Униполярный генератор своими руками

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 05.10.2024

Этот тип машин изобрел Майкл Фарадей, однако ему и многим другим не удалось создать эффективную и практичную машину, работающую на данном принципе. Никола Тесла в 1889 г. запатентовал (патент США № 406968) собственное устройство, работающее на принципе униполярной индукции, так называемую "Динамо электрическую машину", которая отличалась простотой конструкции и повышенной эффективностью, но основным преимуществом данной машины было оригинальное решение проблемы контактных узлов. Для более глубокого понимание предмета, предлагаю для начала ознакомиться с опытами самого Фарадея, а так же с принципами работы ("Заметки по поводу униполярной динамо машины. Н. Тесла, 1891г. (.djvu)"), практическими конструкциями и применением данного класса машин ("Электрические униполярные машины. Л. А. Суханов, 1964г. (.djvu)").

Ниже представлен перевод оригинального патента Николы Тесла:

Да будет известно, что я, Никола Тесла, из Smiljan, Lika, на границе Австро-Венгрии, подданный Императора Австрии, и резидент города Нью-Йорка, штата Нью-Йорк, изобрел некоторые новые и полезные усовершенствования в генераторе с самовозбуждением или для электрических машин "магнето", которые следуют из спецификации и сопровождающих рисунков.
Это изобретение касается класса электрических генераторов, известных как "униполярные", в которых диск или цилиндрический проводник установлены между магнитными полюсами, приспособленными, чтобы произвести приблизительно однородное поле. В вышеназванных устройствах или в машинах с дисковым якорем токи, наведенные во вращающемся проводнике, текут от центра к периферии, или наоборот, согласно направлению вращения или силовых линий в зависимости от знаков магнитных полюсов. Эти токи снижаются, проходя соединения или щетки, приложенные к диску в точках на его периферии и около его центра. В случае машины с цилиндрическим якорем токи, наведенные в цилиндре, снижаются щетками, приложенными к сторонам цилиндра на его концах. В порядке повышения эффективности ЭДС возможной для применения в практических целях, необходимо или вращать проводник с очень высокой скоростью или использовать диск большого диаметра или цилиндр большой длины; но в любом случае становится трудно гарантировать, и сохранять хороший электрический контакт между коллекторными щетками и якорем, вследствие высокой взаимной скорости.
Было предложено соединить два или больше дисков вместе последовательно с целью получения более высокой электродвижущей силы; но с соединениями, применяемыми прежде и использующими другие скорости и размеры диска, необходимого для обеспечения хороших результатов эта трудность - все еще чувствительна, чтобы быть серьезным препятствием к использованию этого вида генератора. Я попытался это преодолеть и для этой цели я сконструировал машину с двумя областями, каждая из которых имеет вращающийся проводник установленный между магнитными полюсами, но с применением того же принципа, описанного выше для обеих форм машины, и поскольку я предпочитаю использовать форму диска, я опишу здесь именно такую машину. Диски изготовлены с фланцами, на манер шкивов, и связаны вместе гибкими проводящими лентами или ремнями.
Я предпочитаю конструировать машину так, чтобы направление магнетизма или направления полюсов в одном силовом поле является противоположным другому, так, чтобы вращение дисков в том же самом направлении развивало ток в одной форме от центра к окружности и в другой от окружности к центру. Поэтому контакты, приложенные к валам, на которые установлены диски имеют вид клемм и электродвижущая сила на них является суммой электродвижущих сил двух дисков.
Я привлек бы внимание к очевидному факту, что, если направление магнетизма в обеих областях, то же самое то будет получен тот же самый результат как выше, при вращении дисков в противоположных направлениях и при пересечении соединительных лент или ремней. Этим способом избегают трудности обеспечения и поддержания хорошего контакта с перифериями дисков, и дешевая и долговечная машина сделана, она является полезной для многих целей - для возбуждения генераторов переменного тока, для двигателя, и для любой другой цели, для которой используются машины генераторы с самовозбуждением.
Специфику конструкции машины, которую я только что, в общем описал, я иллюстрировал в сопровождающих рисунках, в которых - Fig.1 является видом сбоку, частично в сечении, моей улучшенной машины. Fig.2 - вертикальное сечение того же самого перпендикулярно к валам.


Динамо электрическая машина Н. Тесла. Униполярный генератор Тесла.

