Steam Punk thema elektrostatische motor - Ajarnpa

2025 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2025-01-13 06:57

Intro Hier is een elektrostatische motor gebaseerd op een Steampunk-thema dat eenvoudig te bouwen is. De rotor werd geconstrueerd door een strook aluminiumfolie tussen lagen plastic verpakkingstape te lamineren en tot een buis te rollen. De buis werd op een as gemonteerd met behulp van kartonnen eindkappen met platte ringen in het midden als lagers. Stationaire elektroden of stators werden gemaakt van een ring van spijkers die coaxiaal waren opgehangen met respect voor de rotor en bekrachtigd met negatieve hoogspanningsgelijkstroom. Een frame gemaakt van rietjes, tape en plastic deksels van blikken hield de stators goed uitgelijnd rond de rotor.

Het project biedt de mogelijkheid om meer te weten te komen over de wet van Coulomb, die elektrostatische aantrekking/afstoting tussen geladen punten beschrijft. In het bijzonder draait de rotor omdat negatief geladen oppervlaktegebieden van de rotor worden afgestoten nadat ze in contact komen met de elektrisch hete stators. Elk geladen gebied deponeert vervolgens overtollige elektronen op de aangrenzende, geaarde stator op de ring terwijl de rotor draait. De laad-ontlaadcyclus herhaalt zich wanneer elk geneutraliseerd gebied van de rotor de volgende bekrachtigde stator nadert. Ik gebruikte hergebruikte recyclebare materialen en wat basishardware voor dit project om de bouwkosten tot een minimum te beperken.

Voorzichtigheid ! Dit project vereist hoogspanningsgelijkstroom (HVDC), dus kies een stroombron die geschikt is voor uw ervaringsniveau.

Stap 1: Onderdelen & Gereedschap

Ik heb een lijst met onderdelen voor het project bijgevoegd; maar improviseer en vervang waar nodig. Houd zeker rekening met de volgende punten:

• Rotor moet licht van gewicht zijn.
• Rotor moet uitgebalanceerd zijn.
• Stators moeten goed van elkaar worden geïsoleerd om interne boogvorming te voorkomen.

Rotor Assemblage As (1) -- 15 cm x 0,3 cm dia kleerhanger. Aslagers (2) -- Platte ringen van roestvrij staal met een binnendiameter van 0,3 cm. Askokers (2) -- rietjes van 3 cm x 0,4 cm dia (meegeleverd met kleine pakjes frisdrank). Eindkappen (2) -- schijven met een diameter van ongeveer 4,0 cm (gebruik een kartonnen eindafdekking van een 3-ringband). Voeringstrook (1) -- 2,5 cm x 15 cm strook AL-folie. Stators (6) -- 5 cm lengte spijkers. Statorbehuizing Montageranden (2) -- Plastic klepdeksels van containers met gemengde noten. Velgsteunen (12) -- Standaard maat rietjes (1/4 inch dia). Ophangbanden (2) -- Elastiekjes. Rotorframe Kunststof hoefijzer (1) -- Ik vond dit felroze hoefijzer in de wegwerpdoos op het plaatselijke schoolplein na de plaatselijke kerkmarkt; of u kunt vellen karton knippen en vervolgens aan elkaar lijmen om het frame te maken. Project Base Scrap Acryl of Kartonnen plaat (1) -- Op de juiste maat knippen. Afstandsstuk -- plastic flesdop. Stroombron (1) -- Typische bronnen van HVDC in het lage microampèrebereik, zoals kamerluchtionisatoren, Van de Graaffs en Whimshursts, zijn mogelijk te zwak om deze motor van stroom te voorzien. Overweeg een transformator met een hoog potentiaal. Simco's CH-30 Chargemaster is een van de "amp-kicking" slechteriken van elektrostatische generatoren. Soms zijn deze eenheden beschikbaar via elektronische veilingen met grote kortingen door liquidatieverkopers die niet weten wat ze kunnen doen! Diverse artikelen Kleurgecodeerde draadbindpalen (2) Kleurgecodeerde HV-draad (rood en zwart) Lijmen (cyanoacrylaat) Verpakking /Verzendtape (5,0 cm breed) Typische verbindingsmaterialen (kleine bouten, borg- en platte ringen, moeren) Gereedschap Kompas Elektrische boormachine Handperforator Hobbyvijl Gradenboog Liniaal Schuurblok Scherp potlood Schaar

Stap 2: Maak rotoreindkappen

Knip vier cirkels met een diameter van 4 cm uit karton. Boor een gat van 4 mm door de middelpunten. Gooi ze in een elektrische boormachine en schuur tot ze rond zijn. Lijm 2 schijven aan elkaar en lijm vervolgens een platte ring over het middelste gat van elke schijf. Laat drogen. Ruim eventuele harde lijm op met een vijl.

