Realizzare un motore elettrico con ciò che hai a portata di mano non è affatto difficile.
L'idea di un motore del genere mi è venuta sul sito www.crafters.ucoz.ru Come puoi vedere nella foto sopra, per il motore avremo bisogno di nastro adesivo, un paio di spilli, un magnete, una batteria e un pezzo di filo di rame.
Invece di una batteria normale, è meglio prendere una batteria perché la carica della batteria per un motore elettrico di questo tipo non durerà a lungo. Prendi il filo di rame e avvolgi 30-50 giri attorno alla batteria.
Fissare le estremità del filo ai bordi opposti del rotore risultante; serviranno da asse. Possono essere legati con un nodo.
Pulisci entrambe le estremità del filo dall'isolamento della vernice con carta vetrata o un coltello.
Ora prendi la batteria, il nastro adesivo e i perni, fissa i perni con nastro adesivo ai contatti della batteria, inserisci il rotore di rame preparato nelle orecchie dei perni.
ATTENZIONE! In questo momento, il circuito del nostro rotore chiude i contatti della batteria e non è consigliabile mantenere questa struttura in una posizione “tranquilla” per lungo tempo! L'elettrolito della batteria può diventare molto caldo, quindi non fare meno di 30 giri al rotore, più sono, meglio è (maggiore resistenza). Ora posiziona un magnete sotto il rotore della batteria, si “attaccherà” alla batteria stessa. Il rotore inizierà a ruotare rapidamente.
Il rotore non deve toccare il magnete e sarebbe ancora meglio se il magnete fosse ad una distanza di 5-10 mm dal rotore. Prova il magnete in diverse posizioni, ruotalo, prova ad allontanarlo dal rotore in rame, raggiungi la massima velocità di rotazione.
Questo è l'esempio più semplice di un motore elettrico, abbiamo seguito il suo circuito più di una volta durante le lezioni di fisica a scuola, ma per qualche motivo non ci è mai stato mostrato questo design semplice e interessante :) Guardiamo un video su come funziona questo motore fatto in casa.
[video perso da rutube]
È sempre interessante osservare i fenomeni che cambiano, soprattutto se tu stesso partecipi alla creazione di questi fenomeni. Ora assembleremo un motore elettrico semplice (ma funzionante), costituito da una fonte di energia, un magnete e una piccola bobina di filo, che realizzeremo noi stessi.
C'è un segreto che farà sì che questo set di oggetti diventi un motore elettrico. Un segreto che è allo stesso tempo intelligente e sorprendentemente semplice. Ecco cosa ci serve:
1 metro di filo con isolamento in smalto (diametro 0,8-1 mm).
0,3 metri di filo nudo (diametro 0,8-1 mm).
Batteria o accumulatore da 1,5 V.
Supporto con contatti per batteria.
Inizieremo avvolgendo la bobina, la parte del motore che ruoterà. Per rendere la bobina sufficientemente liscia e rotonda, la avvolgiamo su un telaio cilindrico adatto, ad esempio su una batteria AA.
Lasciando liberi 5 cm di filo ad ogni estremità, avvolgiamo 15-20 spire su un telaio cilindrico.
Non cercare di avvolgere la bobina in modo particolarmente stretto e uniforme; un leggero grado di libertà aiuterà la bobina a mantenere meglio la sua forma.
Ora rimuovi con attenzione la bobina dal telaio, cercando di mantenere la forma risultante.
Quindi avvolgere più volte le estremità libere del filo attorno alle bobine per mantenere la forma, assicurandosi che le nuove bobine di fissaggio siano esattamente una di fronte all'altra.
La bobina dovrebbe assomigliare a questa:
Ora è il momento del segreto, della caratteristica che farà funzionare il motore. Questo è un segreto perché è una tecnica subdola e non ovvia ed è molto difficile da rilevare quando il motore è in funzione. Anche le persone che sanno molto su come funzionano i motori possono rimanere sorprese dalla capacità di funzionamento di un motore finché non scoprono questa sottigliezza.
Tenendo la bobina in posizione verticale, posizionare una delle estremità libere della bobina sul bordo del tavolo. Utilizzando un coltello affilato, rimuovere la metà superiore dell'isolamento, lasciando la metà inferiore nell'isolamento smaltato.
