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

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

Intro Här är en elektrostatisk motor baserad på ett Steampunk -tema som är enkelt att bygga. Rotorn konstruerades genom att laminera en remsa av aluminiumfolie mellan lager av plastförpackningstejp och rulla den till ett rör. Röret monterades på en axel med hjälp av kartongändlock med plattbrickor i mitten som lager. Stationära elektroder eller statorer gjordes av en spikring som upphängdes koaxiellt med rotorn och spänningssatt med negativ, högspännings DC. Ett ramverk av sugrör, tejp och plastlock av plåtburkar höll statorerna i rätt linje runt rotorn.

Projektet ger en möjlighet att lära sig om Coulombs lag som beskriver elektrostatisk attraktion/avstötning mellan laddade punkter. Specifikt roterar rotorn eftersom negativt laddade ytor på rotorn avstötas efter att de har kontaktat de elektriskt heta statorerna. Varje laddat område avsätter sedan överskott av elektroner till den intilliggande, jordade statorn på ringen när rotorn roterar. Laddnings-urladdningscykeln upprepas när varje neutraliserat område av rotorn närmar sig nästa energiserade stator. Jag använde återanvändbara återvinningsbara material och lite grundläggande hårdvara för detta projekt för att minska byggkostnaderna till ett minimum.

Varning ! Detta projekt kräver högspännings likström (HVDC), så välj en strömkälla som är lämplig för din erfarenhetsnivå.

Steg 1: Delar och verktyg

Jag har inkluderat en lista med delar till projektet; men improvisera och byt ut när det behövs. Tänk på följande punkter:

• Rotorn måste vara lätt i vikt.
• Rotorn måste vara balanserad.
• Statorer måste vara väl isolerade från varandra för att förhindra inre bågar.

Rotormonteringsaxel (1) - 15 cm x 0,3 cm dia klädhängare. Axellager (2) - Plattbrickor i rostfritt stål m/0,3 cm ID -hål. Axelhylsor (2) - 3 cm x 0,4 cm dia sugrör (ingår med små förpackningar läsk). Ändkåpor (2)-ca 4,0 cm dia-skivor (använd kartongkåpa från 3-ringspärm). Foderremsa (1) - 2,5 cm x 15 cm remsa av AL -folie. Stator (6) - 5 cm långa spikar. Statorhusmonteringsfälgar (2) - Plastlås från blandade mutterbehållare. Fälgstöd (12) - Drickrör i standardstorlek (1/4 tum dia). Upphängningsband (2) - Gummiband. Rotorram Plast Hästsko (1) - Jag hittade den här rosa rosa hästskon i kasseringsboxen på den lokala skolgården efter gemenskapskyrkan; eller, du kan klippa och sedan limma kartongark för att göra ramen. Projektbasskrot Akryl eller kartongark (1) - Klipp till lämplig storlek. Spacer - plastflaskans lock. Strömkälla (1) - Typiska HVDC -källor i det låga mikroampområdet, t.ex. joniserare av rumsluft, Van de Graaffs och Whimshursts kan vara för svaga för att driva denna motor. Tänk på en transformator med hög potential. Simcos CH-30 Chargemaster är en av de "amp-sparkande" bad boys av elektrostatiska generatorer. Ibland är dessa enheter tillgängliga via elektroniska auktioner med stora rabatter av likvidationsleverantörer som inte vet vad de kan göra Diverse objekt Färgkodade trådbindande inlägg (2) Färgkodade HV-tråd (röd och svart) Lim (cyanoakrylat) Förpackning /Frakttejp (5,0 cm bred) Typisk anslutningshårdvara (små bultar, lås och plattbrickor, muttrar) Verktyg Kompass Elektrisk borr Hålhål Hobbyfil Höghållare Linjal Slipblock Vass penna Verktygssax

Steg 2: Gör Rotor End Caps

Skär fyra cirklar på 4 cm från kartong. Borra ett 4 mm hål genom mitten. Chuck dem i en elektrisk borr och slipa tills de är runda. Limma ihop 2 skivor och lim sedan en platt bricka över mitthålet på varje skiva. Låt torka. Ta ut allt hårt lim med en fil.