Чтобы сделать корпус с двумя силовыми магнитными полями, я отливал основание с интегрированными двумя частями магнита - полюсами B и B' . К корпусу я присоединял болтами E к отливке D, с двумя подобными и соответствующими частями магнита - полюсами C и C'. Части полюса B и B' предназначены для производства силового поля определенной полярности, а части полюса C и C' предназначены для производства силового поля противоположной полярности. Валы управления F и G пронзают полюсы и вращаются в изолированных подшипниках в отливке D, как показано.
H и K - диски или генерирующие проводники. Они изготовлены из меди, латуни, или железа и прикреплены к соответствующим валам. Они снабжаются широкой периферийной, отбортовкой J. Конечно, очевидно что диски могут быть изолированными от их валов, если нужно. Гибкий металлический пояс L проходит через фланцы двух дисков, и, если нужно, может использоваться, чтобы вращать один из дисков. Я предпочитаю, однако, использовать этот пояс просто как проводник, и для этой цели может использовать тонколистовую сталь, медь, или другой соответствующий металл. Каждый вал, снабжается шкивом управления М, через который передается мощность извне . N и N - клеммы. Ради четкости их показывают, как предусмотрено с пружинами P, которые касаются концов валов. Чтобы эта машина само возбуждалась, могут использоваться медные полосы вокруг ее полюсов, или проводники любого типа, показанные на рисунках.
Я не ограничиваю мое изобретение только показанной здесь конструкцией. Например, не обязательно, чтобы строго соблюдались указанные материалы и размеры. Кроме того, очевидно, что проводящая лента или ремень могут быть скомпонованы из нескольких меньших лент и что правило соединения описанное здесь может применяться на более чем два диска.
Я патентую следующее:
1. Электрический генератор, состоящий из комбинации, с двумя вращающимися проводниками смонтированных в униполярных полях, гибкого проводящего ремня или пояса, проходящего вокруг периферий вышеназванных проводников, как здесь сформулировано.
2. Комбинации, с двумя вращающимися проводящими дисками, имеющих отбортовку на периферии установленных в униполярных полях, гибкого проводящего ремня или пояса, проходящей вокруг фланцев обоих дисков, как сформулировано.
3. Комбинация независимых наборов возбуждающих магнитов, приспособленных, чтобы сохранить униполярные области, проводящих дисков, установленных, чтобы вращаться в указанных полях, независимого механизма передачи для каждого диска, и гибкого проводящего ремня или пояса, проходящего вокруг периферий дисков, как сформулировано.

3D модель динамо электрической машины Н. Тесла. Униполярный генератор Тесла.

Для более полного понимания конструкции униполярной машины Тесла представляю 3D модель в нескольких ракурсах:

3D модель динамо электрической машины Н. Тесла. Униполярный генератор Тесла.

3D модель динамо электрической машины Н. Тесла. Униполярный генератор Тесла.

3D модель динамо электрической машины Н. Тесла. Униполярный генератор Тесла.

3D модель динамо электрической машины Н. Тесла. Униполярный генератор Тесла.


Модель динамо электрической машины Николы Тесла, или униполярный генератор Тесла.

Модель динамо электрической машины Н. Тесла. Униполярный генератор Тесла.

Я не мог себе позволить не соорудить такую машинку. Причин несколько:
1. Исключительно любопытство, тем более, в данном случае цена вопроса не так высока, что бы не попробовать.
2. Изучение взаимодействия магнитных полей, а так же природы магнетизма. В этом свете данное устройство является прекрасным инструментом, так как обладает одним уникальным и не совсем понятным свойством - отсутствием силы реакции.
3. Если мои взгляды на природу магнетизма верны, тогда есть шанс создать более совершенный генератор, работающий на данном принципе.
Итак, ниже представляю вашему вниманию модель униполярного генератора:

Модель динамо электрической машины Н. Тесла. Униполярный генератор Тесла.

Модель динамо электрической машины Н. Тесла. Униполярный генератор Тесла.

Модель динамо электрической машины Н. Тесла. Униполярный генератор Тесла.

Модель динамо электрической машины Н. Тесла. Униполярный генератор Тесла.

