Motor electrostàtic temàtic Steam Punk: 13 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Introducció Aquí hi ha un motor electrostàtic basat en un tema Steampunk que es pot construir fàcilment. El rotor es va construir laminant una tira de paper d'alumini entre capes de cinta d'embalatge de plàstic i fent-lo rodar en un tub. El tub es va muntar sobre un eix mitjançant taps finals de cartró amb volanderes planes als centres com a coixinets. Els elèctrodes o estators estacionaris es feien a partir d’un anell d’ungles suspesos coaxialment respecte al rotor i energitzats amb corrent negatiu d’alta tensió. Una estructura feta de palletes per a beure, cinta adhesiva i tapes de plàstic de llaunes de llauna mantenia els estators en una alineació adequada al voltant del rotor.

El projecte ofereix una oportunitat per conèixer la llei de Coulomb que descriu l'atracció / repulsió electrostàtica entre els punts carregats. Concretament, el rotor gira perquè les àrees superficials del rotor carregades negativament es repel·leixen després d’entrar en contacte amb els estators elèctricament calents. A continuació, cada àrea carregada diposita l’excés d’electrons a l’estator adjacent a terra de l’anell mentre gira el rotor. El cicle de càrrega-descàrrega es repeteix a mesura que cada àrea neutralitzada del rotor s’acosta al següent estator energitzat. Vaig utilitzar reciclables reutilitzats i alguns elements bàsics per a aquest projecte per reduir al mínim els costos de construcció.

Atenció! Aquest projecte requereix corrent continu d’alta tensió (HVDC), així que trieu una font d’alimentació adequada al vostre nivell d’experiència.

Pas 1: peces i eines

He inclòs una llista de parts per al projecte; però improviseu i substituïu sempre que calgui. Tingueu en compte els següents punts:

• El rotor ha de ser lleuger.
• El rotor ha d’estar equilibrat.
• Els estators han d’estar ben aïllats els uns dels altres per evitar arcs interns.

Eix de muntatge del rotor (1): penjador de 15 cm x 0,3 cm de diàmetre. Rodaments d'eixos (2): volanderes planes d'acer inoxidable amb forat d'identificació de 0,3 cm. Mànigues de l'eix (2): 3 cm de xocolata de 0,4 cm de pa (inclòs amb petits paquets de refrescos). Taps finals (2): discs de diàmetre d’aproximadament 4,0 cm (utilitzeu la tapa final de cartró d’un enquadernador de 3 anells). Franja de revestiment (1) - tira de làmina AL de 2,5 cm x 15 cm. Estàtors (6) - Ungles de 5 cm de longitud. Llantes de muntatge de la carcassa de l'estator (2) - Tapa de plàstic dels contenidors de femelles mixtes. Suports per a llandes (12): palletes de mida normal (1/4 de polzada de diàmetre). Bandes de suspensió (2): bandes de goma. Ferradura de plàstic amb marc de rotor (1): he trobat aquesta ferradura de color rosa calent a la caixa de descartar al pati de l’escola local després de la fira de l’església comunitària; o bé, podeu tallar i enganxar fulls de cartró junts per fer el marc. Planxa de ferralla base acrílica o full de cartró (1): tallar a la mida adequada. Separador: tap d'ampolla de plàstic. Font d'alimentació (1): les fonts típiques de HVDC a la gamma de microampes baixes, com ara ionitzadors d'aire ambient, Van de Graaffs i Whimshursts, poden ser massa febles per alimentar aquest motor. Penseu en un transformador d’alt potencial. El CH-30 Chargemaster de Simco és un dels nois dolents dels generadors electrostàtics. De vegades, aquestes unitats estan disponibles a través de subhastes electròniques amb grans descomptes per part de proveïdors de liquidacions que no saben què poden fer. Articles diversos Posts d’unió de filferro codificats per colors (2) Filferro HV codificat per colors (vermell i negre) Coles (cianoacrilat) Embalatge / Cinta d’enviament (5,0 cm d’amplada) Maquinari de connexió típic (cargols petits, panys i arandeles planes, femelles) Eines Brúixola Trepant elèctric Forat de mà Perforador Fitxer Hobby Protractor Regla Bloc de poliment Llapis agut Tisores útils

Pas 2: feu taps finals del rotor

Talla quatre cercles de diàmetre de 4 cm de cartró. Practicar un forat de 4 mm pels centres. Llenceu-los en un trepant elèctric i sorreu fins que quedi rodó. Enganxeu 2 discs junts i, a continuació, enganxeu una arandela plana sobre el forat central de cada disc. Deixar assecar. Retireu qualsevol cola dura amb un fitxer.

