Elektrostatički motor sa temom Steam Punka: 13 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Uvod Evo elektrostatičkog motora zasnovanog na Steampunk temi koji se lako izrađuje. Rotor je konstruiran laminiranjem trake aluminijske folije između slojeva plastične trake za pakiranje i valjanjem u cijev. Cijev je montirana na osovinu koristeći kartonske završne kape s ravnim podloškama u središtima kao ležajevi. Nepokretne elektrode ili statori napravljeni su od prstena eksera koji su koaksijalno okačeni u odnosu na rotor i pod naponom sa negativnim, visokonaponskim istosmjernim naponom. Okvir napravljen od slamki za piće, trake i plastičnih poklopaca limenki održavao je statore u ispravnom položaju oko rotora.

Projekt pruža priliku za učenje o Coulombovom zakonu koji opisuje elektrostatičko privlačenje/odbijanje između nabijenih tačaka. Konkretno, rotor se okreće jer se negativno nabijene površine rotora odbijaju nakon kontakta sa električno vrućim statorima. Svako nabijeno područje tada taloži višak elektrona na susjedni, uzemljeni stator na prstenu dok se rotor okreće. Ciklus punjenja i pražnjenja se ponavlja kako se svako neutralizirano područje rotora približava sljedećem statoru pod naponom. Za ovaj sam projekt upotrijebio ponovno namijenjene reciklažne materijale i neki osnovni hardver kako bih troškove izgradnje sveo na minimum.

Oprez! Ovaj projekt zahtijeva visokonaponsku istosmjernu struju (HVDC), pa odaberite izvor napajanja koji odgovara vašem nivou iskustva.

Korak 1: Dijelovi i alati

Uključio sam listu dijelova projekta; ali improvizirajte i zamijenite kad god je to potrebno. Svakako imajte na umu sljedeće točke:

• Rotor mora biti male težine.
• Rotor mora biti uravnotežen.
• Statori moraju biti dobro izolirani jedan od drugog kako bi se spriječilo unutrašnje lučenje.

Osovina sklopa rotora (1) - vješalica promjera 15 cm x 0,3 cm. Osovinski ležajevi (2) - Ravne podloške od nehrđajućeg čelika sa ID rupom 0,3 cm. Rukavi za osovine (2) - slamke za piće promjera 3 cm x 0,4 cm (uključene s malim pakiranjima bezalkoholnih pića). Završne kape (2)-diskovi promjera cca 4,0 cm (upotrijebite kartonski završni poklopac s povezivanja s 3 prstena). Traka za oblaganje (1) - traka od AL folije 2,5 cm x 15 cm. Statori (6) - ekseri dužine 5 cm. Montažni obruči kućišta statora (2) - Plastični preklopni poklopci iz posuda za miješane orahe. Nasloni za naplatke (12) - slamke za piće standardne veličine (1/ inch promjera). Ovjesne trake (2) - gumice. Plastična potkova od rama okvira (1) - Našao sam ovu vrelu ružičastu potkovu u kutiji za odlaganje na lokalnom školskom dvorištu nakon sajma crkve u zajednici; ili, možete izrezati, a zatim zalijepiti listove kartona zajedno kako biste napravili okvir. Osnovni otpadni akrilni ili kartonski list (1) - izrežite na odgovarajuću veličinu. Odstojnik - čep od plastične boce. Izvor napajanja (1) - Tipični izvori HVDC -a u rasponu niskih mikropojačala, poput ionizatora zraka u prostoriji, Van de Graaffsa i Whimshursta mogu biti preslabi za napajanje ovog motora. Razmislite o transformatoru visokog potencijala. Simco-ov CH-30 Chargemaster jedan je od loših momaka elektrostatičkih generatora koji "udaraju nogom". Ponekad su ove jedinice dostupne na elektronskim aukcijama uz velike popuste od strane prodavatelja likvidacije koji ne znaju šta mogu učiniti! Ostale stavke Okov za povezivanje žicom označen bojom (2) HV žica označena bojom (crveno i crno) Ljepila (cijanoakrilat) Pakovanje /Dostavna traka (širine 5,0 cm) Tipični spojni hardver (mali vijci, brave i plosnate podloške, matice) Alati Kompas Električna bušilica Ručna bušilica Rupa Hobi Datoteka Kutomjer Ravnalo Brusni blok Oštre olovke Pomoćne škare

Korak 2: Završite poklopce rotora

Od kartona izrežite četiri kruga promjera 4 cm. Izbušite rupu od 4 mm kroz središta. Ubacite ih u električnu bušilicu i izbrusite dok ne budu okrugle. Zalijepite 2 diska zajedno, a zatim zalijepite ravnu podlošku preko središnje rupe svakog diska. Ostavite da se osuši. Zalijepite tvrdo ljepilo sa datotekom.