В отличии от оригинального устройства, в этой модели я использовал мощные неодимовые магниты вместо электромагнитов, описанных в патенте, в остальном конструкция ни чем принципиально не отличается. На данный момент модель не закончена, еще предстоит внести некоторые важные дополнения, такие как скользящие контакты и натяжной ролик для ремня, эти детали крайне важны, так как от них в значительной степени зависит электрическое сопротивление машины в процессе работы, от которого в свою очередь зависят ток и напряжение, а соответственно - мощность и эффективность. Эти важные детали будут сделаны в ближайшее время.
Ниже представляю несколько видео роликов, на которых подробно показана конструкция модели, а так же процесс сборки:

А так же несколько предварительных тестов:

В данном тесте хотел проверить - будут ли вращаться роторы, если соединить их периферии последовательно неподвижным контактом и резиновым пасиком, а ток подавать на валы. Результат на видео ниже:

А на следующем ролике хотел выяснить то же, что и на предыдущем, но с подвижным контактом на перифериях роторов, т.е. в первом случае ротор движется относительно контакта, а в данном - нет, так как в качестве контакта выступает электропроводящий ремень, который неподвижен относительно обоих роторов, результат на видео ниже:

На следующем ролике показана работа машина в качестве генератора:

Возникли у меня сомнения. Мало верилось, что эта моделька не может давать бОльший ток. Так как ток зависит от напряжения и сопротивления цепи, решил изменить сопротивление, использовав не электронный амперметр с относительно большим внутренним сопротивлением, и аналоговый, измеряющий перепад напряжений на шунте, сопротивление которого значительно ниже. В результате все оказалось честно, ток достиг 15 ампер, правда, при очень небольшом напряжении, которое составило всего 50 мВ, измерялось непосредственно на шунте, если бы измерение производилось на токосъемных щетках, напряжение было бы немного выше. Ниже представляю видео-ролик с данным тестом:

Серия небольших опытов - "проводник с током в поле постоянного кольцевого магнита":

Продолжение опытов с кольцевым постоянным магнитом и проводником с током:

Как видно, для повышения чувствительности я разместил магнит в емкости, которая в свою очередь помещена в таз с водой. Под тазом примерно в центре лежит небольшая стальная пластинка, магнит в емкости немного притягивается к ней, что позволяет удерживать емкость с магнитов в центре таза. Иначе емкость с магнитов прилипает к стенкам таза из-за сил поверхностного натяжения воды. Как показано на ролике, сила реакции на магнит есть, и она направлена строго перпендикулярно проводнику с током. Магнит не стремятся поворачиваться, он стремится сдивуться. Действие силы происходит в полном соответствии с классическими законами, т.е. перпендикулярно току. Если имеется два диаметрально противоположных плеча, по которым протекает ток к примеру от центра к периферии, и проводники закреплены неподвижно, то возникающая сила реакции на магнит, пытается сдвинуть половинки магнита в разные стороны. Но действие происходит одинаково по каждому радиусу, во всех точках, из за чего поворот невозможен. Сила реакции пытается разорвать сам магнит.

Альтернативные источники жизни. Оставь свой мозг, сюда входящий.

1. adgjlzcbm - Forums
2. IGOR-67 - Forums
3. gluk - Главная
4. qvantym - Forums
5. Achiever - Главная
6. Greyver - Forums
7. ФЕМЕ - Forums
8. олег-джан - Forums

Ищу спонсора или рекламодателя. Принимаю пожертвования на
Юmoney 4100135735990
Яндекс 5599 0050 7259 9603
Сберка 4276 1300 1935 2180

30.01.22(16:44) | gluk - Это же тут ты первый чего-то ждёшь в оправдание своей бездарности. А ведь тебе лучше молчать, чем говорить.
30.01.22(16:46) | gluk - Тебе даже равновесное состояние системы тел неинтересно - живёшь мечтой зачем-то наказать хохлов. И вас тут 80% таких ждущих.
30.01.22(16:47) | gluk - В СССР таких называли реваншистами.
30.01.22(16:49) | gluk - А на СКИФЕ главное занятие, между прочим, это физика, а не ваша сраная ненависть из телевизора.
30.01.22(17:10) | vihr - Главную ненависть здесь показывает Глюк!
30.01.22(17:10) | vihr - Даже проводной телефон ненавидит!
30.01.22(17:30) | vihr - А чё там у Бонбара?
30.01.22(17:35) | олег-джан - ты не слышал. в горе он. доширак теперь 51 р.
30.01.22(17:38) | ФЕМЕ - А раньше по чем он стоил?
30.01.22(17:40) | олег-джан - 45.
30.01.22(17:45) | Lisp - . ну все писец России. доширак подорожал.
30.01.22(17:47) | Lisp - . во у глюка как всегда высер десятка бессвязных фраз.
30.01.22(17:52) | gluk - Вполне себе связные, не 3,14.ди. Это у тебя перманентное обсирание здравой мысли.
30.01.22(17:54) | Achiever - глюк, с дураками не спорят)) и с троллями
30.01.22(17:55) | gluk - Годами несёте совковую глупость и сами себя уговариваете в неё верить.


