Az energiatolvajt üldözi a rendőrség?
2014/05/21 15:48
2842 megtekintés
A cikk már legalább egy éve nem frissült, az akkor még aktuális információk lehet, hogy mára elavultak.

A már kidobott, kimerültnek hitt ceruzaelemeink még használhatóak. Igaz, szükség van egy kis, akár otthon is elkészíthető áramkörre, de a kimerült ceruzaelemek segítségével feltölthetőek a kis ceruza akkumulátoraink, vagy világíthatunk LED-es elemlámpánkkal.

A Joule-thief, vagy magyarosabb nevén Joule-tolvaj egy olyan elektronikai áramkör, amely lehetővé teszi, hogy a lemerült elemekből még kinyerjük a bennük lévő maradék energiát. Az elemeket lemerültnek tekintjük, ha már nem működteti az elektronikai eszközt, például a digitális fényképezőgépet.

battery_voltage_to_low_for_led a ceruzaelem feszültsége kevés a LED-hez

Egy újonnan vásárolt AA ceruzaelem kapcsai között mérhető feszültség több, mint 1,5V. Ha a lemerült elemek közül megmérjük egynek a  kapocsfeszültségét, 1,2 V-nál kisebb értéket olvashatunk le.

Ez már kevés ahhoz, hogy egy LED-et működtetni lehessen vele, azonban a LED működtetéséhez szükségesnél is több, akár 4 V is mérhető, ha a Joule tolvajt alkalmazzuk.

joule_thief_lighting_an_led A Joule tolvajt az áramkörbe kapcsolva, világít a LED!

A Joule-thief szinte teljesen képes lemeríteni az elemet - amikor a "kizsigerelt" elem kapocsfeszültségét megmérjük, 0,5 V-nál is kisebb értéket olvashatunk le műszerünk kijelzőjén.

Hogyan működik?

Az áramkör két lényeges eleme a tranzisztor és az induktivitás (tekercs). A működés alapelve, hogy a mágneses térben tároljuk az energiát, és ezt "kapcsolgatjuk" a tranzisztorral.

joule_thief_circuit_diagram_schematic A Joule tolvaj áramköri sémája

Bekapcsoláskor az ellenálláson és az egyik tekercsen keresztül a tranzisztort kinyitjuk. Ennek hatására megindul a kollektoron és a másik tekercsen keresztül az áram. A viszonylag nagy áram hatására a tranzisztor még jobban kinyit, még nagyobb áram kezd el a tekercsen folyni. Az áram mágneses mezőt hoz létre, miután már a mágneses mező nem tud tovább épülni, lecsökken az átfolyó áram nagysága a tekercsen.

Ez azt eredményezi, hogy a tranzisztor kezd bezárni (mivel lecsökken a bázis-emitter áram). A csökkenés következménye, hogy a mágneses mező kezd összeomlani, ekkor - mivel a két tekercs ugyanarra a magra van tekerve - az összeomló tér a kisebb tekercsben ellentétes polaritású feszültséget indukál.

still_scope_shot_cran Az oszcilloszkóp időnként magas feszültségértéket mutat.

Ez azt jelenti, hogy a tranzisztor zár (mivel az ezen a tekercsen átfolyó áram nyitotta ki a tranzisztort - de az ellenkező polaritás miatt bezár). Nincs ami már építse a mágneses teret, elkezd még jobban összezuhanni, és az induktivitás paramétereitől függően feszültséget indukál a tekercsben - ezt lehet felhasználni a LED meghajtására. Miután teljesen összeomlott a mágneses tér, már nem kényszeríti a kis tekercset a tranzisztor zárva tartására, így újraindulhat az egész folyamat.

Elkészítése

A Joule-tolvaj mindössze négy alkatrészt tartalmaz, komolyabb elektronikai tudás nélkül is elkészíthető. Az elkészítéshez részletes leírás főként angol nyelven található, de magyarul is olvasható már erről útmutató.

Nem csak LED-es világítást lehet üzemeltetni a lemerült elemekkel, hanem akár tölthető ceruza akkumulátorokat is újra üzemkész állapotba hozhatunk, ha a Joule-tolvaj kapcsolását kiegészítjük egy diódával.

További érdekes oldalak:

Zsigó Zsolt cikke

Csoportot ajánlunk

Kapcsolódó oldalak

Scientix A természettudományos oktatás közössége
All you need is code Minden a kódolás tanulásáról
A National Geographic A National Geographic honlapja.
Interpress Magazin Az IPM honlapja archívummal
Világtudomány.hu A magyar és nemzetközi tudományos élet hírei
Űr világ Asztronautikai hírportál