Motor electrostatic cu temă Steam Punk: 13 pași (cu imagini)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2025-01-23 15:04

Introducere Iată un motor electrostatic bazat pe o temă Steampunk care este ușor de construit. Rotorul a fost construit prin laminarea unei benzi de folie de aluminiu între straturile de bandă de ambalare din plastic și rularea acestuia într-un tub. Tubul a fost montat pe o axă folosind capace de capăt din carton cu șaibe plate în centru ca rulmenți. Electrozii staționari sau statori au fost realizați dintr-un inel de cuie suspendate coaxial față de rotor și energizat cu negativ, de înaltă tensiune DC. Un cadru realizat din paie de băut, bandă și învelitoare din plastic de cutii de tablă a menținut statorii într-o aliniere adecvată în jurul rotorului.

Proiectul oferă o oportunitate de a afla despre Legea lui Coulomb, care descrie atracția / repulsia electrostatică între punctele încărcate. În mod specific, rotorul se rotește, deoarece suprafețele încărcate negativ ale rotorului sunt respinse după ce intră în contact cu statorii fierbinți electric. Fiecare zonă încărcată depune apoi excesul de electroni în statorul adiacent, împământat, pe inel, pe măsură ce rotorul se rotește. Ciclul de încărcare-descărcare se repetă pe măsură ce fiecare zonă neutralizată a rotorului se apropie de următorul stator energizat. Am folosit reciclabile refăcute și câteva componente de bază pentru acest proiect pentru a reduce costurile de construcție la minimum.

Prudență ! Acest proiect necesită curent continuu de înaltă tensiune (HVDC), deci alegeți o sursă de alimentare adecvată nivelului dvs. de experiență.

Pasul 1: Piese și instrumente

Am inclus o listă de părți pentru proiect; dar improvizează și înlocuiește ori de câte ori este necesar. Nu uitați să țineți cont de următoarele puncte:

• Rotorul trebuie să aibă o greutate redusă.
• Rotorul trebuie să fie echilibrat.
• Statorii trebuie să fie bine izolați unul de celălalt pentru a preveni arcurile interne.

Axa ansamblului rotorului (1) - cuier de 15 cm x 0,3 cm dia. Rulmenți pe osie (2) - Șaibe plate din oțel inoxidabil cu gaură de identificare de 0,3 cm. Manșoane pentru osie (2) - paie de băut dia 3 cm x 0,4 cm (incluse cu pachete mici de băuturi răcoritoare). Capace de capăt (2) - discuri de diametru de aproximativ 4,0 cm (utilizați capacul din carton din liant cu 3 inele). Bandă de căptușeală (1) - bandă de folie AL de 2,5 cm x 15 cm. Stații (6) - cuie cu lungimea de 5 cm. Jante ansamblul carcasei statorului (2) - Capacele din plastic din recipiente cu piulițe mixte. Suporturi pentru jante (12) - Paie de băut de dimensiuni standard (1/4 inch dia). Benzi de suspendare (2) - Benzi de cauciuc. Potcoavă din plastic cu cadru rotor (1) - Am găsit această potcoavă roz fierbinte în cutia de aruncare din curtea școlii locale după târgul bisericii comunitare; sau, puteți tăia și apoi lipi coli de carton împreună pentru a face rama. Proiect de bază de resturi acrilice sau foaie de carton (1) - Tăiați la dimensiunea adecvată. Distanțier - capac pentru sticlă din plastic. Sursă de alimentare (1) - Sursele tipice de HVDC din gama microampă joasă, precum ionizatoarele de aer din încăpere, Van de Graaffs și Whimshursts pot fi prea slabe pentru a alimenta acest motor. Luați în considerare un transformator cu potențial ridicat. Simco's CH-30 Chargemaster este unul dintre băieții răi de la generatoare electrostatice. Uneori, aceste unități sunt disponibile prin licitații electronice la reduceri mari de către furnizorii de lichidații care nu știu ce pot face! Diverse articole Coduri colorate Posturi de legare a firelor (2) Coduri colorate HV Sârmă (roșu și negru) Lipici (cianoacrilat) Ambalare / Bandă de expediere (lățime de 5,0 cm) Hardware tipic de conectare (șuruburi mici, șaibe de blocare și plat, piulițe) Unelte Busolă Burghiu electric Gaură manuală Punch Hobby File Protractor Rigla Bloc de șlefuire Creion ascuțit Foarfece utilitare

Pasul 2: Realizați capace de capăt ale rotorului

Tăiați patru cercuri de 4 cm din carton. Găuriți o gaură de 4 mm prin centre. Aruncați-le într-un burghiu electric și șlefuiți până la rotund. Lipiți 2 discuri împreună, apoi lipiți o șaibă plană peste orificiul central al fiecărui disc. Lasă să se usuce. Scoateți orice lipici dur cu un fișier.

