มอเตอร์ไฟฟ้าสถิตในธีม Steam Punk: 13 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-13 06:58

บทนำ นี่คือมอเตอร์ไฟฟ้าสถิตที่ใช้ธีม Steampunk ที่สร้างได้ง่าย โรเตอร์ถูกสร้างขึ้นโดยการเคลือบแถบอลูมิเนียมฟอยล์ระหว่างชั้นของเทปบรรจุภัณฑ์พลาสติกแล้วม้วนเป็นหลอด ท่อถูกติดตั้งบนเพลาโดยใช้ฝาปิดกระดาษแข็งที่มีวงแหวนแบนตรงกลางเป็นตลับลูกปืน อิเล็กโทรดหรือสเตเตอร์แบบอยู่กับที่ถูกสร้างขึ้นจากวงแหวนของตะปูที่แขวนอยู่ตามแนวแกนด้วยความเคารพต่อโรเตอร์และให้กระแสไฟตรงที่มีแรงดันสูงเชิงลบ โครงทำจากหลอดดูด เทป และฝาครอบพลาสติกของกระป๋องทำให้สเตเตอร์อยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสมรอบๆ โรเตอร์

โครงการนี้เปิดโอกาสให้ได้เรียนรู้เกี่ยวกับกฎของคูลอมบ์ ซึ่งอธิบายถึงแรงดึงดูด/แรงผลักจากไฟฟ้าสถิตระหว่างจุดที่มีประจุ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โรเตอร์หมุนเนื่องจากพื้นที่ผิวที่มีประจุลบของโรเตอร์จะถูกขับไล่หลังจากที่สัมผัสกับสเตเตอร์ที่ร้อนด้วยไฟฟ้า แต่ละพื้นที่ที่มีประจุจะสะสมอิเล็กตรอนส่วนเกินไว้กับสเตเตอร์ที่ต่อลงดินบนวงแหวนที่อยู่ติดกันขณะที่โรเตอร์หมุน วัฏจักรการคายประจุและการคายประจุจะเกิดซ้ำเมื่อแต่ละพื้นที่เป็นกลางของโรเตอร์เข้าใกล้สเตเตอร์ที่มีพลังงานถัดไป ฉันใช้วัสดุรีไซเคิลที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้และฮาร์ดแวร์พื้นฐานบางอย่างสำหรับโครงการนี้เพื่อลดต้นทุนการก่อสร้างให้เหลือน้อยที่สุด

คำเตือน ! โครงการนี้ต้องใช้ไฟฟ้าแรงสูงกระแสตรง (HVDC) ดังนั้นควรเลือกแหล่งพลังงานที่เหมาะสมกับระดับประสบการณ์ของคุณ

ขั้นตอนที่ 1: ชิ้นส่วนและเครื่องมือ

ฉันได้รวมรายการชิ้นส่วนสำหรับโครงการแล้ว แต่ด้นสดและทดแทนเมื่อจำเป็น อย่าลืมคำนึงถึงประเด็นต่อไปนี้:

• โรเตอร์ต้องมีน้ำหนักเบา
• โรเตอร์จะต้องสมดุล
• สเตเตอร์ต้องหุ้มฉนวนอย่างดีเพื่อป้องกันการอาร์คภายใน

