Steam Punk tema elektrostatisk motor: 13 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Intro Her er en elektrostatisk motor basert på et Steampunk -tema som er lett å bygge. Rotoren ble konstruert ved å laminere en stripe aluminiumsfolie mellom lag med plastemballasje og tape den til et rør. Røret ble montert på en aksel ved bruk av papphylster med flatskiver i midten som lagre. Stasjonære elektroder eller statorer ble laget av en neglering som ble hengt koaksialt i forhold til rotoren og var aktivert med negativt, høyt spennings DC. Et rammeverk laget av sugerør, tape og plastdeksler av blikkbokser holdt statorene i riktig stilling rundt rotoren.

Prosjektet gir en mulighet til å lære om Coulombs lov som beskriver elektrostatisk tiltrekning/frastøtning mellom ladede punkter. Spesielt roterer rotoren fordi negativt ladede overflateområder på rotoren blir frastøtt etter at de kommer i kontakt med de elektrisk varme statorer. Hvert ladet område avsetter deretter overflødige elektroner til den tilstøtende, jordede statoren på ringen når rotoren snur. Lade-utladningssyklusen gjentas når hvert nøytralisert område av rotoren nærmer seg den neste strømførende statoren. Jeg brukte gjenbrukbare resirkulerbare materialer og litt grunnleggende maskinvare for dette prosjektet for å redusere byggekostnadene til et minimum.

Forsiktig! Dette prosjektet krever høyspennings likestrøm (HVDC), så velg en strømkilde som passer for ditt erfaringsnivå.

Trinn 1: Deler og verktøy

Jeg har inkludert en liste over deler til prosjektet; men improvisere og bytte ut når det er nødvendig. Husk å huske på følgende punkter:

• Rotoren må være lett i vekt.
• Rotoren må være balansert.
• Statorer må være godt isolert fra hverandre for å forhindre indre lysbuer.

Rotormonteringsaksel (1) - 15 cm x 0,3 cm dia kleshenger. Aksellager (2) - Flatskiver i rustfritt stål m/0,3 cm ID -hull. Akselhylser (2) - 3 cm x 0,4 cm dia sugerør (inkludert m/små pakker med brus). Endekapsler (2)-ca. 4,0 cm dia-plater (bruk endeksel av papp fra tre-ringperm). Fôrlist (1) - 2,5 cm x 15 cm stripe av AL -folie. Statorer (6) - 5 cm lange negler. Statorhusmonteringsfelger (2) - Plastlokk fra blande mutterbeholdere. Felgstøtter (12) - Drikkrør i standardstørrelse (1/4 tommer dia). Suspension Bands (2) - Gummibånd. Rotorramme Plastic Horseshoe (1) - Jeg fant denne hetrosa hesteskoen i kastboksen på den lokale skolegården etter kirkemessen; eller, du kan klippe og deretter lime ark av papp sammen for å lage rammen. Prosjektbasert skrap Akryl eller pappark (1) - Klipp til passende størrelse. Avstandsstykke - lokk av plastflaske Strømkilde (1) - Typiske kilder til HVDC i det lave mikroampområdet, for eksempel romluftionisatorer, Van de Graaffs og Whimshursts kan være for svake til å drive denne motoren. Vurder en transformator med høy potensial. Simcos CH-30 Chargemaster er en av de "amp-sparkende" dårlige guttene til elektrostatiske generatorer. Noen ganger er disse enhetene tilgjengelige via elektroniske auksjoner med store rabatter av likvidasjonsleverandører som ikke vet hva de kan gjøre Diverse elementer Fargekodede trådbindingsposter (2) Fargekodet HV-tråd (rød og svart) Lim (cyanoakrylat) Emballasje /Fraktbånd (5,0 cm bredt) Typisk tilkoblingsmaskinvare (små bolter, lås og flate skiver, muttere) Verktøy Kompass Elektrisk bor Håndholdt hullhull Hobbyfil Håndtak Linjal Slipeblokk Sharp Pencil Utility Saks

Trinn 2: Lag rotorendelokkene

Klipp fire sirkler på 4 cm fra papp. Bor et 4 mm hull gjennom sentrene. Ha dem i en elektrisk drill og slip dem til de er runde. Lim to skiver sammen, og lim deretter en flat skive over senterhullet på hver plate. La tørke. Ta ut hardt lim med en fil.