Korak 3: Zamotajte traku oko poklopca

Umetnite osovinu kroz ležajeve i pažljivo omotajte traku za pakiranje oko diskova do cijevi. Površine diskova moraju biti paralelne!

Korak 4: Nanesite oblogu od folije i balansni rotor

Odrežite traku folije širine 2,5 cm koju treba omotati oko sredine rotora. Pričvrstite na mjesto bez kapi ljepila. Nanesite nekoliko dodatnih slojeva trake kako biste prekrili traku. Ručni rotacijski rotor na osovini. Dodajte komade trake po potrebi za uravnoteženje rotora.

Korak 5: Pripremite naplatke kućišta

Izgradite kućište tako što ćete izrezati pristupnu rupu promjera 4 cm u plastičnim poklopcima kako biste napravili 2 naplatka. Izbušite 12 rupa udaljenih 30 stepeni uz rub svakog oboda. Izrežite slamke za piće dužine 8 cm kako biste napravili 12 potpornih cijevi. Poravnajte rupe na felnama, a zatim umetnite slamku u svaku rupu. Savjet za konstrukciju: Izrežite 0,5 cm proreza po dužini na vrhu svake slamke kako biste olakšali umetanje.

Korak 6: Dovršite okvir stanovanja

Zaobiđite obruč ubacujući slamke dok formirate okvir kućišta. Održavajte udaljenost od približno 5,0 cm između naplataka. Odrežite višak dužine slame kada je okvir dovršen.

Korak 7: Okvir poklopca

Omotajte 2 do 3 sloja trake za pakovanje oko okvira. Odrežite višak trake oko rubova škarama.

Korak 8: Instalirajte statore

Izbušite 12 rupa oko oboda kućišta koje su dovoljno velike da prihvate eksere. Svaka rupa mora proći kroz slamku na sredini tako da se može okretati pod blagim kutom kao što je prikazano (kut će zahtijevati daljnja podešavanja prije uključivanja motora). Umetnite gumicu kroz slamke koje se nalaze na pozicijama 12 i 6 sati.

Korak 9: Pripremite podršku za rotor, pričvrstite bazu i stupove

Svaki oslonac koji održava rotor u fiksnom položaju i omogućava mu slobodno okretanje je u redu. Koristio sam ovu igračku potkovu. Ako ne možete locirati potkovu, samo je napravite tako što ćete nanijeti nekoliko listova kartona izrezanih na odgovarajuću veličinu. Pažljivo izbušite rupu za osovinu rotora kroz vrh svake potkove potpetice. Zatim izbušite rupu kroz prst kako biste prilagodili vijak koji pričvršćuje potkovu za podlogu. Izbušite rupu kroz čep boce koja će djelovati kao odstojnik. Sastavite komponente. Na kraju, izbušite rupe u podnožju za stupove za vezivanje žice.

Korak 10: Sastavite komponente

Prevucite gumice preko potkovica kako biste ovjesili kućište statora. Umetnite osovinu kroz otvor u peti, klizne odstojnike i rotor na mjesto kako je prikazano. Zakrenite čavle po potrebi tako da gotovo dodiruju površinu rotora.

Korak 11: Povežite vruće i neutralne statore

Svaki drugi stator povežite serijski pomoću izolirane žice. Preostali statori povezani su izoliranom žicom druge boje. Spojite jedan set statora na stub za vruće vezivanje; drugi set ide na zemlju.

Korak 12: Povećajte "konjsku snagu"

Napajanje od 0,5 W nije čak ni pomaklo rotor. Međutim, Chargemaster (vidi dijelove i alate) okrenuo je rotor pri 10 do 12 o / min. Optimalni ulaz bio je oko 12 kV na 100 mikroampera prije nego što je unutrašnji luk između vrućih i uzemljenih statora usporio brzinu motora.

Korak 13: izbliza Spark

Evo zumiranog snimka koji prikazuje pražnjenje iskre do rotora dok se okreće.

Druga nagrada na 3. godišnjem takmičenju Make It Stick

Prva nagrada na takmičenju iz praktičnog učenja