В процессе работы над индивидуальным проектом по физике "Униполярный двигатель" ученик 10 класса раскрыл понятие "униполярный двигатель" и "униполярная индукция", а также проследил связь между электричеством и магнетизмом, описал принцип работы униполярного двигателя и особенности этого механизма.

Подробнее о проекте:


В ученической исследовательской работе по физике "Униполярный двигатель" автор изучил вклад в развитие учений об униполярных двигателях и совершенствование их работы таких выдающихся ученных в области физики, как Майкл Фарадей и Никола Тесла. В рамках проекта было рассмотрено такое явление, как "Парадокс Фарадея" и дано его практическое объяснение.

В готовом творческом и исследовательском проекте по физике "Униполярный двигатель" автор дает определение и описывает принцип работы самоподдерживающего генератора и униполярного, а также рассматривает планету Земля в качестве природного униполярного индуктора. Практическая часть исследования была проведена с целью на простейших устройствах понять, как работает униполярный двигатель.

Оглавление

Введение
1. Из истории развития униполярных двигателей.
1.1 Открытия Майкла Фарадея.
1.2 Парадокс Фарадея.
1.3 Никола Тесла.
1.4 Самоподдерживающий генератор.
2. Принцип действия униполярного генератора.
3. Эксперимент.
Заключение
Литература

Введение


Двигатель — это прибор, который преобразует любую энергию в механическую. Самым любопытным для меня стал двигатель, преобразующий электрическую энергию в механическую.

В промышленных униполярных генераторах используются не постоянные магниты, а тороидальные катушки возбуждения. В экспериментальных установках получают ток до миллиона ампер. Особый класс униполярных генераторов составляют ударные униполярные генераторы, которые при торможении дают очень большие и короткие импульсы тока. Например, от такого генератора питается ТОКАМАК в Канберрском университете в Австралии. Такие мощные импульсы тока хороши для питания перспективных электромагнитных орудий сверхвысокой кинетической энергии.

Мне показалось, что униполярные двигатели имеют перспективу развития, поэтому мною и была выбрана данная тема исследования. Прежде всего я поставил перед собой цели и задачи, которые надеюсь решить в результате данной работы.

Цель работы: понять связь между электричеством и магнетизмом.

  1. Узнать подробнее об изобретателях Майкле Фарадее и Николе Тесле.
  2. На простейших устройствах понять, как работает униполярный двигатель, изучить теорию униполярной индукции, расширить свои знания по физике.

Открытие Майкла Фарадея

униполярный двигатель 1


Майкл Фарадей родился 22 сентября 1791года в Лондоне.

Всемирную славу М. Фарадею принесли электрические исследования.

униполярный двигатель 2


Фарадей записал в своем дневнике задачу: превратить магнетизм в электричество. В этом же году Фарадей доказал экспериментально, что отдельный магнитный полюс, помещенный вблизи проводника с током приходит в непрерывное вращение. Ученому пришлось проявить немало изобретательства, чтобы придумать такое расположение проводника, при котором действию тока подвергался только один полюс. Магнит в опыте Фарадея безостановочно вращался, пока цепь была замкнута. Это был первый электродвигатель, который потом назовут униполярным. Он заработал в декабре 1821 года.

униполярный двигатель 3


Установка Фарадея: к металлическому коромыслу подвешены две проволоки, левая неподвижно соединенная с коромыслом, а правая закреплена так, что может вращаться. Концы проволок опущены в чашечки с ртутью, в которых вертикально установлены полосовые магниты так, что магнит слева может вращаться, а правый закреплен неподвижно. При замыкании цепи магнит слева вращается вокруг неподвижного проводника; в правой чашечке проводник вращается вокруг неподвижного магнита.

