. Então, a luz emitida não se apagará até que a energia armazenada no capacitor acabe.

Em resumo, vale mencionar que nem todas as lanternas Faraday no mercado são originais.

Algumas versões falsificadas usam células de lítio não recarregáveis que substituem o supercapacitor. Além disso, esses designs falsos apresentam ímãs e bobinas falsos que não geram eletricidade quando sacudidos.

Então, é uma ótima ideia criar uma você mesmo.

Mas você deve saber:

Projetar uma lanterna Faraday DIY pode ser complicado. Além disso, você não precisa recarregar ou substituir as baterias. Então, se você está fazendo uma, use as ferramentas adequadas. E se você vai comprar uma, verifique os sinais de uma lanterna faraday falsa.

Você pode comprar a lanterna faraday regular ou a mini lanterna faraday.

Como Fazer uma Lanterna Faraday?

Aqui, mostraremos como fazer uma lanterna de sacudir simples a partir de ímãs e outros componentes elétricos nesta seção.

Mas antes de começar, aqui estão os materiais que você precisa para este projeto.

Componentes Necessários para Criar Sua Lanterna Faraday DIY

• Fio Magnético (preferencialmente cobre)
• Capacitor
• Tubo PVC (pequeno corte)

Um conjunto de tubos PVC

• Ímã de Neodímio
• Fita Elétrica

Fita Elétrica

• Resistor

Um conjunto de resistores

• Protoboard
• Fios

Diagrama do Circuito

Aqui está uma imagem do circuito com o qual trabalharemos:

Um diagrama de circuito para uma lanterna de sacudir

Passos a Seguir

Como mencionamos anteriormente, fazer uma lanterna Faraday pode ser complicado. Mas, se você seguir estes passos, deve tornar o processo menos complexo.

Passo 1: Faça Sua Bobina de Indução

Primeiro, corte um pequeno pedaço de tubo PVC — voltaremos a ele mais tarde.

Mas antes disso, seria ideal saber que o tamanho do ímã que você precisa para esta lanterna depende do diâmetro interno do tubo. Então, certifique-se de escolher o tamanho certo.

Por exemplo, você pode usar um tubo PVC com diâmetro interno de 3/4 polegada e comprimento de 6,5 polegadas. Por esta razão, um ímã de 3/4 polegada encaixaria perfeitamente. O comprimento não é tão importante, mas note que o ímã precisa percorrer distâncias curtas quando você o sacode.

Uma vez que você cortou seu PVC, o próximo passo é enrolar seu fio de cobre ao redor do tubo. Então, certifique-se de deixar duas pontas para fora — uma no início e uma no final. Finalmente, conecte estas pontas a outros fios.

Além disso, se você não quer estresse, use uma furadeira para girar o tubo enquanto segura o fio. Ele o enrolará mais rápido do que fazer com as mãos.

No entanto, note que o número de voltas determina a tensão gerada. Então, recomendamos cerca de 300 voltas de fio para o trabalho. Finalmente, você pode usar fita para segurar sua bobina.

Passo 2: Teste os Fios

Antes de criar seu circuito, teste a fiação para garantir que funciona. Assim, teste seu conjunto de bobina com dois LEDs para verificar se gera alguma eletricidade.

Para fazer isso, conecte a bobina e LEDs (em paralelo) ao seu protoboard. Em seguida, conecte as pontas da bobina a fios isolados antes de conectá-los ao protoboard.

Passo 3: Construa Seu Circuito

Após testar sua bobina, é hora de construir o circuito. A primeira coisa a adicionar é o retificador de ponte.

Então, obtenha quatro diodos individuais (preferencialmente diodos 1N4007) e combine-os para fazer uma unidade. Isso ajudará você a acender um LED já que a corrente se moverá em uma direção.

Em seguida, conecte seu resistor ao circuito e certifique-se de conectar os LEDs em série com o resistor. Então, você pode usar um resistor de 300-ohm para alcançar isso.

Finalmente, adicione seu capacitor para completar o circuito. O capacitor suaviza a corrente e dá um fluxo constante de corrente rapidamente — com rajadas curtas. Sem o capacitor, seu LED piscaria em vez de fornecer luzes constantes.

Passo 4: Teste o Circuito

Por fim, é hora de testar seu circuito completo e dar uma carga elétrica ao seu capacitor. Então, você pode adicionar alguns toques técnicos à sua lanterna usando embalagem mecânica para aprimorá-la.

Também, você pode adicionar ímãs em ambas as extremidades do tubo para manter o ímã de neodímio dentro do tubo e evitar desperdício de energia.

Quais são as Vantagens e Desvantagens da Lanterna Faraday?

Ter uma lanterna faraday pode ser bastante útil, mas o produto tem seus lados negativos. Dito isso, aqui estão algumas vantagens e desvantagens de usar uma lanterna de sacudir:

Vantagens

Não requer eletricidade ou baterias para operar. Em vez disso, o processo é puramente mecânico.

Perfeita para emergências

Lanternas de sacudir são ecologicamente corretas

Desvantagens

Você tem que sacudir o produto vigorosamente por alguns segundos.

A luz pode ficar fraca após 2 ou 3 minutos de uso

Considerações Finais

Uma lanterna Faraday é um excelente exemplo de energia piezoelétrica. No geral, a lanterna tem seus usos — apesar de suas limitações.

Por exemplo, se você tem ansiedade de bateria, a lanterna Faraday seria uma alternativa perfeita para você, já que não funciona com bateria recarregável. Em vez disso, funciona com uma corrente elétrica renovável.

Além disso, fique atento a lanternas falsificadas caso queira comprar uma.

Isso resume tudo o que você precisa saber sobre o circuito da lanterna faraday.

Então, se você quer fazer uma para seus projetos, fornecemos um guia completo para tornar as coisas mais simples.

Ainda, não hesite em nos contatar se precisar de mais informações.