Fai lo stesso con l'altra estremità della bobina, assicurandoti che le estremità scoperte del filo siano rivolte verso l'alto in corrispondenza delle due estremità libere della bobina.
Qual è lo scopo di questa tecnica? La bobina poggerà su due supporti realizzati in filo nudo. Questi supporti verranno fissati a diverse estremità della batteria in modo che la corrente elettrica possa fluire da un supporto attraverso la bobina all'altro supporto. Ma questo accadrà solo quando le metà nude del filo verranno abbassate, toccando i supporti.
Ora devi creare un supporto per la bobina. Sono semplicemente bobine di filo che sostengono la bobina e le permettono di ruotare. Sono costituiti da filo nudo, poiché oltre a sostenere la bobina, devono fornirle corrente elettrica.
Avvolgi semplicemente ogni pezzo di filo nudo attorno a un piccolo chiodo e avrai la parte del motore desiderata.
Il fondamento del nostro primo Il motore elettrico avrà un portabatteria. Questa sarà una base adatta perché con la batteria installata sarà abbastanza pesante da farlo il motore elettrico non tremò.
Assembla insieme i cinque pezzi come mostrato nell'immagine (prima senza il magnete). Posiziona un magnete sopra la batteria e spingi delicatamente la bobina...
Se tutto è fatto correttamente, la BOBINA INIZIERÀ A ROTARE VELOCEMENTE! Ci auguriamo che per te, come nel nostro esperimento, tutto funzioni la prima volta.
Se il motore continua a non funzionare, controllare attentamente tutti i collegamenti elettrici. La bobina gira liberamente? Il magnete è abbastanza vicino (in caso contrario, installare magneti aggiuntivi o tagliare i fermacavi)?
Quando il motore si avvia, l'unica cosa a cui devi prestare attenzione è che la batteria non si surriscaldi, poiché la corrente è piuttosto elevata. Basta rimuovere la bobina e la catena si romperà.
Termini.
Per fare ciò avrai bisogno dei seguenti materiali e strumenti:
- siringa medica (questo prodotto fatto in casa utilizza una siringa da 20 ml);
- filo di rame isolato con diametro di 0,45 mm e lunghezza di circa 5 m;
- filo di rame con un diametro di 2,5 millimetri;
- magneti piatti al neodimio 2 pezzi;
- tavola per realizzare una base in legno;
- pistola per colla a caldo;
- un tubetto di supercolla;
- Batteria Krona con una tensione di 9 volt.
Cominciamo creando la base del nostro motore: il cilindro elettromagnetico. Realizziamo il suo corpo da una siringa medica da 20 ml. Tale siringa può essere acquistata non solo in farmacia, ma anche presso centri di assistenza o negozi che vendono e forniscono assistenza per apparecchiature per ufficio. I dipendenti di tali centri utilizzano siringhe per ricaricare le cartucce della stampante a getto d'inchiostro e, di norma, utilizzano principalmente siringhe del volume richiesto, ovvero 20 ml. Prendiamo la siringa e prima rimuoviamo lo stantuffo; Usando un seghetto, tagliare parte della siringa (il segno è la divisione di 15 ml).
Mettiamo da parte l'eccesso e continueremo a lavorare con questo pezzo.
Successivamente avrai bisogno di un sottile filo isolato in rame. In questo prodotto fatto in casa è stato utilizzato un filo lungo 5 metri con una sezione trasversale di 0,45 mm.
Deve essere avvolto strettamente in una direzione in più strati sul cilindro ottenuto dalla siringa.
In questo modo attorcigliamo insieme le estremità del filo. Ripariamo l'avvolgimento con la supercolla.
Quindi avrai bisogno di un filo di rame spesso, dal quale realizzeremo l'albero motore e la biella.
Per prima cosa rimuoviamo l'isolamento.
Successivamente, utilizzando una pinza, diamo al filo la forma di un albero a gomiti.
Dalla parte rimanente del filo, utilizzando una pinza, realizzeremo la parte successiva: una biella. Per realizzarlo, è necessario piegare il filo ad entrambe le estremità come mostrato di seguito.