Pas 3: enrotllar cinta al voltant de les tapes finals

Introduïu l'eix a través dels coixinets i enroleu amb cura la cinta d'embalatge al voltant dels discos des d'un tub. Les superfícies dels discs han de ser paral·leles.

Pas 4: apliqueu el folre de folre i el rotor d'equilibri

Tallar una tira de paper d'alumini de 2,5 cm d'ample que s'ha d'embolicar al voltant del centre del rotor. Assegureu-lo al lloc amb una gota de cola. Apliqueu diverses capes addicionals de cinta per cobrir la tira. Rotor de gir manual a l'eix. Afegiu trossos de cinta segons calgui per equilibrar el rotor.

Pas 5: Prepareu les llandes de l'habitatge

Construeix l’habitatge tallant un forat d’accés de 4 cm de diàmetre a les tapes de plàstic per formar 2 llandes. Perforar 12 forats a 30 graus de distància al llarg de la vora de cada vora. Tallar 8 cm de llarg de palletes per fer 12 tubs de suport. Alineeu els forats de les llandes i, a continuació, introduïu una palla a cada forat. Consell de construcció: tallar una escletxa longitudinal de 0,5 cm a la punta de cada palla per facilitar la inserció.

Pas 6: Completar el marc de l'habitatge

Esbrineu la vora inserint palletes a mesura que aneu formant el marc de la carcassa. Mantingueu una distància aproximada de 5,0 cm entre les llandes. Tallar l'excés de longitud de palla quan el marc estigui complet.

Pas 7: marc de coberta

Feu rodar de 2 a 3 capes de cinta d’embalatge al voltant del marc. Retalleu l'excés de cinta al voltant de les vores amb les tisores.

Pas 8: instal·leu els estatoris

Practicar 12 forats al voltant de la circumferència de la carcassa que siguin prou grans per acceptar les ungles. Cada forat ha de passar per una palla al punt mitjà per poder girar-lo amb un angle lleuger tal com es mostra (l’angle requerirà més ajustos abans d’energitzar el motor). Introduïu una goma a través de les palletes situades a les posicions 12 i 6.

Pas 9: prepareu el suport del rotor, fixeu la base i els missatges

Qualsevol suport que mantingui el rotor en una posició fixa i li permeti girar lliurement està bé. He utilitzat aquesta ferradura de joguina. Si no podeu localitzar una ferradura, només cal que en feu una capant diverses fulles de cartró tallades a la mida adequada. Traieu amb cura un forat per a l'eix del rotor a través de la punta de cada taló de ferradura. A continuació, practiqueu un forat a través del dit del peu per adaptar-lo al cargol que fixa la ferradura a la base del projecte. Practicar un forat a través d’un tap d’ampolla que actuarà com a espaiador. Muntar components. Finalment, taladreu els forats a la base per als pals d’unió de filferro.

Pas 10: Muntar components

Feu lliscar gomes sobre els talons de ferradura per suspendre la caixa de l’estator al seu lloc. Introduïu l'eix a través d'un forat del taló, els espaiadors lliscants i el rotor al seu lloc tal com es mostra. Gireu les ungles segons sigui necessari perquè gairebé toquin la superfície del rotor.

Pas 11: connecteu estadors calents i neutres

Connecteu tots els estators de la sèrie mitjançant filferro aïllat. Els estators restants es connecten mitjançant un cable aïllat d’un color diferent. Connecteu un conjunt d'estators al lloc d'enquadernació en calent; l’altre conjunt va a terra.

Pas 12: augmentar la "potència"

Una font d’alimentació de 0,5 watts ni tan sols va fer moure el rotor. No obstant això, el Chargemaster (vegeu Parts & Tools) va girar el rotor de 10 a 12 RPM. L'entrada òptima va ser d'aproximadament 12 kV a 100 microamps abans que els arcs interns entre estators calents i connectats a terra frenessin la velocitat del motor.

Pas 13: primer pla de Spark

Aquí teniu un zoom que mostra una descàrrega d’espurna al rotor mentre gira.

Accèssit al 3r concurs anual Make It Stick

Primer premi del concurs d'aprenentatge pràctic