Електростатичен мотор на Steam Punk: 13 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Въведение Ето електростатичен двигател, базиран на Steampunk тема, която е лесна за изграждане. Роторът е конструиран чрез ламиниране на лента от алуминиево фолио между слоевете пластмасова опаковъчна лента и навиването й в тръба. Тръбата е монтирана на ос, като са използвани картонени крайни капачки с плоски шайби в центровете като лагери. Стационарните електроди или статори бяха направени от пръстен от гвоздеи, окачени коаксиално спрямо ротора и захранени с отрицателно напрежение с високо напрежение. Рамка, направена от сламки за пиене, лента и пластмасови капаци на консервни кутии, поддържаше статорите в правилното подравняване около ротора.

Проектът предоставя възможност да се запознаете с закона на Кулон, който описва електростатичното привличане/отблъскване между заредените точки. По -конкретно, роторът се върти, тъй като отрицателно заредените повърхностни площи на ротора се отблъскват, след като те контактуват с електрически горещите статори. След това всяка заредена област отлага излишните електрони в съседния, заземен статор на пръстена, докато роторът се завърта. Цикълът на зареждане-разреждане се повтаря, когато всяка неутрализирана зона на ротора се доближи до следващия статор под напрежение. Използвах преработени рециклируеми материали и основен хардуер за този проект, за да намаля разходите за строителство до минимум.

Внимание ! Този проект изисква постоянен ток с високо напрежение (HVDC), така че изберете източник на захранване, който е подходящ за вашето ниво на опит.

Стъпка 1: Части и инструменти

Включих списък с части за проекта; но импровизирайте и заменете, когато е необходимо. Не забравяйте да имате предвид следните точки:

• Роторът трябва да е с леко тегло.
• Роторът трябва да бъде балансиран.
• Статорите трябва да са добре изолирани един от друг, за да се предотврати вътрешна дъга.

Ос на ротора (1) - закачалка с диаметър 15 см х 0,3 см. Осеви лагери (2) - Плоски шайби от неръждаема стомана с отвор ID 0,3 см. Втулки за ос (2) - сламки за пиене с диаметър 3 см х 0,4 см (включени с малки опаковки безалкохолни напитки). Крайни капачки (2)-приблизително 4,0 см дискове с диаметър (използвайте картонен капак от 3-рингово свързващо вещество). Облицовъчна лента (1) - 2,5 см х 15 см лента от AL фолио. Статори (6) - пирони с дължина 5 см. Джанти за монтаж на корпуса на статора (2) - Пластмасови капаци от смесени контейнери за гайки. Подставки за джанти (12) - сламки за пиене със стандартни размери (диаметър 1/4 инча). Окачени ленти (2) - гумени ленти. Пластмасова подкова от роторна рамка (1) - Намерих тази горещо розова подкова в кутията за изхвърляне в местния училищен двор след панаира на църквата в общността; или можете да изрежете и след това да залепите листове от картон заедно, за да направите рамката. Основен скрап от акрил или картон (1) - Изрежете до подходящ размер. Разделител - капачка от пластмасова бутилка. Източник на захранване (1) - Типичните източници на HVDC в ниския диапазон на микроампер, като йонизатори за въздух в помещението, Van de Graaffs и Whimshursts може да са твърде слаби, за да захранват този двигател. Помислете за трансформатор с висок потенциал. CH-30 Chargemaster на Simco е един от „усилващите“лоши момчета на електростатичните генератори. Понякога тези устройства се предлагат чрез електронни търгове с големи отстъпки от продавачи на ликвидации, които не знаят какво могат да направят! /Транспортна лента (5,0 см ширина) Типичен свързващ хардуер (малки болтове, ключалки и плоски шайби, гайки) Инструменти Компас Електрическа бормашина Ръчна перфоратор за отвори Хоби Файломер Транспортер Шлифовъчен блок Остри моливи Помощни ножици

Стъпка 2: Направете краищата на ротора

Изрежете четири кръга диаметър 4 см от картон. Пробийте 4 мм отвор през центровете. Забийте ги в електрическа бормашина и шлайфайте до кръг. Залепете 2 диска заедно, след това залепете плоска шайба върху централния отвор на всеки диск. Оставете да изсъхне. Разточете всяко твърдо лепило без файл.