Quindi colleghiamo insieme entrambe le parti (biella e albero motore). Per fissare la biella sull'albero motore vengono utilizzati due pezzi di isolamento dal filo di rame da cui sono state realizzate queste parti. Per prima cosa devi mettere un pezzo di isolamento, poi la biella e poi un altro pezzo di isolamento.
Successivamente avrai bisogno di due magneti al neodimio di diametro tale da potersi muovere facilmente all'interno del cilindro.
Avrai anche bisogno di una parte di forma simile (può essere realizzata, ad esempio, in legno), che fissiamo ai magneti con colla a caldo.
Quindi sistemiamo la parte risultante come segue:
Quindi avrai bisogno di una base di legno e due montanti di supporto in legno. Queste parti di design possono essere realizzate con qualsiasi materiale, la condizione principale è che non conduca corrente elettrica. Ma credo che questo disegno sia più semplice da realizzare con un pezzo di legno (in questo caso una tavola), poiché il legno è un materiale molto conveniente e abbastanza facile da lavorare.
Sulla base di ciò, delineiamo la futura posizione del cilindro e dei montanti di supporto. Quindi utilizzare la colla a caldo per fissare il cilindro su una base di legno grezza.
Successivamente, inserire l'albero motore nei supporti di supporto. Quindi utilizzare la colla a caldo per fissare le cremagliere alla base secondo i segni.
Quindi, utilizzando piccoli pezzi di isolante, limitiamo il movimento dell'albero nei montanti di supporto.
Installiamo un volano su un lato dell'albero motore. Garantirà un funzionamento più fluido del motore.
Quindi avrai bisogno di due contatti in filo di rame, che dovranno essere fissati alla base utilizzando una vite autofilettante con una rondella larga.
Quindi colleghiamo l'avvolgimento del cilindro ai contatti. Prima del collegamento, le estremità dell'avvolgimento devono essere pulite dall'isolamento (vernice).
Bene, il motore elettrico è pronto. Iniziamo i test.
Usando le clip a coccodrillo, colleghiamo i contatti del motore alla batteria.
Per capire come realizzare un motore elettrico con le tue mani, devi ricordare come funziona e come funziona.
(ArticoloToC: abilitato=sì)
Se segui le istruzioni passo dopo passo, non è così difficile realizzare da solo un motore elettrico. Il motore servirà per i tuoi progetti.
Il costo di produzione di un motore elettrico sarà minimo, poiché puoi realizzare un motore elettrico con le tue mani utilizzando i materiali disponibili.
Prima di tutto, devi fare scorta dei materiali necessari:
- bulloni;
- ha parlato della bicicletta;
- noccioline;
- nastro elettrico;
- filo di rame;
- piastra metallica;
- colla super e a caldo;
- compensato;
- rondelle.
Non puoi fare a meno di questi strumenti:
- trapani elettrici;
- coltello da cancelleria;
- pinze;
- rettificatrice;
- martello;
- forbici;
- saldatore;
- pinzette;
- cucito.
Processo di fabbricazione
Devi iniziare a realizzare un motore elettrico con le tue mani realizzando cinque piastre, nelle quali successivamente dovrai praticare un foro al centro usando un trapano elettrico e metterlo sull'asse: il raggio di una bicicletta.
Premendo saldamente le piastre l'una contro l'altra, fissarne le estremità con del nastro isolante, tagliando l'eccesso con un taglierino. Se gli assi non sono uniformi, devono essere affilati.
Quando la corrente elettrica passa attraverso la bobina, quest'ultima crea attorno a sé un campo magnetico, che non è diverso dal campo di un magnete convenzionale, ma scompare quando la corrente viene interrotta. Questa proprietà può essere utilizzata per attirare e rilasciare oggetti metallici attivando e disattivando la corrente.
Come esperimento, puoi creare un circuito composto da un pulsante e un elettromagnete, che questo pulsante ti aiuterà ad accendere e spegnere.
Il circuito è alimentato da un alimentatore per computer a 12V. Se un asse con piastre viene installato accanto a un elettromagnete e viene accesa la corrente, questi verranno attratti e uno dei loro lati girerà verso l'elettromagnete.
