Электромотор своими руками юный физик

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 05.10.2024

Задача любого электродвигателя – преобразовывать электрическую энергию в механическое движение. Используются такие преобразователи в очень многих отраслях: от серьёзных промышленных линий до небольших двигателей, которые поднимают в небо квадрокоптеры. А при минимуме подручных средств и знании основ электротехники, небольшой электродвигатель можно сделать самостоятельно.

Необходимы элементы

Чтобы сделать небольшой электродвигатель, потребуется:

Медная проволока сечением 1 мм2 , отрезком не менее одного метра.

Последовательность сборки простого электродвигателя

Главное, выполнять последовательность точно и аккуратно, иначе результат может получиться не совсем ожидаемым и двигатель будет работать некорректно.

Последовательность сборки электродвигателя:

Если конструкция сделана правильно, то катушка начнёт стремительно вращаться, до тех пор, пока хватит заряда батарейки. Конечно, подобный мотор не принесёт ощутимой пользы дома или в хозяйстве, но он является прямым примером действия природного магнетизма и на практике позволяет поэкспериментировать с основами электротехники.

Принцип действия электродвигателя из батарейки и магнита

Катушка, сделанная из нескольких витков проволоки, также является отрезком, по которому протекает реверсивный ток, и имеет на своих сторонах как положительные, так и отрицательные заряды. Которые притягиваются к размещённому ниже магниту.

Чтобы конструкция вращалась, необходимо, во-первых, правильно рассчитать расстояние от магнита до катушки, во-вторых, убедиться в качественном контакте проводников с выводами батарейки. Эти самые проводники также должны быть качественно зачищенными, чтобы эмаль проволоки не препятствовала прохождению постоянного тока.

Данный электродвигатель может использоваться как уникальное и интересное дополнение интерьера комнаты или кабинета. Такую игрушку всегда можно приобрести в магазине, но гораздо интереснее и познавательнее сделать самостоятельно, используя подручные материалы и средства.

2. Содержание

Пояснительная записка
Историческая справка
Техническая справка
Эскиз изделия
Чертёж деталей
Технологическая карта
Внешний вид изделия
Экономическое обоснование
Экологическое обоснование
Реклама изделия
Рецензия
Содержание

3. Пояснительная записка

Я выбрал изготовлять электромагнитный
двигатель, потому что данная поделка очень
проста и интересна
Данное изделие включает в себя батарейку,
которая при попадании на почву может её
заразить.
Для реализации проекта мне нужны сами
материалы: медная проволока - 15см; магнит;
батарейка 1.5v, скотч И ОБЫЧНЫЕ СКРЕПКИ не
более 3см высотой. Также нужны инструменты
такие как кусачки, линейка и плоскогубцы,
наждачная бумага для очищения концов рамы
от эмали (и гвоздик).
Пояснительная записка

4. Историческая справка

Величайшим техническим достижением
конца XIX века стало изобретение
промышленного электродвигателя. Этот
компактный, экономичный, удобный мотор
вскоре сделался одним из важнейших
элементов производства, вытеснив другие
виды двигателей отовсюду, куда только
можно было доставить электрический ток.
Электрические двигатели появились еще во
второй четверти XIX столетия, но прошло
несколько десятилетий, прежде чем
создались благоприятные условия для их
повсеместного внедрения в производство.
Историческая справка

5. Техническая справка

Я изготовляю электромагнитный двигатель,
работающий от батарейки. Для изготовления
данного изделия понадобятся: медная
эмалированная проволка длиною не менее 15
см, магнит; батарейка 1.5v, кусачки для
обрезания проволоки, линейка для измерения
длины проволоки, скотч для скрепления
деталей, плоскогубцы для придания проволоки
нужной мне формы, обычные скрепки не более
3см высотой, наждачная бумага для очищения
концов рамы от эмали (и гвоздик).
Техническая справка

6. Чертёж

7. Технологическая карта электромагнитного двигателя. Материалы: медная проволка, батарейка 1.5, магнит, скрепки не более 3см

