C1

மின்னல் வேக கணிதம் by JPD June 18, 2025


நான் புதிதாக ஒரு 10 வாட்ஸ் கொடுக்கக் கூடிய ஜெனரேட்டரை உருவாக்கலாம் என யோசிக்கிறேன் நிரந்தர காந்தம் மற்றும் ஏர் கோர் பயன்படுத்தி 1 RPM எப்படி வடிவமைப்பது அதற்கான கணக்கீடு முறைகள் முழு தகவலையும் கொடுக்கவும்


நீங்கள் 1 RPM வேகத்தில் வேலை செய்யும், நிரந்தரக் காந்தம் (Permanent Magnet) மற்றும் ஏர் கோர் (Air Core) கொண்ட 10 வாட்ஸ் ஜெனரேட்டர் உருவாக்க நினைப்பது மிகவும் சவாலானதுதான் — ஆனால் இது சாத்தியமானது! இதற்கான முழுமையான கணக்கீட்டு முறைகள் மற்றும் வடிவமைப்பு கட்டளைகளை கீழே கொடுத்துள்ளேன்.

🔋 இலக்கு:

  • Output Power: 10 Watts

  • Output Voltage (உதாரணம்): 5V DC → எனவே Current = 2A

  • Speed: 1 RPM (சுழற்சி/நிமிடம்)

  • Core Type: Air Core (soft iron இல்லாதது)

  • Generator Type: PMG (Permanent Magnet Generator)

🔧 முதற்கட்டத் திட்டம் (Design Overview):

🧲 1. மொத்த மின்னழுத்தத்தை உருவாக்க

அவசியமான தூண்டல் மின்னழுத்தம் (Induced EMF):

EMF (volts) = N × dΦ/dt

  • N = Total number of turns

  • Φ = Magnetic flux (webers)

  • dΦ/dt = Flux change rate (webers/second)

⚙️ 2. அழுத்தமான வடிவமைப்பு முடிவுகள்

✅ Permanent Magnet (PM) Design:

  • Type: Neodymium N42 or N52

  • Size: எ.கா. 50mm × 20mm × 10mm

  • Flux density (B): ~0.4 – 0.7 Tesla (air core condition)

✅ Coil Design (Air Core):

  • Wire Gauge: AWG 26 to AWG 30

  • Wire Resistance: குறைவாக இருக்க வேண்டும் (இல்லை என்றால் loss அதிகம்)

  • Turns per Coil: ~2000 – 4000 turns (depending on voltage)

  • Number of Coils: 6 – 12

📐 முக்கியமான கணக்கீடுகள்:

1. தூண்டல் மின்னழுத்தம்:

EMF = B × A × ω × N × sin(θ)
(θ = 90° assumed ⇒ sin(θ)=1 for peak EMF)

  • B = Flux density (in Tesla)

  • A = Effective area of coil (in m²)

  • ω = Angular speed (rad/s) = (2π × RPM)/60 = 0.1047 rad/s

  • N = Number of turns

உதாரணம்:

  • B = 0.5 T

  • A = 0.002 m² (coil area, say 5 cm × 4 cm)

  • ω = 0.1047

  • N = ?
    → EMF = 0.5 × 0.002 × 0.1047 × N = 0.000105 × N
    → If EMF = 5V ⇒ N ≈ 47619 turns (too much!)
    ⇒ அதனால் பலதரப்பட்ட coil-களை parallel அல்லது series-ஆக வைத்து output உயரும்.

2. Power Output:

P = V × I → 10W = 5V × 2A

But coil resistance R also matters:

  • Copper loss (I²R) should be minimum

  • Keep R < 2.5Ω for 2A current flow

📦 Practical Strategy:

Part Suggestion
Magnet N52 Grade, Rectangular, 0.5 – 0.7T flux
Coil Form Air-core circular or rectangular
Turns 6 coils × 8000 turns (or 12 coils × 4000 turns)
Wire AWG 28 enamel copper
RPM 1 RPM – use gear or flywheel
Output Full-bridge rectifier + Capacitor + DC Load

🔄 Coil Arrangement (suggestion):

  • Stator = fixed coils (air-core)

  • Rotor = magnets on spinning disc

  • Arrange magnets alternating N-S-N-S… in circular manner

  • Each coil should "see" flux change as rotor turns slowly

⚠️ Realistic Constraints:

  • 1 RPM-ல் flux rate change மிகக் குறைவாக இருக்கும்
    → ஆகவே high magnet strength + more coil turns அவசியம்

  • Efficiency will be low → Input mechanical power = 20–30W

📘 நீங்கள் செய்ய வேண்டிய அடுத்த படிகள்:

  1. உங்கள் விருப்ப output voltage (eg: 5V, 12V) தேர்வு செய்யவும்

  2. நீங்கள் பயன்படுத்த விரும்பும் magnet size / coil size அளவுகள் கூறவும்

  3. நீங்கள் எவ்வளவு physical space வைத்துள்ளீர்கள் (ex: 30cm disc?)

  4. நான் Coil count, turns, wire length, resistance, expected voltage அனைத்தும் கணக்கிட்டு layout தருகிறேன்

📥 விருப்பப்பட்டால் நான் drawing + simulation-ready values + construction guide வடிவத்தில் தரலாம்.
தயார் இருக்கிறீர்களா? உங்கள் அளவுகளை பகிருங்கள்!

Post a Comment

0 Comments