Turbină electrostatică îmbunătățită fabricată din materiale reciclabile: 16 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

Aceasta este o turbină electrostatică (EST) complet construită prin zgârieturi, care convertește curentul continuu de înaltă tensiune (HVDC) în mișcare rotativă de mare viteză. Proiectul meu a fost inspirat de motorul Jefimenko Corona care este alimentat de electricitatea din atmosferă:

Turbina a fost construită din următoarele articole: tuburi din plastic și paie de băut, distanțieri din nailon, carton, articole de fixare și montare din tablă, precum și o sursă de alimentare HVDC utilizată în locul câmpului electric al pământului. Turbina prezintă o carcasă din plastic transparent, care reduce riscul de contact accidental de înaltă tensiune, permițând în același timp o vedere interioară a turbinei pentru demonstrații de sală de clasă și știință. Atunci când funcționează turbina într-o cameră întunecată, descărcarea coroanei produce o strălucire fantomatică, albastru-violet, care luminează interiorul carcasei. O comparație side-by-side a unei versiuni anterioare a EST arată profilul mai mic și mai rațional. Am folosit unelte manuale simple și un burghiu electric pentru construcții. Atenție: Acest proiect poate produce ozon gazos și ar trebui să funcționeze în zone cu ventilație adecvată. Mănușile de lucru sunt recomandate atunci când lucrați cu tablă din cauza marginilor ascuțite. În cele din urmă, HVDC nu este întotdeauna ușor de utilizat, așa că acționați în consecință!

Pasul 1: Cum funcționează EST-3?

EST-ul are 6 electrozi din folie cu margini ascuțite, care înconjoară un rotor din plastic. Există 3 electrozi fierbinți în serie, care depun particule încărcate pe suprafața rotorului. Electrozii fierbinți alternează în polaritate cu 3 rotoare împământate (în acest caz: Hot-Gnd-Hot-Gnd-Hot-Gnd). Electrozii fierbinți pulverizează rotorul cu sarcini similare, pe care electrozii le resping, provocând rotirea rotorului. Prin procesul de inducție, fiecare electrod fierbinte atrage segmentul rotorului care a fost neutralizat electric de electrodul de masă precedent. Rotorul are un suport din tablă pentru a optimiza gradientul câmpului electric între marginea de conducere a fiecărui electrod și suprafața rotorului. Acțiunea electrozilor fierbinți care pulverizau ioni pe rotor, împreună cu electrozi de masă pe detaliile de curățare, au permis turbinei descărcate să atingă 3, 500 RPM folosind un ionizator de calitate industrială. Schița arată un prototip EST cu 8 electrozi, care a fost o defecțiune mizerabilă din cauza arcurilor interne dintre electrozii așezați prea aproape.

Lecție de luat: Asigurați-vă că electrozii sunt corect izolați și / sau distanțați înainte de a utiliza o sursă de putere de ieșire mare; în caz contrar, turbina ar putea fi redusă la o mizerie fierbinte!

Pasul 2: Localizați tuburile de plastic pentru carcasă și rotor

Am găsit aceste tuburi acrilice în coșul de gunoi al unui magazin local de materiale plastice. Le-am folosit pentru a face carcasa și rotorul turbinei. Dimensiunile exacte nu contează. Un tub ar trebui să se potrivească în interiorul celuilalt, cu o distanță de câțiva cm în jur. Sticlele rigide din plastic, cum ar fi recipientele pentru vitamine, cu vârfurile și fundurile tăiate ar funcționa, de asemenea.

Pasul 3: Decupați electrozii dintr-o tigaie de curcan

Șase electrozi au fost tăiați dintr-o tigaie de curcan din aluminiu aruncată, rămasă de la o cină. (Sfat de construcție: Utilizați o tigaie pentru a găti o pasăre mare, metalul este mai greu și este mai puțin probabil să se îndoaie.) Am tăiat lungimea fiecărui electrod aproximativ egală cu lungimea rotorului făcând un efort să nu strivesc marginile laminate.

Pasul 4: Introduceți tije de susținere a electrodului

Am introdus un segment de tijă filetată 8-32 prin orificiul fiecărui electrod (potrivirea era perfectă !!). Segmentele au fost cu 3,0 cm mai lungi decât carcasa turbinei.

Pasul 5: Aplatizați marginile de bază ale electrozilor

Am îndepărtat ondulațiile și vopsele în folie cu un sucitor.

Pasul 6: Tăiați și rotunjiți marginile electrodului

Marginile anterioare ale fiecărui electrod au fost tăiate la 1,0 cm folosind un tăietor de hârtie. Colțurile au fost rotunjite cu un fișier hobby pentru a reduce scurgerile de coroană.

Pasul 7: Tăiați plăcile de fixare și capacele de capăt pentru carcasă și rotor

Am tăiat un set de 6 discuri de carton pentru a face capace de capăt; un alt set de discuri pentru capace de capăt ale rotorului; și, în cele din urmă, am tăiat un al treilea set de discuri pentru a face plăci de fixare pentru rulmenți.