№ детали
№ п/п
Технологичес Оборудовани
кая операция е,
инструменты
и
приспособле
ние
1
1
Взять медную
проволоку не
менее 30см
Линейка,
кусачки
1
2
Обмотать
вокруг
пальчиковой
батарейки и
снять с него,
оставив 2,5 см
на концах
Линейка
1
3
Обмотать
концы вокруг
противолежащ
их краёв
получившегося
кольца 2 раза
Плоскогубцы
(для
выпрямления
концов)

2
4
Взять две
обычные
скрепки не
более 3см
высотой
Линейка
2
5
Выпрямить
Плоскогубцы
6
Поделить
Гвоздик,
скрепки
плоскогубцы и
пополам и два линейка
раза обогнуть
о какой-нибудь
круглый
предмет
(ножку
гвоздика)

1
7
Прочисть
концы рамы
(детали №1)
от эмали
Наждачная
бумага
2
7
Отмерить от
концов
скрепок 3 мм
(смотря
какой
величина
ваша
батарейка) и
согнуть в
этом месте
под углом
90градусов.
Линейка,
плоскогубцы

2,3
8
Скотчем
приклеить
концы
скрепок к
концам
батарейки,
так чтобы
головки
скрепки
возвышались
над
батарейкой
на 1 см
1,2,3
9
Вставить
концы рамы в
головки
скрепок.
1,2,3,4
10
Прикрепить
магнит к
батареи
Скотч,
линейка

12. Внешний вид изделия

13. Экономическое обоснование

Большинство материалов и
инструментов есть в каждом доме и
найти их не составит большого труда.
Экономическое обоснование

14. Экологическое обоснование

Почти все использованные для
реализации проекта материалы
безвредны, кроме батарейки v1.5.
Чтобы не отравить почву, батарейку
нужно правильно утилизировать. Для
этого выбросить его в предназначенный
для этого контейнер или сдать в
специализированное учреждение.
Экологическое обоснование

15. Реклама изделия

Моя поделка идеально подойдёт для
уроков физике. Также это интересная
машинка, за работой которой просто
приятно наблюдать.
Реклама изделия

16. РЕЦЕНЗИЯ

___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
________________________________________
РЕЦЕНЗИЯ

Всегда интересно наблюдать за изменяющимися явлениями, особенно если сам участвуешь в создании этих явлений. Сейчас мы соберем простейший (но реально работающий) электродвигатель, состоящий из источника питания, магнита и небольшой катушки провода, которую мы сами и сделаем.

Существует секрет, который заставит этот набор предметов стать электродвигателем; секрет, который одновременно умен и изумительно прост. Вот что нам нужно:

— 1,5В батарея или аккумулятор.

— Держатель с контактами для батареи.

Оставляя свободными по 5 см провода с каждого конца, намотаем 15-20 витков на цилиндрическом каркасе.

Не старайтесь особенно плотно и ровно наматывать катушку, небольшая степень свободы поможет катушке лучше сохранить свою форму.

Теперь аккуратно снимите катушку с каркаса, стараясь сохранить полученную форму.

Затем оберните несколько раз свободные концы провода вокруг витков для сохранения формы, наблюдая за тем, чтобы новые скрепляющие витки были точно напротив друг друга.

Катушка должна выглядеть так:

Сейчас настало время секрета, той особенности, которая заставит мотор работать. Это секрет, потому что это изысканный и неочевидный прием, и его очень сложно обнаружить, когда мотор работает. Даже люди, много знающие о работе двигателей, могут быть удивлены способностью мотора работать, пока не обнаружат эту тонкость.

Держа катушку вертикально, положите один из свободных концов катушки на край стола. Острым ножом удалите верхнюю половину изоляции, оставляя нижнюю половину в эмалевой изоляции.

Проделайте тоже самое со вторым концом катушки, наблюдая за тем, чтобы неизолированные концы провода были направлены вверх у двух свободных концов катушки.

В чем смысл этого приема? Катушка будет лежать на двух держателях, изготовленных из неизолированного провода. Эти держатели будут присоединены к разным концам батареи, так, чтобы электрический ток мог проходить от одного держателя через катушку к другому держателю. Но это будет происходить только тогда, когда неизолированные половины провода будут опущены вниз, касаясь держателей.

