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Sachiko Kodama "Morpho Towers -- Two Standing Spirals" (2007)

Sachiko Kodama "Morpho Towers -- Two Standing Spirals" (2007) Collaborator: Yasushi Miyajima (Sony CSL) Special Thanks:Satoru Saito, Kingo Arakawa, Takeshi Aoki, Osamu Sumiya(UEC), Megumi Sato Music: Tetsuhide Hidaka, PIRAMI Image copyright (c)Sachiko Kodama, music by Tetsuhide Hidaka (Windows Media Player) “Morpho Towers--Two Standing Spirals” is an installation that consists of two ferrofluid sculptures that moves synthetically to music. The two spiral towers stand on a large plate that hold ferrofluid. When the music starts, the magnetic field around the tower is strengthened. Spikes of ferrofluid are born from the bottom plate and move up, trembling and rotating around the edge of the iron spiral. The body of the tower was made by a new technique called “ferrofluid sculpture” that enables artists to create dynamic sculptures with fluid materials. This technique uses one electromagnet, and its iron core is extended and sculpted. The ferrofluid covers the sculpted surface of a three-dimensional iron shape that was made on an electronic NC lathe. The movement of the spikes in the fluid is controlled dynamically on the surface by adjusting the power of the electromagnet. The shape of the iron body is designed as helical so that the fluid can move to the top of the helical tower when the magnetic field is strong enough. The surface of the tower responds dynamically to its magnetic environment. When there is no magnetic field, the tower appears to be a simple spiral shape. But when the magnetic field around the tower is strengthened, spikes of ferrofluid are born; at the same time, the tower’s surface dynamically morphs into a variety of textures ranging from soft fluid to minute moss, or to spiky shark’s teeth, or again to a hard iron surface. The ferrofluid, with its smooth, black surface that seems to draw people in, reaches the top of the tower, spreading like a fractal, defying gravity. The spikes of ferrofluid are made to rotate around the edge of the spiral cone, becoming large or small depending on the strength of the magnetic field. In this work the speed of this rotation can be controlled without motors or shaft mechanisms ? we simply control the magnetic power. In this work, we are trying to activate analogue physical phenomena (= fluid) precisely by utilizing digital music metadata. To control the synchronization of the ferrofluid with the music playback in real time, time series metadata are added to the music beforehand. The metadata consist of musical information, such as beat position, chord progression, and melody block information, and ferrofluid control information such as DC bias voltage and AC pattern. Each data record has a time stamp that indicates the timing of presentation. All data are stored in time-series order. These time series metadata must be accurate for precise control of timing, so as to cancel the time delay of fluid movement. By this correction, the time when the protuberance of the spike reaches its maximum size is coincident with the beat of the music. As a result, the rhythm of the fluid movement coincides with the musical rhythm. When there is no sound, the fluid falls down into the plate. As there are two towers in the installation, complicated expressions of surfaces become possible. Each tower’s surface pulsates, like one creature calling to the other. Fluid moves synthetically with the music, as if it breathes, and the condition of the fluid's surface emerges as autonomous and complex. In this art we want to harmonize several opposing properties, such as hardness (iron) / softness (fluid) and freedom (desire for design) / restriction (natural powers such as gravity). This work emerges as an autonomous transformation of the material itself: sometimes it seems like a horn, sometimes a fir tree, and sometimes even like the Tower of Babel. -home

Alternador e Dínamo

Alternador e Dínamo

O esquema representa um gerador de corrente alternada, denominadoalternador. O conjunto de espiras é chamado armadura e seus terminais são coletados a anéis metálicos. Em cada anel apóia-se uma escova, geralmente de grafite; a corrente é entregue ao circuito através dessas escovas. Denomina-se coletor o conjunto formado pelos anéis e escovas.

	A espira girando em campo magnético uniforme, com velocidade angular constante gera uma corrente alternadainduzida.

	Numa usina hidrelétrica, a rotação da armadura é originada pela energia mecânica de uma turbina. Essa energia pode ser obtida através da energia potencial do desnível de uma queda d'água ou através da energia de uma máquina a vapor.

