Tvaika panku elektrostatiskais motors: 13 soļi (ar attēliem)

2025 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2025-01-23 14:59

Ievads Šeit ir viegli uzbūvējams elektrostatiskais motors, kura pamatā ir Steampunk tēma. Rotors tika izgatavots, laminējot alumīnija folijas sloksni starp plastmasas iepakojuma lentes slāņiem un velmējot to caurulē. Caurule tika uzstādīta uz ass, kā gultņus izmantojot kartona gala vāciņus ar plakanām paplāksnēm centrā. Stacionārie elektrodi vai statori tika izgatavoti no naglu gredzena, kas piekarināts koaksiāli pret rotoru un pievadīts pie negatīva, augstsprieguma līdzstrāvas. Karkass, kas izgatavots no dzeršanas salmiņiem, lentes un skārda kārbu plastmasas pārsegiem, nodrošināja statoru pareizu izvietojumu ap rotoru.

Projekts sniedz iespēju uzzināt par Kulona likumu, kas apraksta elektrostatisko pievilcību/atgrūšanos starp uzlādētiem punktiem. Konkrēti, rotors griežas, jo rotora negatīvi lādētās virsmas tiek atbaidītas pēc tam, kad tās saskaras ar elektriski karstajiem statoriem. Pēc tam katra uzlādētā zona nogulsnē liekos elektronus blakus esošajam, iezemētajam statoram uz gredzena, rotējošam rotam pagriežoties. Uzlādes un izlādes cikls atkārtojas, kad katra neitralizētā rotora zona tuvojas nākamajam statoram. Lai samazinātu būvniecības izmaksas līdz minimumam, es šim projektam izmantoju otrreizēji pārstrādājamus materiālus un dažas pamata aparatūras.

Uzmanību! Šim projektam ir nepieciešama augstsprieguma līdzstrāva (HVDC), tāpēc izvēlieties jaudas avotu, kas atbilst jūsu pieredzes līmenim.

1. darbība: detaļas un rīki

Esmu iekļāvis projekta daļu sarakstu; bet improvizēt un aizstāt, kad vien nepieciešams. Noteikti paturiet prātā šādus punktus:

• Rotoram jābūt vieglam.
• Rotors ir jāsabalansē.
• Statoriem jābūt labi izolētiem viens no otra, lai novērstu iekšējos lokus.

Rotora montāžas ass (1) - pakaramais 15 cm x 0,3 cm. Asu gultņi (2) - plakanas nerūsējošā tērauda paplāksnes ar 0,3 cm diametra caurumu. Asu piedurknes (2) - 3 cm x 0,4 cm diametra dzeršanas salmiņi (iekļauti ar nelieliem bezalkoholisko dzērienu iepakojumiem). Gala vāciņi (2)-aptuveni 4,0 cm diametra diski (izmantojiet kartona gala vāku no 3 gredzenu stiprinājuma). Oderes sloksne (1) - 2,5 cm x 15 cm AL folijas sloksne. Statori (6) - 5 cm gari naglas. Statora korpusa montāžas malas (2) - Plastmasas vāki no jauktu riekstu traukiem. Apmaļu balsti (12) - standarta izmēra dzeršanas salmiņi (1/4 collu diametrs). Piekares lentes (2) - Gumijas lentes. Rotora rāmja plastmasas pakavs (1) - pēc kopienas baznīcas gadatirgus es atradu šo karsto rozā pakavu vietējā skolas pagalma izmetumu kastē; vai arī jūs varat sagriezt un pēc tam pielīmēt kartona loksnes, lai izveidotu rāmi. Starplikas - plastmasas pudeles vāciņš. Barošanas avots (1) - tipiski HVDC avoti zemā mikroamplu diapazonā, piemēram, istabas gaisa jonizatori, Van de Graaffs un Whimshursts var būt pārāk vāji, lai darbinātu šo motoru. Apsveriet augsta potenciāla transformatoru. Simco CH-30 Chargemaster ir viens no elektrostatisko ģeneratoru "pastiprinātājiem". Dažreiz šīs vienības ir pieejamas elektroniskās izsolēs ar lielām atlaidēm likvidācijas pārdevējiem, kuri nezina, ko viņi var darīt! /Piegādes lente (5,0 cm plata) Tipiska savienojošā aparatūra (mazas skrūves, slēdzenes un plakanās paplāksnes, uzgriežņi) Instrumenti Kompass Elektriskā urbjmašīna Rokas caurumu perforators Hobija fails Protraktoru lineāls Slīpēšanas bloks Sharp Pencil Utility

2. darbība: izveidojiet rotora gala vāciņus

No kartona izgrieziet četrus 4 cm diametra apļus. Caur centriem izurbiet 4 mm caurumu. Ievietojiet tos elektriskā urbjmašīnā un smilšojiet līdz apaļai. Līmējiet kopā 2 diskus, pēc tam pielīmējiet plakanu paplāksni virs katra diska cauruma. Ļaujiet nožūt. Izskalojiet jebkuru cieto līmi ar failu.