Теперь необходимо изготовить поддержку для катушки. Это просто витки провода, которые поддерживают катушку и позволяют ей вращаться. Они сделаны из неизолированного провода, так как кроме поддержки катушки они должны доставлять ей электрический ток.

Просто оберните каждый кусок неизолированного провода вокруг небольшого гвоздя – и получите нужную часть нашего двигателя.

Основанием нашего первого электродвигателя будет держатель батареи. Это будет подходящая база, потому что при установленной батарее она будет достаточно тяжелой для того, чтобы электродвигатель не дрожал.

Соберите пять частей вместе, как показано на снимке (вначале без магнита). Положите сверху аккумулятора магнит и аккуратно подтолкните катушку…

Если все сделано правильно, КАТУШКА НАЧНЕТ БЫСТРО ВРАЩАТЬСЯ! Надеемся, что у Вас, как и в нашем эксперименте, все заработает с первого раза.

Если все-таки мотор не заработал, тщательно проверьте все электрические соединения. Вращается ли катушка свободно? Достаточно ли близко расположен магнит (если недостаточно, установите дополнительные магниты или подрежьте проволочные держатели)?

Когда мотор заработает, единственное, на что нужно обратить внимание – чтобы не перегрелся аккумулятор, так как ток достаточно большой. Просто снимите катушку – и цепь будет разорвана.
Давайте выясним, как именно работает наш простейший электродвигатель. Когда по проводу любой катушки течет электрический ток, катушка становится электромагнитом. Электромагнит действует как обычный магнит. Он имеет северный и южный полюс и может притягивать и отталкивать другие магниты.

Наша катушка становится электромагнитом тогда, когда неизолированная половина выступающего провода катушки касается неизолированного держателя. В этот момент по катушке начинает течь ток, у катушки возникает северный полюс, который притягивается к южному полюсу постоянного магнита, и южный полюс, который отталкивается от южного полюса постоянного магнита.

Мы снимали изоляцию с верхней части провода, когда катушка стояла вертикально, поэтому полюса электромагнита будут направлены вправо и влево. А это значит, что полюса придут в движение, чтобы расположиться в одной плоскости с полюсами лежащего магнита, направленными вверх и вниз. Поэтому катушка повернется к магниту. Но при этом изолированная часть провода катушки коснется держателя, ток прервется, и катушка больше не будет электромагнитом. Она провернется по инерции дальше, вновь коснется неизолированной частью держателя и процесс повториться вновь и вновь, пока в батареях не кончится ток.

Каким образом можно заставить электромотор вращаться быстрее?

Один из способов – добавить сверху еще один магнит.

Поднесите магнит во время вращения катушки, и случится одно из двух: или мотор остановится, или начнет вращаться быстрей. Выбор одного из двух вариантов будет зависеть от того, какой полюс нового магнита будет направлен к катушке. Только не забудьте придержать нижний магнит, а то магниты прыгнут друг к другу и разрушат хрупкую конструкцию!

Другой способ – посадить на оси катушки маленькие стеклянные бусинки, что уменьшит трение катушки о держатели, а также лучше сбалансирует электродвигатель.

Существует еще много способов усовершенствования этой простой конструкции, но основная цель нами достигнута – Вы собрали и полностью поняли, как работает простейший электродвигатель.

по оптике, фото, радио, электротехнике

К юным техникам-моделистам

Многие пионеры и школьники называют себя юными техниками. Дома, в школах, на станциях юных техников, во дворцах и домах пионеров они строят модели, изготовляют самодельные приборы, делают много полезных вещей.

Вот для таких ребят и выпускается эта книга. Здесь собраны разнообразные модели и вещи. Некоторые из них можно использовать в пионерских походах и военных играх, многие будут весьма полезны в школе при изучении физики, многие пригодятся дома. Описанными здесь самодельными фотоаппаратами можно делать настоящие снимки, на самодельные радиоприемники можно принимать радиопередачи. Ребята, умеющие мастерить, могут помочь юным натуралистам сделать микроскоп, телескоп, могут помочь преподавателям биологии, построив для школы микропроектор.