Trinn 3: Rull tape rundt endehettene

Før akselen gjennom lagrene og rull forsiktig emballasjebåndet rundt platene fra et rør. Platenes overflater må være parallelle!

Trinn 4: Påfør Foil Lining & Balance Rotor

Skjær en 2,5 cm bred foliestripe som skal vikles rundt midten av rotoren. Fest på plass m/en dråpe lim. Påfør flere ekstra teipelag for å dekke stripen. Håndspinnrotor på akselen. Legg til båndbånd etter behov for å balansere rotoren.

Trinn 5: Forbered husfelger

Bygg opp et hus ved å skjære omtrent et 4 cm dia tilgangshull i plastlokk for å lage 2 felger. Stikk 12 hull 30 grader fra hverandre langs kanten av hver kant. Klipp 8 cm lengder med sugerør til å lage 12 støtterør. Juster hullene i felgene, og sett deretter et sugerør i hvert hull. Konstruksjonstips: Skjær en 0,5 cm på lengden i spissen på hvert sugerør for å lette innsetting.

Trinn 6: Komplett husramme

Jobb deg rundt felgen og sett inn sugerør mens du går for å danne husramme. Hold en avstand på omtrent 5,0 cm mellom felgene. Klipp av overflødig halmlengde når rammen er fullført.

Trinn 7: Dekkramme

Rull 2 til 3 lag emballasjebånd rundt rammen. Trim overflødig tape rundt kantene med saks.

Trinn 8: Installer statorer

Bor 12 hull rundt omkretsen av huset som er akkurat stort nok til å ta imot spiker. Hvert hull må gå gjennom et sugerør ved midtpunktet, slik at de kan svinges i en liten vinkel som vist (vinkelen krever ytterligere justeringer før motoren aktiveres). Stikk et gummibånd gjennom sugerørene som er plassert klokken 12 og 6.

Trinn 9: Forbered rotorstøtte, fest base og innlegg

Enhver støtte som holder rotoren i en fast posisjon og lar den spinne fritt, er OK. Jeg brukte denne leken hestesko. Hvis du ikke finner en hestesko, er det bare å lage en ved å legge flere ark med papp i passende størrelse. Bor et hull for rotorakslen forsiktig gjennom spissen av hver hesteskohæl. Deretter borer du et hull gjennom tåen for å imøtekomme bolten som fester hestesko til prosjektbasen. Bor et hull gjennom en flaskehett som vil fungere som et avstandsstykke. Monter komponenter. Til slutt borer du hull i basen for trådbindende innlegg.

Trinn 10: Monter komponenter

Slipp gummibånd over hesteskohælene for å henge statorhuset på plass. Før akselen gjennom et hull i hælen, skyve avstandsstykker og rotor på plass som vist. Drei spiker etter behov, slik at de nesten berører rotorens overflate.

Trinn 11: Koble til varme og nøytrale statorer

Koble annenhver stator i serie med isolert ledning. Gjenværende statorer kobles sammen med isolert ledning av en annen farge. Koble ett sett med statorer til den varme bindingsposten; det andre settet går til bakken.

Trinn 12: Ramp opp "hestekrefter"

En strømforsyning på 0,5 W rørte ikke engang rotoren. Chargemaster (se Deler og verktøy) snurret imidlertid rotoren med 10 til 12 o / min. Optimal inngang var omtrent 12 kV ved 100 mikroampere før intern lysbue mellom varme og jordede statorer bremset motorhastigheten.

Trinn 13: Nærbilde av Spark

Her er et zoombilde som viser en gnistutslipp til rotoren mens den snurrer.

Andre premie i den tredje årlige Make It Stick -konkurransen

Førstepremie i den praktiske læringskonkurransen