Se la corrente viene prima accesa e spenta nel momento in cui le piastre sono il più vicino possibile all'elettromagnete, allora lo oltrepasseranno per inerzia, facendo una rivoluzione.
Se indovini costantemente il momento e accendi la corrente, ruoteranno. Per fare ciò al momento giusto è necessario un interruttore di corrente.
Produzione di interruttori attuali
Anche in questo caso avrete bisogno di una piastrina, che dovrete fissare all'asse, premendola con una pinza in modo che il fissaggio sia sicuro. Questo video ti aiuterà a capire come dovrebbe essere:
Video: come realizzare un motore elettrico
Uno dei contatti è collegato a una piastra metallica e sopra di essa è installato un asse. Poiché l'asse, la piastra e l'interruttore sono di metallo, la corrente scorrerà attraverso di essi. Toccando il contatto dell'interruttore è possibile chiudere e aprire il circuito, consentendo di collegare e scollegare l'elettromagnete al momento giusto.
La struttura rotante risultante, realizzata a mano, è chiamata armatura nei motori elettrici CC, e un elettromagnete stazionario che interagisce con l'armatura è chiamato induttore.
L'armatura nei motori CA è chiamata rotore e l'induttore è chiamato statore. I nomi a volte sono confusi, ma questo è sbagliato.
Realizzazione di cornici
Questo deve essere fatto in modo da non tenere la struttura del motore elettrico con le mani. Il materiale per realizzare la base è il compensato.
Induttore fai-da-te
Realizzeremo nel compensato due fori per un bullone M6 lungo 25 mm, sul quale successivamente posizioneremo le bobine del motore elettrico. Avvitare i dadi sui bulloni e ritagliare tre parti per collegare i bulloni (supporti).
I supporti hanno due funzioni: su di essi poggerà l'asse dell'armatura del motore elettrico, realizzato da te, il secondo servirà da circuito magnetico che collegherà i bulloni. Devi fare dei buchi per loro (a occhio, poiché ciò non richiede molta precisione). Le piastre sono collegate tra loro e posizionate dal basso, premendo con bulloni. Posizionandolo sui bulloni della bobina otteniamo una sorta di magnete a ferro di cavallo.
Per fissare l'armatura del motore elettrico in posizione verticale, è necessario realizzare un telaio in lamiera (staffa). Eseguiamo tre fori: uno lungo il diametro dell'asse e due sui lati per le viti (per il fissaggio).
Realizzare bobine
Per realizzarli avrete bisogno di una striscia di cartone e di carta sottile (vedi dimensioni nel disegno). Dopo aver rimosso il bullone dalla base, avvolgiamo attorno ad esso una spessa striscia di 4-5 strati, fissandola con 2 strati di nastro isolante. La striscia rimane abbastanza stretta. Rimuoverlo con attenzione per avvolgere il filo.
Dopo che il filo è stato avvolto, estraiamo la carta dall'interno con una pinzetta, tagliamo gli strati in eccesso in modo che la bobina si adatti facilmente al bullone. Tagliamo l'eccesso dalla bobina, tenendo conto del fatto che ci saranno ancora delle guance in alto e in basso, necessarie affinché il filo non scivoli durante il funzionamento del motore elettrico. Allo stesso modo, realizziamo la seconda spirale con le nostre mani e procediamo alla realizzazione delle guance.
Come fare le guance con le tue mani?
Mettiamo della carta spessa sul dado e facciamo un foro sulla parte superiore con un bullone. È facile da fare. Poi mettete la carta sul bullone, posizionate sopra una rondella e ritagliatela, dopo averla ricalcata con una matita. Risulta essere simile nella forma a una rondella.
In totale, è necessario realizzare 4 parti di questo tipo da installare sul bullone dall'alto e dal basso. Avvitiamo il dado sulla guancia superiore, posizionando una rondella metallica e fissiamo entrambe le guance con colla a caldo. La cornice, che hai realizzato tu stesso, è pronta.
