Om spoler og magneter

Magnet-blomst

Jeg er bare nysgerrig på verden og hvordan den virker. Min primære interesse kredser om at skabe et økonomisk frit tilgængeligt internet. Det vil sige følgende skal løses:

  1. Hvordan kan vi selv generer strømmen, som netværkskomponenter og servere skal bruge, så omkostningen ikke er direkte forbruges relateret?
  2. Hvordan konstruerer vi selv long range WIFI løsninger?
  3. Hvordan bygger vi devices a la open source phones, open source PC eller open pandora som kan give adgang il ovennævnte netværk?
  4. Hvordan udvikler vi services a la sociale platforme og kommunikations løsninger så brugerne har noget at bruge deres devices til samt alt vores viden kan deles?
  5. Hvordan bygger vi netværket ude i den store verden? Kan vind- og soldrevne droner anvendes til at distribueres et WIFI baseret netværk?
  6. Hvordan sikre vi finasieringen af ovenstående aktiviteter? Kan aktiviteterne omkring at generer strøm bruges som en del af finansieringen? Kan den viden vi udvikler i projektet sælges som online kurser og være en del af finansieringen?

Alle ovenstående spørgsmål er samlet set en paraply der dækker området: et økonomisk frit tilgængligt internet! Paraplyens del-områder kan inddeles i fire emner:

  1. Elektricitet
  2. Hardware (Devices + Netværk)
  3. Software (Services, Sociale Platforme, Kommunikation)
  4. Finansiering

Alle mine interesser springer på en eller anden måde udfra ideen om et gratis tilgængelig internet. Derfor bruger jeg en del tid på at forstå elektromagnetisme, radiobølger, wifi, ipv6, linux, linux containere og vim editoren.

Jeg har programmeret en del, men idag er jeg mere optaget af hvordan jeg kan formidle min viden omkring programmering. Hvorfor nogle voksne har svært ved at forstå hvordan man programmere en computer eller en microprocessor, er en spændene udfordring.

Jeg har været med til at starte Foreningen Internet Teknologi for Alle der idag er lukket. Det har været utroligt lærerigt at være med til at starte en helt ny type af forening. Hvad jeg har lært er helt blogindlæg for sig selv.

Som et led i mit medlemsskab af FITA.dk skulle jeg udvikle en generator. Målet var følgende:

  • Kunne det overhovedet lade sig gøre uden advanceret eller speciale maskiner?
    • Den skal kunne konstrueres med simple (el-)håndværktøjer.
  • Kunne det lade sig gøre materialemæssigt billigere end en billig generator, dvs. mindre end 900 dkr?
    • Genbrug af elektronik skrot eller genbrug af husholdnings affald
  • Kunne det lade sig gøre at lave en generator der kunne generer ca. 6.000 watt?
    • Ved 6.000 watt skal prisen måske kun være under 5.000 dkr
  • Kunne det lade sig gøre at lave den relativt kompakt? Dvs. noget der er plads til, selv i en et-værelses lejlighed.
  • Den skal være støjsvag og ikke udlede gasser eller væsker.
    • En støjsvag forbrædingsmotor ville ikke gå indendør i fx lejligheder.
  • Den skulle kunne drives af vind, vand, tyngdekraft, svinghjul, varme eller muskelkræft.

Jeg har ikke det matematiske grundlag for at forstå de fleste af de formler der handler elektromagnetisme. Jeg kan dog betragte de enkelte faktorer i formlerne og forstå i hvilken retning (positiv / negativ / faktor / divisor) og i hvilken størrelsesorden (linært / ekspotentielt ) de påvirker det samlet resultat.

Michael Farday, induktionens fader, skulle efter sigende ikke have haft den højere matematiske viden, men var dygtig til at konstruere struktureret forsøg. Det antages derfor at selv uden forståelse af formlerne for elektromagnetisk induktion må der med pratiske forsøg kunne opnåes viden der har betydelig praktisk anvendelse.

Se Faradays lov og Lenzs lov om elektromagnetisk induktion.
Kopi af tekst fra ovenstående link.

Når en leder er placeret i et varierende magnetfelt, induceres en EMF (electromotive force) over lederen (kaldes induceret emf), og hvis lederen er et lukket kredsløb, strømmer den inducerede strøm gennem den. Magnetfeltet kan varieres ved forskellige metoder:

  1. Ved at flytte magnetfeltets kilde i forhold til spolen
  2. Ved at flytte spolen
  3. Ved at dreje spolen i forhold til magnetfeltet
  4. Ved at variere magnetfeltets styrke

Faradays anden lov om elektromagnetisk induktion fastslår, at størrelsen af induceret emf er lig med hastigheden for ændring af fluxbindinger med spolen. Fluxforbindelserne er produktet af antal drejninger og strømmen er forbundet med spolen.

Der er fundet følgende formel relateret til elektronmagnetisk induktion. https://www.softschools.com/formulas/physics/magnetic_field_formula/343/

\(B = magnetic \space field \space magnitude \space (Tesla, T)\)
\(I = magnitude \space of \space the \space electric \space current (Amperes, A)\)
\(r = distance (m)\)

\( \mu_0 = 4 \pi 10^{-7} \frac {T m} {A} \text( permeability \space of free \space space) \)

\(B = \frac{\mu_0 I} {2 \pi r}\)

\(F = qv \times B\)
\(F = q(E + v \times B)\)

\(dB = \frac{\mu_0 N I} {2 L_s} \) \(\frac{ a^2 } { (x^2 + a^2)^{\frac {3} {2}} } dx\)

\(I = \frac{ 2 \pi r B } { \mu_0 }\)