Designa och testa en elektromagnetisk bromssystem

Snarare än att vara ett steg för steg förfarande för att göra ett visst objekt eller slutföra ett projekt, detta instructable dokument en rad projekt som använts för att slutföra en mindre vetenskaplig undersökning. Jag ville förstå hur elektromagneter kan användas som en broms på en cykel. Jag var också intresserad Observera förhållandet mellan olika spänningar driver elektromagneten och motsvarande sinka kraft som produceras. Här är några saker som detta instructable kommer att omfatta:

• Hur man ställer in en elektromagnetisk broms på en cykel
• Hur man använder en Arduino för att mäta vinkelformig hastighet och acceleration av ett roterande hjul
• Hur man gör en enkel spänning modulator som konverterar AC strömmen från ett eluttag till en lägre, önskas DC-spänning
• Hur man använder en H bro med en Arduino för att modulera spänning
• ANOVAs och använder excel för att genomföra ANOVAs
• Ledande t tester i excel

Några av dessa specifika saker kan hittas i dedikerade instructables, men här de alla tillämpas på en specifik användning. Så kommer att inte bara kommer detta instructable detalj hur uppgifterna är avslutad, det fungera som ett exempel på hur de kan tillämpas. Förhoppningsvis kommer detta instructable inspirerar läsaren att använda detta projekt som en utgångspunkt för några andra coola hobbyprojekt.

Teori och centrala begrepp
Idén att använda en elektromagnet som en broms har använts främst i stora fordon och maskiner. Det finns flera huvudtyper, varav de flesta beroende med magnetism för att flytta en mekanisk del eller delar. Den mekaniska delen kan sedan användas för att producera friktion med en rörlig del, vilket minskar hastigheten. Denna process är dock ganska ineffektivt. Elektromagneter kan också användas för att göra friktionsfri bromsar som är vad vi är intresserade av. Vi är dessutom intresserad av att minska rotation av ett cykelhjul och därmed vinkelformig hastighet. Således innebär önskade bromsen splittras rotationsenergi. I teorin om ett magnetiskt fält induceras i en roterande skiva, skapas det virvelströmmar i skivan. Dessa strömmar kommer sedan motsätta sig rotationen av skivan av splittras rörelseenergi i form av värme (orsakar temperaturen på skivan för att öka).

För mig är verkade detta koncept inte intuitivt, så jag bestämde mig att testa den. Det magnetiska fältet genereras vanligtvis av en elektromagnet. Därför var jag intresserad av att veta om en elektromagnet kan verkligen påverka rotation av hjulet. Jag ville också, avgöra huruvida ökar spänningen löper genom elektromagneten skulle orsaka en större sinka styrka. Det senare testet kan verka självklart, men jag kände att det var nödvändigt att validera konceptet experimentellt innan du gör några slutsatser.