Um grande avanço tecnológico foi obtido na construção de muitos acessórios que aperfeiçoaram o funcionamento dos alternadores. Chegou-se, então, aos enormes geradores das grandes centrais elétricas, que possibilitaram a utilização da energia elétrica em larga escala. Por mais complicados que sejam esses geradores, seu funcionamento baseia-se no alternador.

Neste alternador, a substituição do par de anéis por um comutador é um artifício simples, que permite manter a corrente em um mesmo sentido. O comutador é um anel metálico dividido em dois setores, cada um ligado aos terminais da armadura. Em cada meia-volta da armadura, o comutador troca o terminal ligado ao circuito externo. Isso origina uma corrente de mesmo sentido, apesar de variar de intensidade. Tal corrente é denominada corrente pulsante. Aumentando-se o número de setores do comutador, o que é possível através do aumento do número de armaduras, obtemos uma corrente praticamente contínua no circuito extreno. Dizemos que a corrente está retificada e o aparelho constitui um dínamo.

Dínamos

Recebe o nome de dínamo (da palavra grega dynamis, que significa força) um gerador de eletricidade, destinado a transformar energia mecânica em energia elétrica.
Este equipamento consiste basicamente de um ímã fixo em um eixo móvel, sendo que ao redor deste há uma bobina(um extenso fio enrolado em espiras e feito de material condutor elétrico, geralmente cobre), sem que haja contato físico entre a bobina e o ímã.
Dois tipos de dínamo são utilizados:

• dínamo em corrente contínua, no qual seu conjunto fornece corrente contínua, ou seja, corrente que circula num só sentido apenas.
• o alternador, ou dínamo de corrente alternada, fornecedor de corrente alternada, corrente que circula em um e outro sentido alternadamente. Há certa confusão entre estas denominações, e algumas fontes costumam-se referir a este conjunto especificamente como alternador, apenas. Assim, dínamo seria somente o gerador de corrente contínua.

O princípio de funcionamento de um dínamo está ligado ao fenômeno da indução eletromagnética num quadro plano que gira em campo magnético unifome. Tal fenômeno pode ser explicado pela Lei de Lenz, que estabelece que o sentido da corrente induzida é oposto da variação do campo magnético que a gera. Assim, a variação de um campo eletromagnético gera corrente elétrica. Tanto no dínamo de corrente alternada como no de corrente contínua o quadro é percorrido por corrente alternada. A diferença entre eles está na maneira de colher essa corrente para fora do quadro. Essa captação da corrente para fora do quadro é feita por um dispositivo chamado coletor.
O desenvolvimento do dínamo inicia-se com as pesquisas de Hans Orsted, que, ao observar que a agulha de umabússola oscilava quando aproximada a um fio condutor percorrido por corrente elétrica. Posteriormente, Michel Faraday se interessou pelo fenômeno e após alguns experimentos, observou que quando um imã se move próximo de um circuito elétrico ativo, a corrente elétrica do circuito é alterada.
Os principais componentes de um dínamo são:

• campo eletromagnético -  Eletroímã fixo constituído por uma barra de ferro e bobinas; quando exposta a uma corrente carregada eletricamente, cria-se um campo magnético.
• comutador - Placas condutoras que são isoladas umas das outras e ligadas à bobina do campo, recebendo e retificando a corrente alternada induzida.
• eixo - Parte cilíndrica que transmite um movimento de rotação a armadura do Dínamo.
• quadro - Caixa metálica que abriga o campo magnético.
• ventoinha - Dispositivo com pás que permite a circulação do ar de modo a resfriar o dínamo.
• armadura - Parte móvel do dínamo que é constituída por uma bobina, que produz uma corrente eléctrica à medida que gira dentro do campo.
• bobina - Fio condutor que é enrolado em torno do cilindro da armadura, que gira no campo magnético produzido pelo indutor para criar uma corrente eléctrica.
• escova - Condutor que é friccionado contra as placas do comutador e transmite a corrente contínua produzida pelo dínamo a um circuito exterior.

