INVENTOS CASEROS
Magnetómetro Detector de tormentas geomagnéticas, solarrd y boreales
Sismómetro Detector personal para Medir Movimientos Sísmicos
Helióstato Para la Observación del Sol y la astronómica. Calentador solar
Puedes construir un magnetómetro casero y registrar tormentas magnéticas.
¿Alguna vez has imaginado tener en tu casa una herramienta muy sencilla que puede detectar las tormentas geomagnéticas cuando están sucediendo?
¿Has pensado en tener tu propio detector de tormentas solares y auroras boreales?
Si has pensado que esto era posible sólo para los grandes laboratorios o institutos de investigación, te equivocas.
A pesar de la aparente sencillez, el magnetómetro que se describe aquí es muy sensible, capaz de detectar sutiles alteraciones en el campo magnético de la Tierra que se producen debido a las tormentas solares.
El instrumento funciona como una brújula de alta sensibilidad y anomalías menores que pueden grabar 0,1 grados en el "componente D" del campo magnético terrestre locales, lo que indica la desviación del norte magnético con respecto al norte verdadero.
El instrumento más interesante es que su construcción se puede hacer con los materiales que probablemente ya tienes en tu casa, por lo que es el dispositivo ideal para ser presentados también en las escuelas y ferias de ciencias.
Funcionamiento
El instrumento funciona como una brújula de alta sensibilidad y anomalías menores que pueden grabar 0,1 grados en el "componente D" del campo magnético terrestre locales, lo que indica la desviación del norte magnético con respecto al norte verdadero.
El instrumento más interesante es que su construcción se puede hacer con los materiales que probablemente ya tienes en tu casa, por lo que es el dispositivo ideal para ser presentados también en las escuelas y ferias de ciencias.
Funcionamiento
La idea básica para la detección de anomalías magnéticas es enfocar un haz de luz láser en un espejo unido a un imán suspendido dentro de una cúpula de cristal. La reflexión centrará el punto láser en una escala fija a una pared de aproximadamente 1 o 2 metros de distancia.
Sin injerencias externas, el imán se orienta hacia el campo magnético natural y el rayo permanecerá prácticamente estático en la escala. Sin embargo, ante la presencia de anomalías magnéticas será el imán responsable de rotar y se moverá de manera imperceptible.
Sin embargo, debido a la geometría de la reflexión de un haz de luz, pequeñas desviaciones angulares se traducirá en mayores de larga distancia. Estas desviaciones se pueden calcular utilizando la siguiente fórmula:
Desviación (grados) = 57.307 * (deflexión de escala cm / distancia)
Por lo tanto, un cambio de sólo 12,57 pude producir una desviación de 1 cm en una escala situada a 100 metros de distancia. Si son 2 metros de ancho (200 cm) el desplazamiento mismo causa una desviación de 2 cm, lo que hace que el instrumento sea más sensible!
Sin embargo, de acuerdo con la ley de la reflexión, "cuando un espejo plano gira un ángulo de alrededor de un eje común al plano de incidencia, el rayo reflejado gira en la misma dirección pero en un ángulo que es el doble que convirtió el espejo ". Esto significa que la desviación en grados es el doble de la que se muestra por la fórmula anterior, basta con multiplicar el resultado por 2.
Deflexión (grados) = 0.5 * 57 307 * (deflexión de escala cm / distancia)
Sismómetro Detector personal de movimientos sísmicos
El sismómetro se describe en este documento pueden ser construidos con material que se obtiene con relativa facilidad y es una excelente elección para ser presentado como proyecto de ciencias en laboratorios académicos o manifestaciones de geología y geofísica.
Aunque simple, este instrumento (Si estas en el hemisferio NORTE) es capaz de registrar terremotos de hasta 6.0 grados en cualquier parte del mundo, y con un montaje cuidadoso detecta terremotos por encima de 4,5 grados que se producen en algunos lugares de América del Sur.