Pasul 3: Rolați banda în jurul capacelor de capăt

Introduceți axul prin lagăre și rulați cu atenție banda de ambalare în jurul discurilor dintr-un tub. Suprafețele discurilor trebuie să fie paralele!

Pasul 4: Aplicați folia de căptușire și rotorul de echilibru

Tăiați o fâșie de folie de 2,5 cm lățime care trebuie înfășurată în jurul mijlocului rotorului. Asigurați-l pe loc cu o picătură de adeziv. Aplicați mai multe straturi suplimentare de bandă pentru a acoperi banda. Rotor rotativ manual pe osie. Adăugați bucăți de bandă după cum este necesar pentru a echilibra rotorul.

Pasul 5: Pregătiți jante de carcasă

Construiți carcasa tăind aproximativ o gaură de acces de 4 cm în capacele din plastic pentru a face 2 jante. Faceți 12 găuri la 30 de grade distanță de-a lungul marginii fiecărei jante. Tăiați 8 cm lungimi de paie pentru a face 12 tuburi de susținere. Aliniați găurile din jante, apoi introduceți un paie în fiecare gaură. Sfat pentru construcție: Tăiați o fantă de 0,5 cm pe lungime în vârful fiecărei paie pentru a facilita inserarea.

Pasul 6: Completați cadrul carcasei

Rulați-vă în jurul jantei introducând paie pe măsură ce formați cadrul carcasei. Mențineți o distanță de aproximativ 5,0 cm între jante. Tăiați lungimea excesivă a paiului când rama este completă.

Pasul 7: Cadru de acoperire

Rulați 2 până la 3 straturi de bandă de ambalare în jurul cadrului. Tăiați excesul de bandă în jurul marginilor cu foarfeca.

Pasul 8: Instalați statori

Găuriți 12 găuri în jurul circumferinței carcasei, care sunt suficient de mari pentru a accepta cuie. Fiecare orificiu trebuie să treacă printr-o paie la mijloc, astfel încât să poată fi pivotate la un unghi ușor așa cum se arată (unghiul va necesita ajustări suplimentare înainte de alimentarea motorului). Introduceți o bandă de cauciuc prin paie situate la pozițiile 12 și 6.

Pasul 9: Pregătiți suportul rotorului, atașați baza și posturile

Orice suport care menține rotorul într-o poziție fixă și îi permite să se rotească liber este OK. Am folosit această potcoavă de jucărie. Dacă nu puteți localiza o potcoavă, faceți una prin stratificarea mai multor foi de carton tăiate la dimensiunea adecvată. Găuriți cu grijă o gaură pentru axa rotorului prin vârful fiecărui călcâi de potcoavă. Apoi, găuriți o gaură prin deget de la picior pentru a adăuga șurubul care atașează potcoava la baza proiectată. Găuriți o gaură printr-un capac de sticlă care va acționa ca un distanțier. Asamblați componentele. În cele din urmă, găuriți în bază pentru stâlpi de legare a firelor.

Pasul 10: Asamblați componentele

Glisați benzi de cauciuc peste tocuri de potcoavă pentru a suspenda carcasa statorului în poziție. Introduceți axa printr-o gaură în călcâie, distanțierele glisante și rotorul în poziție, așa cum se arată. Pivotați unghiile după cum este necesar, astfel încât acestea aproape să atingă suprafața rotorului.

Pasul 11: Conectați statoare fierbinți și neutre

Cablează orice alt stator în serie folosind sârmă izolată. Statorii rămași sunt conectați împreună folosind sârmă izolată de altă culoare. Conectați un set de statori la postul de legare la cald; celălalt set merge la sol.

Pasul 12: Rampează „puterea”

O sursă de alimentare de 0,5 W nici măcar nu mișcă rotorul. Cu toate acestea, Chargemaster (vezi Piese și instrumente) a rotit rotorul la 10-12 RPM. Intrarea optimă a fost de aproximativ 12 kV la 100 de microampere înainte ca arcurile interne dintre statorii fierbinți și împământați să încetinească viteza motorului.

Pasul 13: Close-up de Spark

Iată o fotografie cu zoom care arată o descărcare a scânteii către rotor în timp ce se învârte.

Premiul II în al treilea concurs anual Make It Stick

Premiul I la Concursul de învățare practică