Bibliografia:
ESTEVÃO, Vanks. Como funciona um Dínamo? Disponível em: <http://www.efeitojoule.com/2008/06/como-funciona-dinamo-bicicleta.html>. Acesso em: 25 abr. 2012.
Dínamos ou geradores mecânicos de eletricidade. Disponível em: <http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/inducao/dinamos/>. Acesso em: 25 abr. 2012.
Dynamo (em inglês). Disponível em:
<http://visual.merriam-webster.com/science/physics-electricity-magnetism/generators/dynamo.php#brush31913>. Acesso em: 25 abr. 2012.

Dínamos ou geradores mecânicos de eletricidade

Chamam-se geradores mecânicos de corrente elétrica, ou dínamos, aos dispositivos que transformam energia mecânica em energia elétrica. Os dínamos se dividem em dois grandes grupos: 1º - Dínamo com corrente contínua É aquele que fornece corrente contínua, isto é, corrente que circula num único sentido. 2º - Dínamo com corrente alternada Também chamado alternador – é aquele que fornece corrente alternada, isto é, corrente que circula num sentido e noutro alternadamente. Princípio de funcionamento Os dínamos funcionam por meio de indução eletromagnética. E esta é sem dúvida a mais importante aplicação do fenômeno de indução. Isso porque esse fenômeno é o único que fornece corrente elétrica com grande energia, como por exemplo, essa corrente que é fornecida para iluminação das cidades e para as indústrias. O princípio de funcionamento dos dínamos em geral, tanto de corrente contínua como de corrente alternada, é a indução eletromagnética num quadro plano que gira num campo magnético unifome. A indução nesse quadro foi estudada no tópico "Indução num Quadro Plano em Rotação num Campo Uniforme". Vimos que, à medida que o quadro gira, ele é percorrido por uma corrente alternada senoidal . Tanto no dínamo de corrente alternada como no de corrente contínua o quadro é percorrido por corrente alternada. A diferença entre eles está na maneira de colher essa corrente para fora do quadro. Essa captação da corrente para fora do quadro é feita por um dispositivo chamado coletor. a. Coletor de corrente alternada Suponhamos que o quadro seja aberto em A e D, e daí sejam tirados dois condutores AB e CD que são ligados a dois anéis, B e D. Encostados a esses anéis existem dois pedaços de carvão (que é condutor), m e n (fig. 322). O circuito externo, R, onde vai ser utilizada a corrente, é ligado a esses pedaços de carvão. À medida que o quadro gira dentro do campo magnético, os anéis giram juntos com ele. Os pedaços de carvão m e n ficam fixos e os anéis ficam raspando neles. A corrente que se produz no quadro passa para os anéis, deste para o carvão e do carvão vai para o circuito externo. É fácil ver que, com esse dispositivo, quando a corrente elétrica muda de sentido no quadro, também muda de sentido no circuito externo, isto é, no circuito externo ela é captada também como alternada. A figura 323 mostra o quadro entre os polos do ímã que produz o campo magnético. Figura 322 Figura 323 Coletor é o nome que se dá ao conjunto dos anéis e pedaços de carvão (fig. 323). Os pedaços de carvão são chamados escovas. b. Coletor de corrente continua Em vez de dois anéis ele se compõe de dois semi-anéis. Cada semi-anel é ligado a uma ponta do quadro girando junto com o quadro. Os pedaços de carvão são fixos, e são ligados ao circuito externo. Quando os semi-anéis giram eles ficam apertados contra os pedaços de carvão (figura acima). Vemos que, em cada meio período, um semi-anel está em contato com um pedaço de carvão diferente. A posição dos carvões é ajustada de tal modo que, no instante em que a corrente muda de sentido no quadro, há troca de contato entre os carvões e os semi-anéis. Desse modo, fora do quadro, a corrente caminha sempre no mesmo sentido, isto é, é contínua.