Fietsdynamo: verschil tussen versies

Een fietsdynamo is een wisselstroomdynamo op een fiets om in het donker de fietsverlichting van spanning te voorzien. De rotatie van het fietswiel wordt overgebracht op de as van de dynamo. De verlichting werkt dus alleen tijdens het fietsen.

Uitvoeringen

• Een conventionele dynamo is meestal bevestigd aan de voorvork, soms aan de achtervork. Het geribbelde aandrijfwieltje op de as wordt door veerkracht tegen de buitenband gedrukt en zal de rotatie ervan overnemen. Door de ribbels en de wisselende magnetische krachten tussen rotor en stator klinkt er een karakteristiek gezoem bij gebruik. Met een blokkeerinrichting kan het dynamowieltje bij daglicht op enige afstand van de band worden gehouden, zodat de dynamo niet meedraait. De overbrengingsverhouding van wiel naar dynamo is zeer groot (ca. 30×), de mechanische verliezen zijn dat ook. Slechts een klein deel van het vermogen dat iemand al trappend aan de dynamo toevoert wordt in elektrische energie omgezet. Bij het fietsen is de weerstand van de dynamo duidelijk te voelen, het maakt weinig uit of er wel of geen verlichting is aangesloten. De ene pool van de elektrische aansluitingen is verbonden met de metalen behuizing en wordt via het frame met de verlichting verbonden. De andere pool bevindt zich aan de onderzijde en wordt met een enkele draad naar de koplamp en een andere draad naar het achterlicht gevoerd. Tegenwoordig worden steeds vaker de toevoerdraden dubbel uitgevoerd waardoor er een plus en een mindraad mogelijk is. De door corrosie verbroken stroomkring en het daardoor weigeren van de verlichting komt dan minder voor. Het aansluitpunt tussen de draden en de dynamo kan uitgevoerd zijn met een klem-, schroef- of steekverbinding. Over het wieltje past desgewenst een speciaal kunststoffen kapje, waardoor vooral bij nat weer de grip van de band erop wordt versterkt. Overmatige slijtage van de band wordt er ook door voorkomen. Bij sommige typen vormt een permanente magneet de rotor en de spoel de stator, bij andere typen is het net andersom.

• Uitvoeringen die in de naaf van het (voor)wiel gespaakt zijn worden steeds vaker gebruikt. De naafdynamo draait altijd met het wiel mee, er is daarom een aparte schakelaar nodig om het licht mee aan en uit te schakelen. Moderne koplampen schakelen automatisch aan als het donker wordt, vaak is er ook een handschakelaar aanwezig. De extra weerstand van een meedraaiende naafdynamo is te verwaarlozen ten opzichte van die van een naaf zonder dynamo. Er is nauwelijks verschil te merken tussen een niet-belaste en een belaste dynamo. Het rendement van een goede naafdynamo is door het ontbreken van mechanische verliezen hoger dan dat van een banddynamo. Het zoemen van de banddynamo ontbreekt geheel. Beide polen van de elektrische aansluiting zijn geïsoleerd van het metalen huis voorhanden. De verbinding met de koplamp gebeurt met twee draden die met een speciaal plugje op de dynamo worden aangesloten. Het nadeel van een naafdynamo is dat deze altijd weerstand zal geven, ook als geen gebruik wordt gemaakt van de fietsverlichting. Het achterlicht verbruikt door het gebruik van leds zo weinig energie dat het door batterijen kan worden gevoed. Zo is er geen lange en kwetsbare draad meer nodig.

Elektrische eigenschappen

De werking van de dynamo berust op de inductiewet van Faraday, waaruit is af te leiden dat de opgewekte spanning evenredig met het toerental van de dynamo is. We hoeven niet hard te fietsen om voldoende lichtopbrengst te krijgen. Toch branden de lampjes bij hoge snelheid niet door. De verklaring hiervoor is dat ook de frequentie van de spanning evenredig met het toerental is, en daarmee ook de impedantie van de spoel in de dynamo. De dynamo is zo ontworpen dat deze bij voldoende snelheid groter is dan de weerstand van de parallel geschakelde lampjes, zodat de dynamo dan in feite als stroombron in plaats van als spanningsbron functioneert. Daardoor blijft de stroom, en daarmee de klemspanning, beperkt. Dit betekent wel dat de lampjes ook wat betreft gezamenlijk stroomgebruik bij de dynamo moeten passen.

Een normale fietsdynamo kan ongeveer 0,5 ampère wisselstroom leveren bij een klemspanning van 6 volt, dit komt overeen met een elektrisch vermogen van ongeveer 3 watt. Hierbij hoort de standaardcombinatie van een voorlicht dat 0,45 A verbruikt met daaraan parallel geschakeld een achterlicht dat 50 mA verbruikt. Het wieltje van een banddynamo heeft een diameter van 18 tot 25 mm. Het aantal polen is meestal 4. Een naafdynamo heeft normaal 14 polen, de uitgangsfrequentie is dus 14 maal het toerental van het wiel.