униполярный двигатель 4


Через несколько дней после открытия электромагнитной индукции Фарадей делает набросок пером на бумаге и строит первый в мире униполярный электрогенератор, наиболее сложный по принципу действия. Радиус вращающегося диска проходит сквозь магнитное поле и вдоль радиуса генерируется ЭДС. Электрические заряды одного знака скапливаются на периферии, а заряды противоположного знака – на оси диска. Если замкнуть цепь с помощью скользящих контактов, то возникает ток от оси вдоль радиуса и через внешнюю цепь назад к оси.

Подобный генератор работает неплохо, но в нем не особенно эффективно использованы конструкционные материалы и занимаемое пространство. С немалыми трудностями связано снятие больших токов с помощью скользящих контактов. Униполярный генератор, предложенный Фарадеем, был очень красив по принципу действия, но не был удобен для практического использования. В лучшем случае он мог служить изящным украшением физических лабораторий, никому и в голову не приходило, что устройство можно использовать практически.

Парадокс Фарадея

униполярный двигатель 5


Закон электромагнитной индукции, сформулированный Фарадеем, рассматривал проводящий контур, пересекающий линии магнитного поля. Однако в случае диска Фарадея магнитное поле было направлено вдоль оси вращения, контур относительно поля не перемещался.

Наибольшее жеудивление вызвал тот факт, что вращение магнита вместе с диском также приводило к появлению ЭДС в неподвижной внешней цепи. Так появился парадокс Фарадея, разрешённый только через несколько лет после его смерти с открытием электрона — носителя электрического заряда, движение которого обуславливает электрический ток в металлах.

Наглядно видимая парадоксальность униполярной индукции выражается ниже в таблице 1. Восклицательным знаком отмечен результат, интуитивно не объяснимый — возникновение тока в неподвижной внешней цепи при одновременном вращении диска и закреплённого вместе с ним магнита

Магнит Диск Внешняя цепь Напряжение
Неподвижен Неподвижен Неподвижен Отсутствует
Неподвижен Вращается Неподвижен Есть
Неподвижен Неподвижен Вращается Есть
Неподвижен Вращается Вращается Не определено
Вращается Неподвижен Неподвижен Отсутствует
Вращается Вращается Неподвижен !Есть
Вращается Неподвижен Вращается Есть
Вращается Вращается Вращается Не определено

униполярный двигатель 6

Никола Тесла. Самоподдерживающий генератор, или секреты униполярной индукции

Последовательное же объяснение явления униполярной индукции даётся работами Н. Тесла.

Никола Тесла — изобретатель в области электротехники и радиотехники, инженер, физик. Родился 10 июля 1856 в Австро-Венгрии, в последующие годы в основном работал во Франции и США. В 1891г получил гражданство США. По национальности — серб.

Именем Н. Теслы названа единица измерения плотности магнитного потока (магнитной индукции). Среди многих наград учёного — медали

Э. Крессона, Дж. Скотта, Т. Эдисона.

униполярный двигатель 7

Униполярный двигатель-генератор Тесла относится к дисковым динамо - машинам первоначально исследованным М. Фарадеем.
Никола Тесла в 1889 г. запатентовал собственное устройство, работающее на принципе униполярной индукции - Динамо электрическую машину, которая отличалась простотой конструкции и повышенной эффективностью, но основным преимуществом конструкции было оригинальное решение проблемы контактных узлов.

Патент США № 406968. В патенте автор пишет следующее: Чтобы сделать корпус с двумя силовыми магнитными полями, я отливал основание с интегрированными двумя частями магнита - полюсами B. К корпусу я присоединял болтами E к отливке D, с двумя подобными и соответствующими частями магнита - полюсами C. Части полюса B

предназначены для производства силового поля определенной полярности, а части полюса C предназначены для производства силового поля противоположной полярности. Валы управления F и G пронзают полюсы и вращаются в изолированных подшипниках в отливке D. H и K - диски или генерирующие проводники.

Они изготовлены из меди, латуни, или железа и прикреплены к соответствующим валам. Они снабжаются широкой периферийной, отбортовкой J. Конечно, очевидно что диски могут быть изолированными от их валов, если нужно. Гибкий металлический пояс L проходит через фланцы двух дисков, и, если нужно, может использоваться, чтобы вращать один из дисков.

Я предпочитаю, однако, использовать этот пояс просто как проводник, и для этой цели может использовать тонколистовую сталь, медь, или другой соответствующий металл. Каждый вал, снабжается шкивом управления М, через который передается мощность извне.

