Elektrostatični motor na temo Steam Punk: 13 korakov (s slikami)

2025 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2025-01-23 15:08

Uvod Tukaj je elektrostatični motor, ki temelji na temi Steampunk in je enostaven za izdelavo. Rotor je bil izdelan tako, da se med plasti plastičnega embalažnega traku laminira trak aluminijaste folije in ga zvije v cev. Cev je bila pritrjena na os z uporabo kartonskih končnih pokrovčkov s ploščatimi podložkami na sredini kot ležaji. Stacionarne elektrode ali statorji so bili izdelani iz obroča žebljev, obešenih koaksialno glede na rotor in pod napetostjo z negativnim, visokonapetostnim enosmernim tokom. Okvir iz slamic za pitje, trakov in plastičnih pokrovov pločevinastih pločevink je statorje vzdrževal v pravilnem položaju okoli rotorja.

Projekt ponuja priložnost za spoznavanje Coulombovega zakona, ki opisuje elektrostatično privlačnost/odboj med nabitimi točkami. Natančneje, rotor se vrti, ker se negativno nabite površine rotorja odbijejo, ko pridejo v stik z električno vročimi statorji. Vsako nabito območje nato odlaga odvečne elektrone na sosednji, ozemljen stator na obroču, ko se rotor obrača. Cikel polnjenja in praznjenja se ponavlja, ko se vsako nevtralizirano območje rotorja približa naslednjemu statorju, ki je pod napetostjo. Za ta projekt sem uporabil ponovno namenjene materiale za recikliranje in nekaj osnovne strojne opreme, da bi gradbene stroške zmanjšali na minimum.

Pozor! Ta projekt zahteva visokonapetostni enosmerni tok (HVDC), zato izberite vir energije, ki ustreza vaši ravni izkušenj.

Korak: Deli in orodja

Priložil sem seznam delov za projekt; vendar improvizirajte in po potrebi zamenjajte. Ne pozabite upoštevati naslednjih točk:

• Rotor mora biti lahek.
• Rotor mora biti uravnotežen.
• Statorji morajo biti dobro izolirani drug od drugega, da se prepreči notranji lok.

Osovina za montažo rotorja (1) - obešalnik za plašč premera 15 cm x 0,3 cm. Osni ležaji (2) - ploščate podložke iz nerjavečega jekla s 0,3 cm ID luknjo. Ročni osi (2) - slamice za pitje premera 3 cm x 0,4 cm (vključene z majhnimi pakiranji brezalkoholnih pijač). Končne kape (2)-diski s premerom približno 4,0 cm (uporabite kartonski pokrov iz 3-obročnega veziva). Podložni trak (1) - 2,5 cm x 15 cm trak iz AL folije. Statorji (6) - žeblji dolžine 5 cm. Platišča za ohišje statorja (2) - Plastični pokrovčki iz mešanih posod z orehi. Držala za platišča (12) - slamice za pitje velikosti Std (premer 1/4 palca). Viseči trakovi (2) - gumijasti trakovi. Plastična podkev iz okvirja rotorja (1) - to vročo rožnato podkev sem našel v škatli za zavržke na lokalnem šolskem dvorišču po cerkvenem sejmu skupnosti; ali, lahko izrežete in nato zlepite liste kartona skupaj, da naredite okvir. Odstavek za podlago iz akrila ali kartona (1) - razrežite na ustrezno velikost. Distančnik - pokrov iz plastične steklenice. Vir napajanja (1) - Tipični viri HVDC v območju nizkih mikroamp, kot so ionizatorji zraka v prostoru, Van de Graaffs in Whimshursts, so lahko prešibki za napajanje tega motorja. Razmislite o transformatorju z visokim potencialom. Simcov CH-30 Chargemaster je eden od "udarcev" slabih fantov elektrostatičnih generatorjev. Včasih so te enote na voljo na elektronskih dražbah z velikimi popusti pri likvidacijskih prodajalcih, ki ne vedo, kaj lahko storijo! Razni artikli Barvno kodirani žični vezni stebri (2) Barvno označeni HV žica (rdeča in črna) Lepila (cianoakrilat) Pakiranje /Transportni trak (širine 5,0 cm) Tipična povezovalna strojna oprema (majhni vijaki, ključavnice in ploske podložke, matice) Orodja Kompas Električni vrtalnik Ročni luknjač Hobi Datoteka, Ravnalnik, Brusilni blok, Ostre škarje

2. korak: Zaprite rotorje

Iz kartona izrežite štiri kroge premera 4 cm. Skozi središča izvrtajte 4 mm luknjo. Vstavite jih v električni vrtalnik in jih obrusite. 2 diska zlepite skupaj, nato pa na sredinsko luknjo vsakega diska prilepite ravno podložko. Pustite, da se posuši. Odstranite trdo lepilo z datoteko.