Ora non resta che avvolgere attorno ad esso del filo verniciato (500 giri) del diametro di 0,2 mm. Giriamo l'inizio e la fine del filo in modo che non si srotoli. Dopo aver svitato il dado, tolto il bullone, ciò che rimane è una bellissima piccola bobina.
Rimuoviamo la vernice dalle estremità del filo usando un taglierino, lo stagniamo e lo installiamo sul bullone. Devi fare lo stesso con la seconda bobina.
Per evitare che le piastre e l'interruttore corrente ruotino sull'asse, si consiglia di incollarli con la supercolla.
Ora colleghiamo le bobine in serie per verificare il funzionamento del motore elettrico. Colleghiamo il plus all'inizio dell'avvolgimento (dal lato della testa del bullone). Utilizzando un contatto strisciante troviamo la posizione in cui il motore elettrico funziona in modo più efficiente.
Nei motori elettrici tali contatti sono chiamati spazzole. Per evitare di trattenere quest'ultimo con le mani, sono necessari dei portaspazzole che vengono incollati con supercolla, lubrificando con olio i punti di attrito dell'asse.
Collegando le bobine in parallelo aumenteremo la corrente (poiché le bobine hanno resistenza), quindi aumenterà la potenza del motore elettrico. Cioè, puoi immaginare le bobine come resistenze.
E quando sono collegati in parallelo, la resistenza totale diminuisce, il che significa che la corrente aumenta. Quando sono collegati in serie, tutto accade esattamente al contrario.
E poiché la corrente attraverso la bobina aumenta, il campo magnetico è maggiore e l'armatura del motore elettrico è attratta più fortemente dall'elettromagnete.
Video: Motore elettrico in pochi minuti
Il campo magnetico crea una corrente elettrica fornita alla bobina (solenoide). Il campo agisce con una certa forza su un magnete ad esso portato. Ma il magnete agisce con la stessa forza anche sul filo percorso dalla corrente. Il funzionamento dei motori elettrici (motori elettrici) si basa sul fenomeno dell'interazione tra corrente elettrica e magnete.
Qualsiasi motore elettrico è costituito da due parti principali. La parte stazionaria crea un campo magnetico: questo è lo statore, che è un magnete permanente o un avvolgimento di campo, la parte rotante è il rotore.
Come funziona un motore elettrico? Tra i poli di un magnete permanente (statore) c'è un rotore: un giro di filo: attraverso di esso scorre una corrente elettrica. Una bobina che trasporta corrente crea un campo magnetico.
Interagendo con un magnete permanente (statore), il polo nord della bobina (rotore) sarà attratto dal polo sud del magnete e il polo sud dal nord. Se ora si cambia la direzione della corrente nella bobina, anche la disposizione dei poli sul rotore cambierà in senso opposto. Il polo nord della bobina sarà vicino al polo nord dello statore e il polo sud sarà vicino al polo sud. Sorgeranno forze repulsive e la bobina girerà di mezzo giro. Un nuovo cambiamento nella direzione della corrente farà girare un altro mezzo giro, ecc.
Un dispositivo speciale, il collettore, cambia la direzione della corrente nell'avvolgimento del rotore. Il collezionista più semplice è un anello di metallo diviso in due metà. Una delle estremità dell'avvolgimento del rotore è collegata a ciascuna metà dell'anello. Le spazzole, piastre metalliche collegate a una fonte di corrente, vengono premute contro i semianelli. Le spazzole si spostano da una metà all'altra dell'anello e la direzione della corrente nell'avvolgimento del rotore cambia. Pertanto ruota continuamente. Ecco come funziona un motore DC.
E ora proponiamo di realizzare noi stessi un motore elettrico per spostare i modelli (Fig. 1). Iniziamo dallo statore. Secondo la Figura 2, tagliare 18 piastre da lamiera ricotta (ad esempio un barattolo di latta) con uno spessore di 0,5-1 mm. Praticare nelle piastre 4 fori Ø 2,5 mm: serviranno per il fissaggio dei bulloni. Successivamente, fissare insieme tutte le piastre, limare le estremità dello statore, prestando particolare attenzione alla sua superficie interna. Il suo diametro dovrebbe essere di 41 mm.