Stap 3: Rol tape rond eindkappen

Steek de as door de lagers en rol de verpakkingstape voorzichtig om de schijven van een buis. De oppervlakken van de schijven moeten parallel zijn!

Stap 4: Breng folievoering en balansrotor aan

Knip een 2,5 cm brede strook folie af die rond het midden van de rotor moet worden gewikkeld. Veilig op zijn plaats met een druppel lijm. Breng meerdere extra lagen tape aan om de strip te bedekken. Handspin rotor op as. Voeg indien nodig stukjes tape toe om de rotor in evenwicht te brengen.

Stap 5: Behuizingsranden voorbereiden

Bouw de behuizing op door een toegangsgat van ongeveer 4 cm in plastic deksels te snijden om 2 randen te maken. Pons 12 gaten met een tussenruimte van 30 graden langs de rand van elke rand. Snijd 8 cm lange rietjes om 12 steunbuizen te maken. Lijn de gaten in de velgen uit en steek vervolgens een rietje in elk gat. Constructietip: Snijd een lengtespleet van 0,5 cm in de punt van elk rietje om het inbrengen te vergemakkelijken.

Stap 6: Compleet behuizingsframe

Werk je een weg rond de rand en steek er rietjes in terwijl je het frame van de behuizing vormt. Houd een afstand van ongeveer 5,0 cm tussen de velgen aan. Snijd overtollige strolengte af wanneer het frame voltooid is.

Stap 7: afdekraam

Rol 2 tot 3 lagen verpakkingstape om het frame. Knip overtollige tape rond de randen af met een schaar.

Stap 8: stators installeren

Boor 12 gaten rond de omtrek van de behuizing die net groot genoeg zijn voor spijkers. Elk gat moet in het midden door een rietje gaan, zodat ze onder een kleine hoek kunnen worden gedraaid, zoals weergegeven (de hoek vereist verdere aanpassingen voordat de motor wordt ingeschakeld). Steek een rubberen band door de rietjes die zich op 12 en 6 uur bevinden.

Stap 9: Rotorsteun voorbereiden, basis en palen bevestigen

Elke ondersteuning die de rotor in een vaste positie houdt en hem vrij laat draaien, is OK. Ik heb dit speelgoedhoefijzer gebruikt. Als u een hoefijzer niet kunt vinden, maakt u er gewoon een door meerdere vellen karton op de juiste maat te leggen. Boor voorzichtig een gat voor de rotoras door de punt van elke hoefijzerhiel. Boor vervolgens een gat door de teen om plaats te bieden aan de bout die het hoefijzer aan de projectbasis bevestigt. Boor een gat door een flesdop die als afstandhouder zal dienen. Componenten samenstellen. Boor tot slot gaten in de basis voor draadbindpalen.

Stap 10: Componenten monteren

Schuif elastiekjes over hoefijzerhakken om de statorbehuizing op zijn plaats te houden. Steek de as door een gat in de hiel, schuif de afstandsstukken en de rotor op hun plaats zoals afgebeeld. Draai de spijkers zo nodig zodat ze bijna het oppervlak van de rotor raken.

Stap 11: Sluit hete en neutrale stators aan

Bedraad elke andere stator in serie met geïsoleerde draad. De overige stators worden met elkaar verbonden met geïsoleerde draad van een andere kleur. Sluit een set stators aan op de hete bindingspost; de andere set gaat naar de grond.

Stap 12: Verhoog de "Paardenkracht"

Een voeding van 0,5 Watt deed de rotor niet eens wijken. De Chargemaster (zie Onderdelen & Gereedschap) liet de rotor echter draaien met 10 tot 12 RPM. De optimale input was ongeveer 12 kV bij 100 microampère voordat interne boogvorming tussen hete en geaarde stators de motorsnelheid vertraagde.

Stap 13: Close-up van Spark

Hier is een zoomopname die een vonkontlading naar de rotor laat zien terwijl deze draait.

Tweede prijs in de 3e jaarlijkse Make It Stick-wedstrijd

Eerste prijs in de hands-on leerwedstrijd