Стъпка 3: Завийте лентата около крайните капачки

Поставете оста през лагерите и внимателно навийте опаковъчната лента около дисковете от тръбата. Повърхностите на дисковете трябва да са успоредни!

Стъпка 4: Нанесете облицовка от фолио и балансиращ ротор

Нарежете лента от фолио с ширина 2,5 см, която трябва да бъде увита около средата на ротора. Закрепете на място без капка лепило. Нанесете няколко допълнителни слоя лента, за да покриете лентата. Ръчно въртящ се ротор на оста. Добавете парчета лента, колкото е необходимо, за да балансирате ротора.

Стъпка 5: Подгответе жилищни джанти

Изградете корпус, като изрежете отвор за достъп с диаметър 4 см в пластмасови капаци, за да направите 2 джанти. Пробийте 12 дупки на 30 градуса един от друг по ръба на всяка джанта. Нарежете 8 см дължина на сламки за пиене, за да направите 12 поддържащи тръби. Подравнете дупките в джантите, след това поставете сламка във всяка дупка. Конструкция Съвет: Изрежете 0,5 см надлъжна цепка в върха на всяка сламка, за да улесните поставянето.

Стъпка 6: Пълна рамка на жилището

Работете по джантата, като вкарвате сламки, докато формирате рамка на корпуса. Поддържайте разстояние от около 5,0 см между джантите. Изрежете излишната дължина на сламата, когато рамката е завършена.

Стъпка 7: Рамка на корицата

Навийте 2 до 3 слоя опаковъчна лента около рамката. Изрежете излишната лента около ръбовете с ножица.

Стъпка 8: Инсталирайте статори

Пробийте 12 дупки около обиколката на корпуса, които са достатъчно големи, за да приемат пирони. Всеки отвор трябва да премине през сламка в средната точка, за да може да се завърти под лек ъгъл, както е показано (ъгълът ще изисква допълнителни настройки, преди да се задейства двигателят). Поставете гумена лента през сламките, разположени на позиции 12 и 6 часа.

Стъпка 9: Подгответе поддръжката на ротора, прикрепете основата и постовете

Всяка опора, която поддържа ротора в фиксирано положение и му позволява да се върти свободно, е ОК. Използвах тази играчка подкова. Ако не можете да намерите подкова, просто я направете, като наслоите няколко листа картон, изрязани до подходящ размер. Внимателно пробийте отвор за оста на ротора през върха на всяка подкова. След това пробийте дупка през пръста, за да поберете болт, който прикрепя подкова към основата на проекта. Пробийте дупка през капачката на бутилката, която ще действа като дистанционер. Сглобете компоненти. Накрая пробийте дупки в основата за стълбове за свързване на тел.

Стъпка 10: Сглобете компоненти

Плъзнете гумени ленти върху подковите пети, за да окачите корпуса на статора на място. Поставете оста през отвор в петата, плъзгащи дистанционни елементи и ротор на място, както е показано. Завъртете пирони, ако е необходимо, така че те почти да докосват повърхността на ротора.

Стъпка 11: Свържете горещи и неутрални статори

Свържете всеки друг статор последователно, като използвате изолиран проводник. Останалите статори са свързани заедно с изолиран проводник с различен цвят. Свържете един комплект статори към стълба за горещо свързване; другият комплект отива на земята.

Стъпка 12: Увеличете „конските сили“

Захранване от 0,5 вата дори не помръдна ротора. Въпреки това Chargemaster (вижте Части и инструменти) завъртя ротора при 10 до 12 RPM. Оптималният вход беше около 12 kV при 100 микроампера преди вътрешната дъга между горещи и заземени статори забави скоростта на двигателя.

Стъпка 13: Отблизо Spark

Ето снимка с увеличение, показваща искрово разреждане на ротора, докато се върти.

Втора награда в третия годишен конкурс Make It Stick

Първа награда в конкурса за практическо обучение