Riso. 1. Motore elettrico fatto in casa
Praticare altri due fori da Ø 2,5 mm nella borsa per fissare i cuscinetti anteriore e posteriore. Quindi smontare lo statore, pulire ogni piastra dalle sbavature, coprirla con uno strato di gommalacca o colla BF-2 e rimontarla.
Avvolgere l'avvolgimento di eccitazione (bobina sullo statore) con filo isolato smaltato Ø 0,4-0,5 mm PEL o PEV 0,4-0,5. Su un telaio incollato insieme da spandex pressato, stendere 150 giri.
Realizzare il nucleo del rotore come un set di 18 dischi-piastre individuali Ø 40 mm. Praticare un foro Ø 4 mm al centro di ciascuna piastra. Quindi realizzare due sagome rotonde in lamiera di circa 2 mm di spessore. Allontanandosi leggermente dal bordo, praticare cinque fori Ø 8 mm ad uguale distanza l'uno dall'altro. Espanderli utilizzando una lima tonda alle dimensioni mostrate nella Figura 2 (elemento 7).
Riso. 2. Parti del motore elettrico: 1 - portaspazzole, 2 - molla, 3 - spazzola, 4 - coperchio anteriore, 5 - rondella intermedia, 6 - commutatore, 7 - rotore, 8 - albero, 9 - statore, 10 - cuscinetto a sfere No 3, 11 - bobina di eccitazione, 12 - vite, 13 - coperchio posteriore.
Assemblare tutte le piastre su un'asta metallica filettata e installare le dime lungo i bordi. Utilizzando una morsa, tirare saldamente il pacco, fissarlo con dadi e lavorarlo al tornio o con una lima piatta, portando il diametro del rotore a 39 mm. Praticare i fori per l'avvolgimento con una lima tonda, allargare secondo le dime.
Smontare il rotore, pulire accuratamente ciascuna piastra dalle bave e sciacquare con acetone. Quindi rivestire ciascuna piastra con gommalacca o colla BF-2. Infine, assemblare il rotore in modo che l'ordine delle piastre al suo interno rimanga lo stesso. Posizionare le piastre del rotore su un asse in acciaio tornito al tornio. Tirateli saldamente tra le sagome utilizzando le noci e metteteli in forno caldo per un'ora.
Successivamente, avvolgere l'avvolgimento con filo PEL o PEV 0,4-0,5. Iniziare la posa dal lato dell'estremità più lunga dell'asse, realizzando un piombo lungo 50 mm. Avvolgere i primi 50 giri attraverso il primo foro nel terzo (Fig. 3). Non rompere l'estremità del filo, piegarlo, torcendolo leggermente, sotto forma di un cappio. Quindi avvolgere altri 50 giri con lo stesso filo, ma tra la seconda e la quarta scanalatura. Crea di nuovo un anello e continua ad avvolgerlo nella stessa direzione, ma questa volta tra la terza e la quinta scanalatura. Quindi - tra il quarto e il primo, il quinto e il secondo.
Riso. 3. Schema di avvolgimento degli avvolgimenti del rotore
Collega la fine dell'ultimo avvolgimento all'inizio del primo. Inserire le strisce di cartone nelle scanalature rimanenti dopo l'avvolgimento per proteggere l'isolamento da eventuali danni.
Ora realizza la varietà. Si tratta di un cerchio di materiale isolante sul quale sono fissati CINQUE settori conduttori senza toccarsi tra loro. Sono costituiti da una rondella di rame, segata in cinque parti. I settori sono incollati al cerchio con colla BF-2 in modo che gli spazi tra loro non siano più di 1 mm.
Asciugare il collettore finito per 1-2 giorni, quindi pulirlo accuratamente: quando il rotore ruota, le spazzole dovrebbero scivolare sulla superficie delle piastre senza incepparsi.
Posizionare il commutatore sull'asse del rotore e fissarlo in una posizione tale che il centro di ciascun settore sia opposto al centro della scanalatura del rotore. Quindi saldare le estremità degli avvolgimenti del rotore alle piastre del collettore.
La struttura delle spazzole e dei portaspazzole è mostrata nella Figura 2.