一个电动发电机是很常见的和有用的电机，是由迈克尔·法拉第发现于1832年从那以后，我们用这些机器已经在我们所有的电厂，为我们的地球提供电力。在这个项目中，我们将使用电磁体和坐立不安的旋转器来构建一个简单的发电机，以了解发电机的概念。
在开始之前，重要的是要了解发电机。他们不发电。是的，您没听错！实际上，永远不会产生电力。根据守恒定律，能量只能从一种状态转移到另一种状态。因此，在发电机中，使用来自涡轮机或发动机的任何机械联轴器使转子旋转，并且该机械旋转在定子中转换为电能。我们将做同样的事情，我们将使用微调旋转器作为转子，并使用电磁体作为定子，以产生足够小的电流来发光LED。听起来很有趣吧？让我们开始吧…
所需材料：
- Fidget Spinner
- 电磁铁
- 钕磁铁
电磁体如何工作？
在继续进行此Fidget Spinner电力发电机项目之前，由于我们正在使用电磁体，因此请先了解其工作原理。我们在项目中使用的是12V 0.25A（更多技术规格将在后面讨论）电磁体。因此很明显，如果我们提供12V的电压，它将消耗约0.25A电流，并产生磁场（B），该磁场将吸引周围的任何金属片。产生此磁场是因为电流流过电磁铁内部的线圈，并且根据法拉第感应定律，我们知道，所有载流导体都会在其周围产生磁场。由于线圈的布置，该磁场集中在特定的点上，因此它能够吸引金属。但这不是我们希望它在这里工作的方式。
牢记相同的法拉第定律，我们还应该能够通过在电磁体附近产生变化的磁场来产生电流，从而使其充当发电机。因此，为了产生这种变化的磁场，我们将使用带有固定旋转器的钕磁铁。
发电机项目设置：
设置相对简单，您只需要将钕磁铁放置在固定旋转器上（如下所示），然后将其直接放置在电磁体上即可。
钕磁铁非常有力，如果您用徒手旋转磁铁，它们会试图被电磁铁吸引。因此，请使用某种安排来将它们保持完整。我使用了螺母和螺栓的布置，如下图所示。完成后，将LED连接到电磁体的输出端子（无极性），即可开始旋转。
使用Fidget Spinner发电以使LED发光：
我们的迷你发电机已经准备好采取行动。只需用手旋转烦躁的微调器，您就会注意到LED发光。在此页末尾的视频演示中也可以找到相同的内容。旋转得越快，它发出的光越亮。花一些时间享受您的输出，稍后让我们分析一下这里发生的事情。
好的，现在要获取技术知识，让我们分析一些内容。您应该已经注意到，无论旋转旋转器的方向或连接LED的极性如何，LED都会发光。这是因为这里的LED实际上在交流电压下发光。什么….？？？？？
是的，没有发电机能够产生直流电压。当发电机产生电压时，其默认电压将为交流电。即使在直流发电机中，从定子产生的即时电压也为交流电，然后使用称为换向器的装置将其机械地转换为直流电。
估算微调器产生的通量：
到目前为止，一切都很好，您可以继续前进，给自己一个cookie，以了解到目前为止的情况。但是，让我们尝试使用一些公式找出更多的东西。
此处使用的电磁铁的型号为ZYE1-P20 / 16，其数据表中提到了以下规格。（还有更多，我只列出了必需的）
电压：12V
电流：0.25A
保持力：2.5kg / cm 2或25N
中心直径：8mm
为了找到内部线圈的匝数，我们使用公式
F =（（NI）2×µ0×a）/（2×g2）
哪里，
F =牛顿保持力
N =匝数，我们打算找到
I =以安培计流过电磁体的电流
µ0 =磁常数，为4π×10 -7
a =吸引力面积，单位：m 2
g =电磁体和金属之间的间隙，以米为单位
在这些我们知道从数据表其为25N的力时，电流为0.25A，并且使用πR计算吸引区域2（其中R为8mm），其给出了0.125米2。最后，由于每厘米的距离为25N，因此间隙为0.01m。
使用上面的值，我们的电磁体的匝数大约为715匝。现在我们知道了电磁铁的匝数，我们可以使用此信息来查找旋转器在与磁铁一起旋转时所产生的磁动势（mmf）。
MMF = I×N
其中，I是电流，N是匝数。
流过LED的电流大约为20mA。
MMF = 0.02 * 715 = 14.3在
MMF的值与实际发电机相比非常小，但是对于带有磁铁的烦躁旋转器，这是我们所能获得的。另外，请注意，我们执行这些计算只是为了理解基础，并不打算用于分析。
希望您理解这个项目并从中学到一些有用的东西。如果您有任何疑问，请使用评论部分或论坛以解决它。