แกนประกอบโรเตอร์ (1) -- ไม้แขวนเสื้อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 15 ซม. x 0.3 ซม. ลูกปืนเพลา (2) -- แหวนรองแบนสแตนเลส w/0.3 ซม. รู ID ปลอกเพลา (2) -- หลอดดูดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 ซม. x 0.4 ซม. (รวมอยู่ในชุดน้ำอัดลมขนาดเล็ก) ฝาท้าย (2) - ดิสก์เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 4.0 ซม. (ใช้ที่ปิดปลายกระดาษแข็งจากแฟ้ม 3 ห่วง) แถบซับ (1) - แถบฟอยล์ AL 2.5 ซม. x 15 ซม. สเตเตอร์ (6) - ตะปูยาว 5 ซม. ขอบตัวเรือนสเตเตอร์ (2) - ฝาพลิกพลาสติกจากภาชนะผสมน๊อต ขอบรองรับ (12) - หลอดดูดน้ำขนาดมาตรฐาน (เส้นผ่านศูนย์กลาง 1/4 นิ้ว) แถบแขวน (2) -- แถบยาง โครงโรเตอร์ พลาสติก เกือกม้า (1) -- ฉันพบเกือกม้าสีชมพูร้อนนี้ในกล่องทิ้งที่สนามโรงเรียนหลังงานคริสตจักรชุมชน หรือจะตัดแล้วกาวแผ่นกระดาษแข็งเข้าด้วยกันเพื่อทำโครงก็ได้ Project Base Scrap Acrylic หรือ Cardboard Sheet (1) -- ตัดให้ได้ขนาดที่เหมาะสม ตัวเว้นวรรค - ฝาขวดพลาสติก แหล่งพลังงาน (1) - แหล่งพลังงานทั่วไปของ HVDC ในช่วงไมโครแอมป์ต่ำ เช่น เครื่องทำไอออไนเซอร์ในห้อง, Van de Graaffs และ Whimshursts อาจอ่อนแอเกินไปที่จะจ่ายไฟให้กับมอเตอร์นี้ พิจารณาหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีศักยภาพสูง CH-30 Chargemaster ของ Simco เป็นหนึ่งในเด็กเลวที่ "เตะแอมป์" ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิต บางครั้งหน่วยเหล่านี้สามารถหาได้จากการประมูลทางอิเล็กทรอนิกส์โดยมีส่วนลดจำนวนมากจากผู้ขายที่ชำระบัญชีซึ่งไม่ทราบว่าสามารถทำอะไรได้บ้าง! รายการเบ็ดเตล็ด ลวดผูกมัดลวดรหัสสี (2) กาวลวด HV รหัสสี (สีแดง & สีดำ) กาว (ไซยาโนอะคริเลต) บรรจุภัณฑ์ /เทปสำหรับจัดส่ง (กว้าง 5.0 ซม.) อุปกรณ์เชื่อมต่อทั่วไป (สลักเกลียวขนาดเล็ก ตัวล็อคและแหวนรองแบน น็อต) เครื่องมือ เข็มทิศ สว่านไฟฟ้า มือถือ เจาะรู งานอดิเรก แฟ้ม ไม้โปรแทรกเตอร์ ไม้บรรทัด บล็อกขัด ดินสอคม ยูทิลิตี้กรรไกร

ขั้นตอนที่ 2: สร้างฝาปิดโรเตอร์

ตัดวงกลมขนาด 4 ซม. 4 ซม. ออกจากกระดาษแข็ง เจาะรู 4 มม. ผ่านจุดศูนย์กลาง โยนมันลงในสว่านไฟฟ้าและทรายจนกลม กาว 2 แผ่นเข้าด้วยกัน จากนั้นทากาวแผ่นเรียบเหนือรูตรงกลางของแต่ละแผ่น ปล่อยให้แห้ง คว้านกาวแข็งที่มีไฟล์

ขั้นตอนที่ 3: ม้วนเทปรอบฝาท้าย

ใส่เพลาผ่านตลับลูกปืนและม้วนเทปบรรจุภัณฑ์รอบๆ แผ่นดิสก์อย่างระมัดระวังจากท่อ พื้นผิวแผ่นดิสก์ต้องขนานกัน!

ขั้นตอนที่ 4: ใช้ Foil Lining & Balance Rotor

ตัดแถบฟอยล์กว้าง 2.5 ซม. ซึ่งควรพันรอบตรงกลางของโรเตอร์ ยึดเข้าที่ด้วยกาวหยด ติดเทปเพิ่มหลายชั้นเพื่อปิดแถบ โรเตอร์หมุนมือบนเพลา เพิ่มเทปตามความจำเป็นเพื่อปรับสมดุลโรเตอร์

ขั้นตอนที่ 5: เตรียมขอบตัวเรือน

สร้างตัวเรือนโดยตัดรูเปิดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 ซม. ในฝาพลาสติกให้เป็น 2 ขอบ เจาะ 12 รู ห่างกัน 30 องศาตามขอบแต่ละขอบ ตัดหลอดดูดดื่มความยาว 8 ซม. ให้เป็นหลอดรองรับ 12 หลอด จัดรูในขอบล้อ แล้วสอดหลอดเข้าไปในแต่ละรู คำแนะนำในการก่อสร้าง: ตัดเป็นกรีดตามยาว 0.5 ซม. ที่ปลายหลอดแต่ละอันเพื่อความสะดวกในการใส่