Все модели, описанные в этой книге, в разделе паротехники, могут занять место в любом школьном физическом кабинете. Насколько легче будет всем школьникам, пользуясь моделями, изготовленными юными техниками, проходить раздел теплоты по курсу физики! А электромотор и динамомашина, действие которых иногда трудно понять только по рисунку! Значительно легче будет учащимся освоиться с принципом действия и устройством этих машин, пользуясь построенными моделями. Работа для школьного кабинета — почетнейшее дело юных техников.

В наш сборник не включены авиамодели. Сделано это потому, что книг и статей по авиамоделизму довольно много. Мы даем только те модели, в описаниях которых ощущается особенная нужда.

Большой интерес представляет описанный в этой книге паровой котел с керосиновой топкой. Обычно в горелках котлов для самодельных паровых машин сжигают денатурированный спирт. Керосиновая горелка, сконструированная А. Меньшиковым, значительно расширяет для массы юных техников возможность постройки котлов.

Интересен маленький компактный электромотор, сконструированный юным техником Б. Мальковым. Благодаря применению набивного якоря и удачному расположению частей моторчик этот при небольших размерах развивает большую мощность.

Интересен реактивный катер А. Горбунова. Это первая удавшаяся попытка осуществить силами юных техников лодочку, которая продается в магазинах игрушек и пользуется большим успехом. Много других интересных и полезных вещей описано в этой книге.

Давая описание устройства точного электробудильника из ходиков, мы включили в раздел электротехники и механический будильник. Ведь будильник — вещь нужная, а не везде есть электричество.

Все рисунки в этом сборнике сделаны по-новому. Вместо множества отдельных рисунков, разбросанных по разным местам книги, как делается обычно, здесь рисунки объединяются в таблицы. На некоторых таблицах детали, имеющие сложные контуры, даны на сетке. Сетка рассчитана так, чтобы начерченные фигуры можно было срисовать в натуральную величину на клетчатую бумагу школьной тетради. Клеточка этой бумаги имеет размер 5X5 миллиметров. Обозначения размеров на всех других рисунках даны в миллиметрах.

Нам было бы очень важно получить побольше отзывов об этой книге. Какие модели хорошо удаются, какие плохо описаны, какие рисунки непонятны, чем еще нужно было бы дополнить книгу? Все эти замечания помогут улучшить книгу для следующего издания. Письма пишите по адресу: Москва 12, Малый Черкасский пер., д. 1, Детиздат, Массовый отдел.

ЮНЫМ ЛЮБИТЕЛЯМ ОПТИКИ И ФОТО

Глаз человека — очень сложный и совершенный аппарат, однако в ряде случаев ему нужны различные оптические помощники. Техника дала помощников человеческому глазу. Один из них — перископ.

Невооруженным глазом человек может видеть большие предметы при нормальном освещении не далее 2 км. А как же артиллеристу-наводчику брать прицел на 15–20 км? Обычно он пользуется биноклем. Но в бинокль из-за прикрытия не увидишь объекта прицела. И командиру подводной лодки, находящейся под водой, не видна поверхность моря. Снайперу из окопа или траншеи тоже не увидеть объекта прицела. Для всех этих случаев необходим особый инструмент — зеркальный или призматический перископ.

Зеркальный перископ состоит из двух параллельных зеркал, помещенных по концам трубы и расположенных под углом в 45° к горизонту. К нему можно присоединить бинокль для наблюдения отдаленных предметов. Вместо зеркал можно воспользоваться призмами, которые дают лучшее качество изображения.

Простой зеркальный или призматический перископ сделать нетрудно. Для призматического перископа нужно купить в магазине оптических приборов дешевые бракованные призмы Порро или использовать призмы от старого призматического бинокля. Ход лучей в призматическом перископе показан на таблице 1, справа.

Таблица 1. Перископ.

Таков же ход лучей и в зеркальном перископе. Для самодельного перископа нам нужны две призмы.

Устройство кожуха перископа дано в деталях на рисунке. Детали кожуха делаются из тонкой фанеры; внутренние стенки их окрашиваются черной тушью, чтобы проходящие лучи не отсвечивали. Размеры стенок кожуха зависят от размеров призм. Надо, чтобы призмы вплотную входили в концы готового кожуха.

Читайте также: