Fizikai alapok

Ha mágneses térhez képest elektromos vezető mozog, metszve az erővonalakat, akkor a vezetőben feszültség indukálódik, amely áramkör megléte esetén elektromos áramot hoz létre. A keletkező feszültség függ a mágneses erőtér erősségétől (fluxus), a viszonylagos mozgás sebességétől és a vezető meneteinek számától (tekercs).

Az úgynevezett dinamó-elvet a magyar bencés szerzetes, Jedlik Ányos ismerte fel, „villámdelejes forgonyának” 1838-ban készült példánya már gyakorlati célra használható elektromos forgógép volt. A világ mégis a Jedlikkel azonos időben dolgozó német Siemenst ismeri feltalálóként.

Ezzel kapcsolatban nem állhatom meg, hogy közzé ne tegyek egy bárgyú viccet. Hazaszalad a kis Jedlik Ányos:

- Anya, anya, feltaláltam a dinamót!

- Tudom, Ányos...

Kétféle rendszer

A gyakorlatban kétféle megoldás terjedt el.

Az egyik szerint egy henger palástja mentén elhelyezett, lágy vasmagos tekercsekbe vezetünk gerjesztő áramot, és a forgórész szegmensenként elrendezett tekercseiben indukálódik a feszültség, amelyet a kommutátor-szeletekre vezetünk ki, és onnan szénkefével veszünk le. Régi autókon azért terjedt el, mert egyenáramot fejleszt, amely az akku töltésére közvetlenül felhasználható. A feszültség a fordulatszám függvényében változik, ezért feszültségszabályozóval kell a névleges feszültség (autókban nagyon régen 6 V, később 12 V) közelében tartani. Ezt a gerjesztőáram változtatásával érték el. Az ilyen szerkezet neveként a dinamó használatos. Hátránya a kommutátor és a szénkefék karbantartási igénye, szerény élettartama.

A másik lehetőség, hogy az állórész tekercseiben jön létre a hasznos feszültség, azáltal, hogy mágneses erőteret forgatunk a belsejében. Komolyabb teljesítményhez egy kis gerjesztőáramot vezetünk a vasmagos forgórészbe, csúszógyűrűkön keresztül, de a nagy áramtermelést már egyszerűen, az állórészből kivezetett kábeleken vehetjük le. Ehhez is kell feszültségszabályozó. Kis teljesítményhez elegendő lehet egy sima, állandó mágneses forgórész – ilyen a kerékpár-áramfejlesztők szinte mindegyike. A rendszer előnye, hogy karbantartást nem kíván, élettartama hosszú, mérete és súlya (azonos teljesítmény esetén) kisebb a dinamóénál. Hátránya, hogy egyenáramú berendezések ellátásához egyenirányítót kell közbeiktatni – autókban ezek a diódák eleve bele vannak építve a házba. Ennek az elektromos forgógépnek a neve, megkülönböztetésül a másiktól, generátor.

Legyen világosság!

Ezek szerint a kerékpár áramfejlesztőjére egy téves elnevezés, a dinamó ment át a köztudatba (dörzsdinamó, agydinamó stb.), holott a helyes terminus technicus a generátor lenne. Nemcsak nálunk van zavar: a németeknél a Dynamo szó használatos (nem pedig Generator), az angolban dynamo – a Wikipédia például így szól: a dynamo is a small electrical generator... Puff neki! Hogy teljes legyen a zűrzavar, meg lehet még említeni a második világháború egy epizódját, a Dynamo-hadműveletet – így hívták azt a nagy evakuálást, amelynek során 330 ezer brit katonát mentettek ki a Dunkerque melletti csapdából. Az érintettekben bizonyára nagy feszültséget indukált, többeknél ki is verte a biztosítékot...

A szakmai nyelv már régóta nem használja a dinamó szót: az csak áramfejlesztő generátort ismer, amely lehet egyenáramú vagy váltóáramú. A kerékpáros zsargonban viszont meggyökeresedett, alighanem kiirthatatlan már, szélmalomharc lenne a megváltoztatásáért küzdeni. Eszerint szakmai vagy igényesebb ismeretterjesztő környezetben illik generátort mondani, köznyelvi kontextusban elmegy a dinamó. Ellenérvként viszont fel lehet hozni, hogy az autentikus megnevezésre aligha akad illetékesebb a gyártónál, márpedig a gyártók következetesen a dinamó szó valamilyen nyelvű változatát írják rá az áramfejlesztőre.