Steg 3: Rulla tejpen runt ändkåporna

För in axeln genom lagren och rulla försiktigt tejpen runt skivorna till från ett rör. Skivornas ytor måste vara parallella!

Steg 4: Applicera foliefoder och balansrotor

Skär en 2,5 cm bred foliremsa som ska lindas runt mitten av rotorn. Fäst på plats med en droppe lim. Applicera flera extra tejpskikt för att täcka remsan. Handspinnrotor på axeln. Lägg till tejpbitar efter behov för att balansera rotorn.

Steg 5: Förbered husfälgar

Bygg upp höljet genom att klippa ca 4 cm dia åtkomsthål i plastlock för att göra 2 fälgar. Stans 12 hål 30 grader isär längs kanten på varje kant. Klipp 8 cm längder av sugrör för att göra 12 stödrör. Rikta in hål i fälgarna och sätt sedan in ett sugrör i varje hål. Konstruktionstips: Skär en 0,5 cm lång slits i spetsen på varje sugrör för att underlätta införandet.

Steg 6: Komplett husram

Arbeta dig runt fälgen genom att sätta in sugrör medan du går till en husram. Håll ett avstånd på cirka 5,0 cm mellan fälgarna. Klipp bort överflödig halmlängd när ramen är klar.

Steg 7: Täckram

Rulla 2 till 3 lager förpackningstejp runt ramen. Klipp av överflödig tejp runt kanterna med sax.

Steg 8: Installera statorer

Borra 12 hål runt husets omkrets som är tillräckligt stora för att klara spikar. Varje hål måste gå genom ett sugrör vid mittpunkten så att de kan svängas i en liten vinkel som visas (vinkeln kräver ytterligare justeringar innan motorn startas). För in ett gummiband genom sugrörena vid positionerna 12 och 6.

Steg 9: Förbered rotorstöd, fäst bas och stolpar

Allt stöd som håller rotorn i ett fast läge och låter den snurra fritt är OK. Jag använde denna leksakshästsko. Om du inte hittar en hästsko, gör bara en genom att lägga flera pappskivor i rätt storlek. Borra försiktigt ett hål för rotoraxeln genom spetsen på varje hästskohäl. Borra sedan ett hål genom tån för att rymma bult som fäster hästsko till projektionsbotten. Borra ett hål genom ett flasklock som fungerar som distans. Montera komponenter. Slutligen borra hål i basen för trådbindande stolpar.

Steg 10: Montera komponenter

Skjut gummiband över hästskoklackarna för att hänga upp statorhuset på plats. För axeln genom ett hål i hälen, skjutdistanserna och rotorn på plats enligt bilden. Vrid spikarna efter behov så att de nästan vidrör rotorns yta.

Steg 11: Anslut Hot & Neutral Stators

Anslut varannan stator i serie med isolerad tråd. Återstående statorer kopplas ihop med isolerad tråd av annan färg. Anslut en uppsättning statorer till den heta bindande stolpen; den andra uppsättningen går till marken.

Steg 12: Ramp upp "Hästkrafterna"

En strömförsörjning på 0,5 W räckte inte ens rotorn. Chargemaster (se Delar och verktyg) snurrade dock rotorn med 10 till 12 varv / min. Optimal ingång var cirka 12 kV vid 100 mikroampere innan intern bågning mellan heta och jordade statorer bromsade motorvarvtalet.

Steg 13: Närbild av Spark

Här är ett zoomskott som visar en gnisturladdning till rotorn när den snurrar.

Andra pris i den tredje årliga Make It Stick Contest

Första pris i den praktiska inlärningstävlingen