Korak 3: Zvijte trak okoli pokrovčkov

Os vstavite skozi ležaje in previdno zavijte embalažni trak okoli diskov do cevi. Površine diskov morajo biti vzporedne!

4. korak: Nanesite oblogo iz folije in uravnotežite rotor

Odrežite 2,5 cm širok trak folije, ki ga je treba oviti okoli sredine rotorja. Pritrdite na mestu brez kapljice lepila. Nanesite več dodatnih slojev traku, da prekrijete trak. Ročni rotacijski rotor na osi. Po potrebi dodajte kose traku za uravnoteženje rotorja.

5. korak: Pripravite ohišja

Zgradite ohišje tako, da v plastičnih pokrovih prerežete približno 4 cm dostopno luknjo, da naredite 2 platišča. Izrežite 12 lukenj 30 stopinj narazen vzdolž roba vsakega platišča. Izrežite 8 cm dolžine slamic za pitje, da naredite 12 podpornih cevi. Poravnajte luknje v platiščih, nato v vsako luknjo vstavite slamico. Konstrukcijski nasvet: Na konici vsake slamice izrežite 0,5 cm vzdolžne reže, da olajšate vstavljanje.

6. korak: Dokončajte stanovanjski okvir

Pojdite okoli platišča in vstavite slamice, ko greste v ohišje. Med platišči naj bo razdalja približno 5,0 cm. Ko je okvir končan, odrežite odvečno dolžino slame.

7. korak: Okvir pokrova

Okrog okvirja zavijte 2 do 3 plasti embalažnega traku. Odrežite odvečni trak okoli robov s škarjami.

8. korak: Namestite statorje

Okrog ohišja izvrtajte 12 lukenj, ki so dovolj velike, da sprejmejo žeblje. Vsaka luknja mora potekati skozi slamico na sredini, da se lahko zasuka pod rahlim kotom, kot je prikazano (kot bo zahteval dodatne nastavitve, preden motor vključite). Vstavite gumijast trak skozi slamice, ki se nahajajo v položaju 12 in 6 ur.

9. korak: Pripravite podporo za rotor, pritrdite osnovo in stebre

Vsaka podpora, ki ohranja rotor v fiksnem položaju in mu omogoča prosto vrtenje, je v redu. Uporabil sem to igračo podkve. Če podkve ne morete najti, jo naredite tako, da položite več listov kartona, narezanih na ustrezno velikost. Previdno izvrtajte luknjo za os rotorja skozi konico vsake podkve. Nato izvrtajte luknjo skozi prst, da namestite vijak, ki podkev pritrdi na podlago projekta. Skozi zamašek steklenice izvrtajte luknjo, ki bo delovala kot distančnik. Sestavite komponente. Na koncu izvrtajte luknje v podnožju za stebre za žice.

10. korak: Sestavite komponente

Gumijaste trakove nataknite na podkve, da obesite ohišje statorja. Os vstavite skozi luknjo v peti, drsne distančnike in rotor, kot je prikazano. Po potrebi zavrtite žeblje, tako da se skoraj dotikajo površine rotorja.

Korak: Priključite vroče in nevtralne statorje

Vsak drugi stator zaporedno ožičite z izolirano žico. Preostali statorji so povezani z izolirano žico druge barve. Priključite en komplet statorjev na vroče vezavo; drugi niz gre na tla.

Korak: Povečajte "konjske moči"

Napajalnik z močjo 0,5 W niti ni pomaknil rotorja. Vendar je Chargemaster (glej Deli in orodja) zavrtel rotor pri 10 do 12 vrt / min. Optimalni vhod je bil približno 12 kV pri 100 mikroamperih, preden je notranji lok med vročimi in ozemljenimi statorji upočasnil hitrost motorja.

Korak: Od blizu Spark

Tukaj je posnetek z zoomom, ki prikazuje iskro praznjenja rotorja med vrtenjem.

Druga nagrada na tretjem letnem tekmovanju Make It Stick

Prva nagrada na natečaju za praktično učenje