3. darbība. Rullējiet lenti ap gala vāciņiem

Ievietojiet asi caur gultņiem un uzmanīgi velmējiet iepakojuma lenti ap diskiem uz cauruli. Disku virsmām jābūt paralēlām!

4. solis: uzklājiet folijas oderi un līdzsvara rotoru

Izgrieziet 2,5 cm platu folijas sloksni, kas jāiesaiņo rotora vidū. Nostipriniet ar līmes pilienu. Uzklājiet vairākus papildu lentes slāņus, lai pārklātu sloksni. Rokas rotējošais rotors uz ass. Ja nepieciešams, pievienojiet lentes gabalus, lai līdzsvarotu rotoru.

5. solis: sagatavojiet korpusa disku

Izveidojiet korpusu, plastmasas vākos izgriežot apmēram 4 cm diametra piekļuves atveri, lai izveidotu 2 malas. Ieduriet 12 caurumus 30 grādu attālumā no katras malas malas. Izgrieziet dzeramos salmiņus 8 cm garumā, lai izveidotu 12 atbalsta caurules. Izlīdziniet caurumus diskos, pēc tam katrā caurumā ievietojiet salmiņu. Padoms būvniecībai: katra salmiņa galā izgrieziet 0,5 cm garenu spraugu, lai atvieglotu ievietošanu.

6. darbība. Pabeigt korpusa rāmi

Strādājot apkārt korpusam, veidojiet salmiņus, ievietojot salmiņus. Ievērojiet aptuveni 5,0 cm attālumu starp diskiem. Kad rāmis ir pabeigts, nogrieziet lieko salmu garumu.

7. solis: vāka rāmis

Aptiniet 2 līdz 3 iepakojuma lentes slāņus ap rāmi. Apgrieziet lieko lenti ap šķērēm ap malām.

8. solis: instalējiet statorus

Izurbiet 12 caurumus ap korpusa apkārtmēru, kas ir pietiekami lieli, lai pieņemtu nagus. Katram caurumam viduspunktā jāiet cauri salmiem, lai tos varētu pagriezt nelielā leņķī, kā parādīts attēlā (pirms motora iedarbināšanas leņķis būs jāpielāgo tālāk). Ievietojiet gumiju caur salmiņiem, kas atrodas pulksten 12 un 6.

9. darbība: sagatavojiet rotora atbalstu, pievienojiet pamatni un statņus

Jebkurš balsts, kas notur rotoru fiksētā stāvoklī un ļauj tam brīvi griezties, ir piemērots. Es izmantoju šo rotaļlietu pakavu. Ja nevarat atrast pakavu, vienkārši izveidojiet to, kārtojot vairākas atbilstoša izmēra kartona loksnes. Rūpīgi izurbiet caurumu rotora asij caur katra pakava papēža galu. Pēc tam caur pirkstu izurbiet caurumu, lai ievietotu skrūvi, kas piestiprina pakavu pie projekta pamatnes. Izurbiet caurumu caur pudeles vāciņu, kas darbosies kā starplikas. Salieciet komponentus. Visbeidzot, urbiet pamatnē stieples iesiešanas stabiem.

10. solis: salieciet komponentus

Pārvelciet gumijas uz pakavu papēžiem, lai apturētu statora korpusu. Ievietojiet asi caur caurumu papēžā, bīdāmās starplikas un rotoru vietā, kā parādīts attēlā. Pēc vajadzības pagrieziet naglas, lai tās gandrīz pieskartos rotora virsmai.

11. darbība: pievienojiet karstos un neitrālos statorus

Pievienojiet visus pārējos statorus virknē, izmantojot izolētu vadu. Atlikušos statorus savieno kopā, izmantojot citas krāsas izolētu vadu. Pievienojiet vienu statoru komplektu karstajam iesiešanas stabam; otrs komplekts iet uz zemes.

12. solis: palieliniet zirgspēku

0,5 vatu barošanas avots pat nepakustināja rotoru. Tomēr Chargemaster (sk. Daļas un rīki) rotēja rotoru ar ātrumu 10–12 apgr./min. Optimālā ieeja bija aptuveni 12 kV pie 100 mikro ampēri, pirms iekšējā loka veidošanās starp karstajiem un iezemētajiem statoriem palēnināja motora ātrumu.

13. darbība. Spark tuvplāns

Šeit ir tālummaiņas attēls, kas parāda dzirksteles izlādi rotorā, kad tas griežas.

Otrā balva 3. ikgadējā konkursā Make It Stick

Pirmā balva praktiskās mācīšanās konkursā