Si estas en el hemisferio SUR, realiza lo mismo EN LA MISMA PROPORCIÓN RESPECTO AL HEMISFERIO NORTE
Conocido como el sismómetro Lehman, el equipo se compone básicamente de un péndulo horizontal montado sobre una base sólida y un detector electrónico sensible, lo que convierte el movimiento de las señales de péndulo para ser analizada por la computadora ordenador). El montaje no es crítico y las dimensiones indicadas permiten un buen margen de tolerancia, pero algunos detalles deben ser seguidos de cerca por el sismómetro para que funcione correctamente.
El paso de las ondas sísmicas son detectadas por el péndulo horizontal, lo que induce una corriente eléctrica en la bobina de recogida gracias a un potente imán conectado en su extremo. Las variaciones de tensión son amplificadas por un circuito electrónico y entregado a un convertidor analógico-digital, a cargo de la conversión de las tensiones a niveles compatibles con el software utilizado.
Todos los componentes deben ser instalados por el experimentador, con la excepción del convertidor analógico-digital, que debe adquirirse por separado.
Durante un terremoto, una serie de ondas mecánicas se propagan a lo largo de la superficie y el interior de la Tierra. Estas vibraciones son similares a las ondas de sonido, pero son frecuencias mucho más bajas. Mientras que las ondas son de frecuencia audible de 20 Hz y 20 kHz (periodo de entre 50 milisegundos y microsegundos 50), las ondas producidas por terremotos rango de 1 Hz a la "P" y las ondas Hz 0,05 para las ondas de superficie (un período segundos y 20 segundos).
Los sismógrafos operan bajo el principio de la inercia, a la que un cuerpo tiende a permanecer estática a menos que una fuerza se aplica a él, obligándolo a moverse. Para el sismómetro, esta masa está formada por un péndulo largo período, capaz de responder a la misma frecuencia de las ondas sísmicas entre 1 Hz y 0,05 (período de 1 a 20 s).
Cuando ocurre un terremoto, toda la superficie se mueve a merced de las olas, pero la masa formada por el péndulo tiende a permanecer inmóvil, elaborado por la gravedad hacia el centro de la tierra. Esta diferencia en el movimiento entre el suelo y la masa estática típica muestra con precisión el paso de las ondas sísmicas en la superficie y su detección es el objetivo final del sismómetro.
El péndulo Como hemos visto, tenemos que detectar un terremoto de un período igual a la oscilación natural de las ondas sísmicas. También hemos visto que las ondas de superficie tienen un período de cerca de 0,05 Hz
De un péndulo simple de longitud "L", el período natural de la "T" oscilación viene dada por la ecuación T = 2pi sqr (L / g) Donde "G" es la aceleración de la gravedad de 9,8 m/s2
Por lo tanto, de un péndulo de 1 metro de longitud, el período de oscilación es de 2 segundos, por un período de 20 segundos, la longitud del péndulo salta a 100 metros, lo que hace que el instrumento prácticamente imposible de construir.
La solución es usar un truco llamado "Garden Gate" o por defecto de Lehman, que es una barra horizontal que descansa sobre un segundo punto de la suspensión que se puede ajustar por largos períodos de oscilación.
Con esta disposición, la longitud efectiva del péndulo está dada por 1/sen (a) y la fórmula para el periodo natural se convierte en T = 2pi sqrt1 / g sin (a)
Por lo tanto, es relativamente fácil de diseñar un sismómetro con un periodo de oscilación de 20 segundos con un pequeño péndulo de 50 cm, la disposición de inclinación en aproximadamente 0,3 grados, lo que significa un lado desigual a unos 2 mm.
En la práctica, la disposición es más fácil que se construirá de acuerdo con el dibujo de abajo.
En el caso de nuestro sismógrafo, el apoyo de la suspensión se mueve 1 ó 2 mm por delante de la barra de suspensión de pivote, provocando el movimiento natural del péndulo es cerca de 20 segundos. Debido a las dificultades para mantener el equilibrio del péndulo, que rara vez más de 15 segundos. Los valores cercanos a 12 segundos son muy conservadores y se debe obtener sin dificultad y son más que suficientes para la detección de terremotos. Como hemos dicho antes, la asamblea no es crítica.