ขั้นตอนที่ 6: ทำโครงเคหะให้สมบูรณ์

เดินไปรอบๆ ขอบหลอดโดยใส่หลอดในขณะที่คุณสร้างโครงที่อยู่อาศัย รักษาระยะห่างระหว่างขอบล้อประมาณ 5.0 ซม. ตัดความยาวฟางส่วนเกินออกเมื่อสร้างกรอบเสร็จ

ขั้นตอนที่ 7: กรอบครอบ

ม้วนเทปบรรจุภัณฑ์ 2 ถึง 3 ชั้นรอบกรอบ ตัดเทปส่วนเกินรอบขอบด้วยกรรไกร

ขั้นตอนที่ 8: ติดตั้ง Stators

เจาะ 12 รูรอบเส้นรอบวงของตัวเรือนที่ใหญ่พอที่จะตอกตะปูได้ แต่ละรูจะต้องลอดผ่านฟางที่จุดกึ่งกลางเพื่อให้สามารถหมุนได้ในมุมเล็กน้อยดังที่แสดง สอดหนังยางเข้าไปในหลอดที่ตำแหน่ง 12 และ 6 นาฬิกา

ขั้นตอนที่ 9: เตรียมส่วนรองรับโรเตอร์ แนบฐาน & เสา

การรองรับใดๆ ที่รักษาโรเตอร์ไว้ในตำแหน่งคงที่และช่วยให้หมุนได้อย่างอิสระก็ถือว่าใช้ได้ ฉันใช้เกือกม้าของเล่นนี้ ถ้าคุณหาเกือกม้าไม่ได้ ก็แค่ทำโดยตัดกระดาษแข็งหลายๆ แผ่นเป็นชั้นๆ ให้ได้ขนาดที่เหมาะสม เจาะรูสำหรับเพลาโรเตอร์อย่างระมัดระวังผ่านปลายส้นเกือกม้าแต่ละข้าง ถัดไป เจาะรูผ่านนิ้วเท้าเพื่อรองรับสลักเกลียวที่ยึดเกือกม้ากับฐานโครงการ เจาะรูผ่านฝาขวดซึ่งจะทำหน้าที่เป็นตัวเว้นวรรค ประกอบส่วนประกอบ สุดท้ายเจาะรูที่ฐานสำหรับเสาลวด

ขั้นตอนที่ 10: ประกอบส่วนประกอบ

สวมหนังยางรัดส้นเกือกม้าเพื่อยึดตัวเรือนสเตเตอร์เข้าที่ ใส่เพลาผ่านรูที่ส้น ตัวเลื่อนและโรเตอร์เข้าที่ตามที่แสดง หมุนตะปูตามความจำเป็นเพื่อให้เกือบจะสัมผัสกับพื้นผิวของโรเตอร์

ขั้นตอนที่ 11: เชื่อมต่อสเตเตอร์แบบร้อนและเป็นกลาง

ต่อสายสเตเตอร์อื่น ๆ ในชุดโดยใช้ลวดหุ้มฉนวน สเตเตอร์ที่เหลือถูกต่อเข้าด้วยกันโดยใช้ลวดหุ้มฉนวนที่มีสีต่างกัน เชื่อมต่อสเตเตอร์หนึ่งชุดเข้ากับเสาเชื่อมร้อน อีกชุดหนึ่งลงไปที่พื้น

ขั้นตอนที่ 12: เพิ่ม "แรงม้า"

แหล่งจ่ายไฟ 0.5 วัตต์ไม่ได้ขยับโรเตอร์ด้วยซ้ำ อย่างไรก็ตาม Chargemaster (ดูอะไหล่และเครื่องมือ) หมุนโรเตอร์ที่ 10 ถึง 12 รอบต่อนาที อินพุตที่เหมาะสมที่สุดอยู่ที่ประมาณ 12 kV ที่ 100 ไมโครแอมป์ ก่อนอาร์คภายในระหว่างสเตเตอร์ที่ร้อนและลงกราวด์จะทำให้ความเร็วของมอเตอร์ช้าลง

ขั้นตอนที่ 13: ภาพระยะใกล้ของ Spark

นี่คือภาพซูมที่แสดงการปล่อยประกายไฟไปยังโรเตอร์ขณะหมุน

รางวัลที่สองในการประกวด Make It Stick ประจำปีครั้งที่ 3

รางวัลที่ 1 การแข่งขันเรียนรู้เชิงปฏิบัติ