전자기 유도 원리를 이용한 자가발전 손전등 만들기

전자기 유도 원리를 이용한 자가발전 손전등을 만들어 보았다.

자가발전 손전등이라기보다는 전자기 유도 실험용 교재라고 봐야 할 것 같다. 

이 실험을 하기 위해서는 변압기와 LED, 정류용 다이오드(1N5819 4개), 콘덴서(6.3V 3300μF) 이 필요하다. 

위의 사진은 이 실험에 사용된 변압기이다. 버려지는 컴퓨터용 스피커에서 추출하였다. 변압기의 입력은 220V 60Hz 이고, 출력은 9V 1A 이다. 전압은 권수비에 비례하므로 220V 측의 코일이 9V 측 코일보다 훨씬 더 많이 감겨있다고 추정할 수 있다. 220V 측 코일을 떼어다가 쓰면 자석을 살짝만 흔들어도 LED 를 켤 수 있다.

코일을 빼내기 위해서 변압기를 분해한다. 변압기 분해시 다칠 위험이 있으니 장갑과 보안경을 착용하고 분해작업을 하는 것이 좋다.

코일이 손상되지 않도록 조심스럽게 분해한 뒤, 220V 측 코일만 추출해 낸다. 변압기 보빈이 서로 분리되지 않는 구조인 경우, 저전압측 코일을 풀어내고 쇠톱 등으로 잘라내거나, 그대로 해서 고전압측 코일만 이용해도 된다. 

저압측과 고압측의 코일의 극성을 확인할 수 있는 경우, 두개의 코일을 서로 직렬(기전력의 방향이 일치되도록)로 하면 성능이 더 좋아진다.

추출한 코일에 정류용 다이오드를 부착한 LED 모듈을 연결한다. 코일에서는 교류가 나오므로 교류 입력측에 코일을 연결하면 된다. 

콘덴서의 용량이 크면 자석의 움직임이 멈춘 후에도, 저장된 전하에 의해서 불을 켤 수도 있다. 

코일 가까이에서 자석을 움직이니 LED 가 켜지는 것을 볼 수 있다. 

아래의 동영상은 이 실험 과정과 변압기 분해 과정이 나오는 영상이다. 

http://youtu.be/cTdTzH3QeNo <- 동영상 재생 오류시 클릭

분해한 변압기 220V 측의 코일이 많이 감겨있어서 그런지 자석을 살짝만 흔들어도 불이 켜지는 것을 볼 수 있다. 

http://youtu.be/dCIVeZENPX8

위의 동영상은 아크릴 원판에 자석을 붙인 다음, 코일 위에서 돌려보는 영상이다. 콘덴서의 용량을 늘리면 한동안 LED 를 켤 수 있을 듯 하다. 

직접 코일을 감아서 이런 실험을 하려면 번거로우므로 작은 변압기를 분해해서 코일을 추출하면 손쉽게 원리를 설명하면서 실험을 보여줄 수 있다.