Elektrostatický motor s tematikou Steam Punk: 13 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

Intro Here je elektrostatický motor založený na téme Steampunk, ktorý sa ľahko zostavuje. Rotor bol skonštruovaný laminovaním pásu hliníkovej fólie medzi vrstvy plastovej baliacej pásky a jeho stočením do trubice. Rúrka bola namontovaná na nápravu pomocou lepenkových koncoviek s plochými podložkami v strede ako ložiska. Stacionárne elektródy alebo statory boli vyrobené z prstenca klincov zaveseného súosovo vzhľadom na rotor a napájaného záporným vysokonapäťovým jednosmerným prúdom. Rám vyrobený zo slamiek na pitie, pásky a plastových krytov plechoviek udržoval statory v správnom zarovnaní okolo rotora.

Projekt poskytuje príležitosť dozvedieť sa o Coulombovom zákone, ktorý popisuje elektrostatickú príťažlivosť/odpudivosť medzi nabitými bodmi. Rotor sa konkrétne otáča, pretože negatívne nabité povrchové plochy rotora sú odpudzované potom, čo sa dotknú elektricky horúcich statorov. Každá nabitá oblasť potom pri otáčaní rotora ukladá prebytočné elektróny do susedného uzemneného statora na prstenci. Cyklus nabíjania a vybíjania sa opakuje, keď sa každá neutralizovaná oblasť rotora blíži k ďalšiemu napájanému statoru. Na tento účel som použil opätovne navrhnuté recyklovateľné materiály a nejaký základný hardvér, aby som znížil náklady na stavbu na minimum.

Pozor! Tento projekt vyžaduje vysokonapäťový jednosmerný prúd (HVDC), preto vyberte zdroj energie, ktorý zodpovedá úrovni vašich skúseností.

Krok 1: Diely a nástroje

Zahrnul som zoznam častí projektu; ale improvizujte a nahrádzajte vždy, keď je to potrebné. Nezabudnite na nasledujúce body:

• Rotor musí mať malú hmotnosť.
• Rotor musí byť vyvážený.
• Statory musia byť navzájom dobre izolované, aby sa zabránilo vnútornému oblúku.

Osa zostavy rotora (1) - vešiak na šaty s priemerom 15 cm x 0,3 cm. Ložiská nápravy (2) - ploché podložky z nehrdzavejúcej ocele s vnútorným priemerom 0,3 cm. Nápravy na rukáve (2) - slamky na pitie s priemerom 3 cm x 0,4 cm (súčasťou balenia sú malé balenia nealkoholických nápojov). Koncové krytky (2)-kotúče s priemerom približne 4,0 cm (použite kartónový koncový kryt z 3-krúžkového zakladača). Páska podšívky (1) - pás AL fólie 2,5 cm x 15 cm. Stator (6) - klince dlhé 5 cm. Okraje zostavy puzdra statora (2) - Plastové vyklápacie viečka zo zmiešaných nádob na matice. Podpery ráfika (12) - Slamky na pitie štandardnej veľkosti (priemer 1/4 palca). Závesné pásy (2) - Gumičky. Plastová podkova s rámom rotora (1) - Túto horúco ružovú podkovu som našiel vo vyraďovacom boxe na miestnom školskom dvore po komunitnom cirkevnom veľtrhu; alebo môžete odstrihnúť a potom prilepiť listy lepenky k sebe, aby ste vytvorili rám. Projektový základný šrot akryl alebo kartónový list (1) - odstrihnite na vhodnú veľkosť. Rozpera - plastový uzáver fľaše. Zdroj energie (1) - Typické zdroje vysokonapäťových jednosmerných prúdov v rozsahu nízkych mikroampérov, ako sú ionizátory vzduchu v miestnosti, Van de Graaffs a Whimshurst, môžu byť príliš slabé na napájanie tohto motora. Zvážte transformátor s vysokým potenciálom. Simco CH-30 Chargemaster je jedným z „nešťastných chlapcov“elektrostatických generátorov. Niekedy sú tieto jednotky k dispozícii prostredníctvom elektronických aukcií s veľkými zľavami od likvidačných predajcov, ktorí nevedia, čo môžu robiť! Rôzne položky Farebne označené drôtené viazacie stĺpiky (2) Farebne označené VN drôty (červené a čierne) Lepidlá (kyanoakrylát) Balenie /Prepravná páska (šírka 5,0 cm) Typický spojovací materiál (malé skrutky, poistné a ploché podložky, matice) Náradie Kompas Elektrická vŕtačka Ručná dierka Hobby Pilník do uhlomeru Pravítko Brúsny blok Ostrá ceruzka Pomocné nožnice

Krok 2: Vytvorte koncovky uzáveru rotora

Z kartónu vystrihnite štyri kruhy s priemerom 4 cm. Stredom vyvŕtajte otvor 4 mm. Sklopte ich do elektrickej vŕtačky a posypte pieskom. Prilepte 2 kotúče k sebe a potom nalepte plochú podložku na stredový otvor každého disku. Nechajte uschnúť Odstráňte akékoľvek tvrdé lepidlo so súborom.