Pasul 8: Verificați capacele, rotorul și carcasa

Am strecurat rotorul și capace de capăt de carcasă peste un diblu de 1/4 inch diametru, din lemn de esență tare care a servit ca arborele turbinei. Mai târziu în construcție, diblul a fost actualizat la o tijă acrilică pentru un aspect îmbunătățit. Am verificat amplasarea capacului de capăt și am verificat dacă rotorul a fost poziționat concentric în carcasă. (Sfat de construcție: bandă de hârtie învelită cu lipici din lemn în jurul discurilor până când se încadrează strâns în tuburi.)

Pasul 9: Re-găuriți capace de capăt ale carcasei pentru rulmenți

Am folosit lipici pentru lemn pentru a asambla carcasa și capace de capăt ale rotorului. Apoi, găurile au fost găurite la o distanță de 60 de grade de-a lungul circumferinței exterioare a capacelor de capăt ale carcasei, astfel încât să poată accepta tije de sprijin filetate. Un al doilea inel de găuri la 120 de grade distanță a fost forat la jumătatea distanței dintre inelul exterior și centru. Un set de găuri corespunzător a fost forat prin plăcile de fixare. Inițial, am forat centrele capace de capăt ale carcasei pentru a accepta rulmenți metalici. Cu toate acestea, au tras scântei din vârfurile electrozilor, pe măsură ce turbina se apropia de puterea maximă. Am găsit o soluție care presupunea un ID de 1/4 inch, distanțiere din nylon neconductoare ca rulmenți. Le-am asigurat cu trei șuruburi de nailon 8-32 introduse prin placa de fixare. A existat o oarecare rezistență la rulare când am rotit manual rotorul, dar probabil că turbina nu s-ar arde și nu se va transforma într-un SHM (fumatul mizerie fierbinte).:> D

Pasul 10: găuriti găurile de montare în carcasă

Am forat două găuri de montare de 1/4 inch prin fiecare capăt al tubului carcasei. Găurile au acceptat șuruburi de nailon de 1/4 inch cu șaibe de blocare și piulițe hexagonale.

Pasul 11: Atașați hardware-ul de conectare și asistență la electrozi

Doi conectori inelari au fost alunecați peste fiecare tijă de masă, așa cum se arată. Am folosit garnituri de cauciuc (3/16 ID) ca stand-off-uri. Această procedură a fost repetată pentru capătul electrificat al turbinei. Totul a fost securizat temporar cu piulițe de ghindă din nylon pentru a verifica dacă se potrivesc bine. (Rotorul nu a fost instalat la acest punct.)

Pasul 12: Pregătiți ansamblul rotorului

Inițial, am acoperit tubul rotorului cu o foaie de metal tăiată dintr-o cutie de bere și apoi am înfășurat în spirală bandă de plastic în jurul tubului. Mai târziu, la alimentarea turbinei, nu a trecut mult timp până când arcurile interne ale electrozilor au perforat banda și au distrus rotorul -! @ # $, O altă turbină prăjită! (Trei arcuri de perforare apar ca explozii de stele în imaginea cu lumină slabă). O idee mai bună a fost să îndepărtați banda originală și să acoperiți tabla cu un material izolator mai gros, cu rezistență dielectrică mai mare. Am folosit o foaie de plastic rezistent tăiată dintr-un pachet de produse pentru câini pe care le-am asigurat cu bandă.

Pasul 13: Instalați ansamblul rotorului

Am îndepărtat hardware-ul de la sol de la turbină și am introdus rotorul complet până când arborele a cuplat complet rulmenții. Conectorii inelari au fost adăugați la pozițiile 5:00 și 7:00 pentru intrarea de putere.

Pasul 14: Reparați și izolați electrozii

Este puțin probabil ca turbina să funcționeze corect b / c mai multe margini de conducere au fost îndoite în timp ce se introduce ansamblul rotorului. Lucrarea mea a fost de a dezasambla turbina și apoi a epoxida un stick de cafea la fiecare electrod ca o grindă de susținere. Bastoanele au fost pregătite folosind hârtie de nisip fin / med și apoi colorate cu un stilou de vopsea argintiu. Am folosit 12 secțiuni de paie codificate în culori (0,5 cm ID x 3,5 cm) pentru a izola tijele de susținere. Fiecare secțiune a alunecat peste o tijă de susținere, trecând atât prin orificiile bucșei, cât și prin capace.

Pasul 15: Reasamblați turbina și reglați golurile

După ce am pus turbina la loc (din nou!) Și am cablat în serie electrozii fierbinți și la masă, am atașat firele de intrare la posturile de legare. Distanțele dintre goluri au fost ajustate prin strângerea piulițelor de ghindă la capătul fiecărei tije până când marginile anterioare s-au situat la 1 mm de suprafața rotorului. Am tăiat un manșon dintr-un paie „Big Gulp” ID de 1/4 inch și l-am strecurat peste capetele punții pentru a limita mișcarea rotorului lateral.

Pasul 16: Test Run

Turbina fredona la 13,5 kV cu o extragere de 1,0 mAmp; potențialele mai mari au cauzat arcuri și pierderi de putere. Iată un videoclip care arată EST funcționând la viteză mare. Un al doilea videoclip este aici. Rămâneți la curent cu noutățile despre ceea ce poate face EST!