Miután fény gyúlt (?) az elnevezés terén, lássuk, mire is való a kerékpár generátora, avagy pongyola megfogalmazásban a bringa dinamója: főképp, sőt majdnem kizárólag világításra. Amennyiben izzókkal világítunk, mindegy, hogy egyen- vagy váltóáramot használunk, de a fénydiódának (LED) már nem: annak egyenáram kell. A generátorok váltóáramúak, ezért az egyenáramot igénylő fogyasztókba helyeznek egyenirányítót.

És miért csak majdnem kizárólag: újabban léteznek a kerékpár generátoráról működő töltők, világjárók részére, mobiltelefon, iPod, MP3, GPS és egyéb kütyük használatához. Ez megszünteti a függést a konnektortól. Természetesen ezek is egyenárammal működnek.

Generátor, elem, vagy akku?

Kerékpározni veszélyes. Bizonyos körülmények között nagyon veszélyes. A biztonság fokozásának egyik legolcsóbb és leghatásosabb módja a megfelelő láthatóság, azaz a világítás. Sokan azt hiszik, hogy sötétben kell a legjobb lámpa, de ez tévedés. Tiszta időben már néhány viszonylag gyenge fénydióda is kilométerekről látszik. Ha pedig van közvilágítás, az első lámpának sem muszáj erősnek lennie. Nagyon jó, erős világításra éjszaka ködben, párában, illetve nappal van szükség, bizonyos fényviszonyok között.

Világítani tehát ajánlatos – akit ennek hiánya miatt ütnek el, benevezett egy Darwin-díjra (azt olyan balesetek áldozatai nyerik el, akik kirívó ostobaságuk miatt haltak meg, kivonva magukat a további szaporításból, és hozzájárulva az emberiség törzsfejlődéséhez). Én most itt ésszerűségi szempontok alapján tárgyalom a kérdést, nem a KRESZ szabályait veszem alapul. Azok ugyanis elmaradtak az élet realitásaitól: a legjobban látható villogó fényt, amely a világ összes közlekedőjének azt jelenti, hogy „Vigyázz, kerékpáros!”, tiltják, és olyan életidegen előírás szerepel bennük, hogy „az első és a hátsó világítás legyen egyszerre kapcsolható”.

Milyen energiaforrásról működjön a lámpa? Először is maradjunk annyiban, hogy különleges eseteket, például korhűen megőrzött régi kerékpárt leszámítva, csakis a fénydiódás (LED) lámpának van értelme, mert keveset fogyaszt, jól világít és gyakorlatilag végtelen élettartamú.

A legegyszerűbb az elem, vagy neki megfelelő méretű tölthető akku. Kicsi a beruházás, de (elem esetén) nagy az üzemköltség, a haladástól nem vesz el energiát. Ha nem nagyon rendszeres és hosszas használatról, például munkába járásról van szó, ez lehet az optimális.

Nagyarányú használat vagy világvégi túra (elem nem kapható, konnektor nincs) esetén a generátor a megoldás. A gumi oldalán surrogó dörzsdinamó koszolódik, koptat, a küllők közé ugorva bukást okozhat, másodrendű választás, viszont nem tragikusan drága. Egy jóféle (40 % hatásfokú) Busch & Müller gyártmány 12.000 Ft alatt van. Shimano agydinamót 16.000 forint körül kapni, de ehhez hozzájön, hogy át kell fűzetni az első kereket, tehát 20 ezer körül áll meg a kalkulátor. Az elektromos gerjesztésű, üresjáratban szinte nulla fékező hatású SON agydinamó már drágább, 60 ezer forintba is kerülhet, ami eleve erősen megrostálja a vásárlói kört. Ha ehhez hozzászámítjuk egy álló helyzetben is működő lámparendszer árát, aránytalanul költség jön ki, a feladatot szintén kifogástalanul ellátó elemes/akkus világításhoz képest. A döntést tehát az egyéni felhasználási körülmények és vásárlóerő függvényében kell meghozni.

Aki hibát, tévedést, kiegészíteni valót talál a cikkben, jelezze – korrigáljuk!

Fotó:Web