Krok 3: Nalepte pásku okolo koncových uzáverov

Vložte nápravu cez ložiská a opatrne previňte baliacu pásku okolo diskov až po tubu. Povrchy diskov musia byť rovnobežné!

Krok 4: Naneste fóliu na obloženie a vyváženie

Odrežte 2,5 cm široký pás fólie, ktorý by mal byť omotaný okolo stredu rotora. Zaistite na mieste kvapkou lepidla. Na zakrytie pásu naneste niekoľko ďalších vrstiev pásky. Ručný rotačný rotor na náprave. Podľa potreby pridajte kúsky pásky na vyváženie rotora.

Krok 5: Pripravte si kryty na bývanie

Postavte si kryt tak, že vyrežete asi 4 cm priemer prístupového otvoru v plastových viečkach a vytvoríte 2 ráfiky. Vyrežte 12 otvorov, od seba vzdialených 30 stupňov, pozdĺž okraja každého okraja. Odrežte slamky na pitie o dĺžke 8 cm a vytvorte 12 podporných rúrok. Zarovnajte otvory v ráfikoch a potom do každého otvoru vložte slamku. Stavebný tip: Na konci každej slamky odstrihnite 0,5 cm pozdĺžnu štrbinu, aby sa uľahčilo vkladanie.

Krok 6: Kompletný rám puzdra

Pri vytváraní rámu bývajte okolo ráfika a vložte slamky. Medzi ráfikmi dodržujte vzdialenosť približne 5,0 cm. Po dokončení rámu odrežte prebytočnú dĺžku slamy.

Krok 7: Krycí rám

Omotajte 2 až 3 vrstvy baliacej pásky okolo rámu. Odstráňte prebytočnú pásku okolo okrajov nožnicami.

Krok 8: Nainštalujte statory

Vyvŕtajte 12 dierok okolo obvodu puzdra, ktoré sú dostatočne veľké na to, aby do nich bolo možné prichytiť klince. Každý otvor musí v strede prechádzať slamkou, aby bolo možné ho otáčať v miernom uhle, ako je znázornené (uhol bude vyžadovať ďalšie úpravy pred napájaním motora). Cez slamky umiestnené v polohách 12 a 6 hodín vložte gumičku.

Krok 9: Pripravte podporu rotora, pripevnite základňu a stĺpiky

Akákoľvek podpora, ktorá udržuje rotor v pevnej polohe a umožňuje mu voľne sa otáčať, je v poriadku. Použil som túto hračkársku podkovu. Ak nemôžete nájsť podkovu, urobte ju tak, že navrstvíte niekoľko listov rezu z lepenky na zodpovedajúcu veľkosť. Cez špičku každej päty podkovy opatrne vyvŕtajte otvor pre os rotora. Ďalej vyvŕtajte otvor cez špičku, aby ste doň mohli vložiť skrutku, ktorá pripevňuje podkovu k základni projektu. Vyvŕtajte otvor cez uzáver fľaše, ktorý bude fungovať ako rozpera. Zostavte komponenty. Nakoniec vyvŕtajte do základne otvory pre stĺpiky na viazanie drôtu.

Krok 10: Zostavte komponenty

Nasaďte gumičky na podkovy, aby zavesili teleso statora na miesto. Vložte nápravu cez otvor v päte, posuvné rozpery a rotor na mieste podľa obrázku. Podľa potreby otočte klince tak, aby sa takmer dotýkali povrchu rotora.

Krok 11: Pripojte horúce a neutrálne statory

Pripojte každý druhý stator do série pomocou izolovaného drôtu. Zostávajúce statory sú prepojené pomocou izolovaného drôtu inej farby. Pripojte jednu sadu statorov k stĺpiku horúcej väzby; druhá sada ide na zem.

Krok 12: Zvýšte „konskú silu“

Napájací zdroj s výkonom 0,5 W nepohnul ani rotor. Zariadenie Chargemaster (pozri Diely a nástroje) však roztočil rotor na 10 až 12 otáčok za minútu. Optimálny vstup bol asi 12 kV pri 100 mikroampéroch, kým vnútorné oblúk medzi horúcimi a uzemnenými statormi spomalil otáčky motora.

Krok 13: Detailný záber na Spark

Tu je priblíženie zobrazujúce iskrivý výboj do rotora pri jeho otáčaní.

Druhá cena v 3. ročníku súťaže Make It Stick

Prvá cena v súťaži o praktické vyučovanie