Amortiguación
Ya que construistes un conjunto similar, con una masa de aproximadamente 3 kg al final, se puede comprobar que al hacer el movimiento del péndulo, con un ligero empujón o golpe, la oscilación continuará por algún tiempo, pero con el rango de movimiento más pequeños, al parecer para detenerlo. Decimos "aparentemente" porque aun cuando el movimiento ya no es perceptible para el ojo, el péndulo está oscilando aún micrómetro.
Aunque el propósito de un péndulo - balanceo - en el caso de un sismógrafo que es el efecto totalmente indeseable si se mantiene durante más de una o dos períodos. Para minimizar este efecto es necesario para amortiguar la oscilación, haciendo que el péndulo en volver a su posición de reposo antes de que el swing natural en acción y hacer que gire libremente.
Hay dos formas prácticas de hacer esto de amortiguamiento, con una taza y una varilla medidora de aceite o por imanes permanentes.
El amortiguador magnético con dos imanes de neodimio de los planes de alta intensidad separadas por alrededor de 1 cm. Dentro de este conjunto se introduce una plancha de aluminio, cobre o latón, que se adjunta a la barra de suspensión.
La amortiguación se produce debido al principio de "corrientes de Foucault", que son las corrientes eléctricas que se producen en los materiales metálicos cuando son sometidos a una variación en el flujo magnético que atraviesa. Estas corrientes se oponen a los campos magnéticos de imanes de neodimio, lo que obligó el frenado del péndulo. Cuanto más el hierro se introduce dentro de los imanes, mayor será el efecto de amortiguación.
Nuestro sismógrafo utiliza el método de la compuerta magnética, pero nada impide que sea reemplazado por el aceite del sistema. La imagen de arriba muestra claramente los dos sistemas. Imanes de neodimio, fueron retirados de una plancha plana de alta definición utilizada y el aluminio se fijó en un soporte de madera, que se adjunta a la viga.
Helióstato Para Observación Solar y astronómica
El heliostatos tiene aplicaciones en diversos campos de la actividad humana, como la astronomía, la generación de energía renovable y la iluminación.
En astronomía, el uso de heliostatos es principalmente el estudio de la observación solar, cuando uno o más espejos llevan a la luz reflejada por el equipo .... al laboratorio donde serán analizadas por los instrumentos, o incluso se puede utilizar hasta en una sala estilo cine, donde se proyecta la imagen del disco solar y puede ser visto por un grupo de estudiantes y profesores.
En el campo de la energía renovable se utiliza heliostatos que concentran la luz solar en una caldera u horno grande para calentar el agua o el aire y es ideal para generadoras de electricidad. En el área de equipos de iluminación se utiliza en la forma más sencilla posible, lo que lleva a la luz del sol hacia las ventanas o vestíbulos, mucho ahorro energético y reducción de costos.
Nuestro Helióstato:
Debido a las dimensiones, este prototipo se ajusta perfectamente a la idea, por lo que nada impide que los experimentos realizados en otros segmentos, o aumentando el tamaño o el tipo de espejo utilizado. Tu imaginación es el límite!
Objetivo
El objetivo de este trabajo es mostrar cómo podemos crear un material con helióstatos simple y relativamente fácil de conseguir. Además, permite que la persona interesada ejercer sus capacidades intelectuales en diversas ramas del conocimiento, como la óptica, la mecánica y la electrónica necesaria para la construcción del dispositivo.
Dificultades
En este punto, es importante aclarar que los componentes mecánicos utilizados en el prototipo puede o no estar disponible para el interés público que requieren un alto grado de improvisación para conseguir el mismo resultado. Sin embargo, una basura bien surtida hará el truco. La óptica y la electrónica no presenta los mismos problemas y los componentes utilizados normalmente se encuentran a la venta y pueden ser reemplazados fácilmente por lo que se alcanza la meta.
A CONSTRUIR ENTONCES !!!