Принцип действия униполярного генератора


Принцип действия униполярного генератора простой. На электроны, находящиеся в диске, действует Сила Лоренца, являющаяся векторным произведением напряжённости магнитного поля и скорости перемещения электрона вместе с проводником в результате вращения диска. Сила эта направлена вдоль радиуса диска. В результате при вращении диска возникает ЭДС между его центром и краем.

униполярный двигатель 8
униполярный двигатель 9

Наглядное изображение действие Силы Лоренца

Униполярным двигателям и генераторам, как в прошлом, так и в настоящем, уделяется большое внимание. Хотя используются такие моторы и генераторы в специфических условиях. Например, когда надо получить постоянный электрический ток большой величины, но при малом напряжении.

Или получить мотор, работающий от мощных аккумуляторов небольшим напряжением, таких как магнето на автомобилях, тракторах и т.п.

До сих пор не решена загадка движения униполярного двигателя Фарадея. Дело в том, что изобретенный им двигатель вращается вопреки физическим законам. Ученые не могут пока преодолеть парадокс движения. В отличие от других электрических машин, такой генератор имеет

чрезвычайно низкую ЭДС (от долей до единиц вольт) при низком внутреннем сопротивлении и большом токе; равномерность получаемого

тока, отсутствие необходимости коммутировать его коллектором ротора, или выпрямлять полученный другими машинами переменный ток внешними коммутирующими или электронным приборами; большие собственные потери энергии протекающих по диску обратных токов, его бесполезно нагревающих. Эта проблема частично решается в конструкциях двигателей и генераторов с жидким

проводящим токосъёмником по всему периметру диска. Сочетание этих свойств обусловило очень узкие сферы применения этого типа генераторов - ушей силы в его двигателе, в котором функционирует вращающийся магнит-ротор.

Любой человек, знакомый с элементами электротехники, знает, что обычные электродвигатели состоят из неподвижного статора и вращающегося ротора. В качестве статора используются два вида магнитов: постоянный или электромагнит (постоянный или переменный). Как правило, в моторах устанавливается переменный электромагнит. Вращение ротора происходит за счет притягивания и отталкивания его от статора, таким образом, ротору передается непрерывное движение.

Если ротор притягивается к статору, то и статор притягивается к ротору. Если ротор отталкивается от статора, то и статор отталкивается от ротора. На двигателе Фарадея отсутствует статор. Ротору в этом случае не от чего отталкиваться. В соответствии с известными законами физики двигатель не должен вращаться. А он вращается.

Земля – природный униполярный индуктор

Современная наука рассматривает разные гипотезы о причинах земного магнетизма: а) создание токов на поверхности и внутри Земли за счет ее вращения; б) гиромагнитный эффект; в) термоэлектрический ток в ядре; г) теория динамо и др.

Итак, наша планета Земля является вращающимся магнитом, а значит, представляет собой униполярный индуктор (генератор). Свободные электрические заряды ее проводящих сред (ионосфера, моря, недра) подвержены действию силы Лоренца. Возникает глобальное перераспределение зарядов, генерируется ЭДС униполярной индукции. Видимо, это должно влиять на природные процессы на Земле: на климат, электрические явления в атмосфере. Но все это еще нужно изучать.

Эксперимент

источник тока (пальчиковая батарейка), магнит, медные проводники, соединительные провода, вольтметр (амперметр).

Инструкция (процесс сборки и результат)

  1. Поместить магнит на отрицательный контакт батарейки. Используемый в примере магнит 1,25 см в диаметре и 0.65 см толщиной. Подойдет любой магнит похожего размера, но обычные керамические магниты слишком слабые, поэтому лучше использовать неодимовый.
  2. Если проволока имеет изоляцию, то ее необходимо снять. Согнуть проволоку в любую понравившуюся форму, убедившись, что получившийся контур имеет хороший контакт с положительной клеммой батарейки и по окружности магнита. Придание проволоке красивой и функциональной формы требует определенного терпения. За основу можно взять формы приведенные на фотографиях.
  3. Отбалансировать контур на батарейке и, внося в него изменения, добиться чтобы он вращался легко и быстро. Заряда батарейки хватит на несколько минут работы.

Опыт І. (Проведен согласно инструкции)

униполярный двигатель 15
униполярный двигатель 16

Результаты эксперимента:

  1. При замыкании цепи наблюдалось быстрое вращение проволочной рамки по часовой стрелке.
  2. При повороте магнита на 180 ̊ вращение рамки происходит против часовой стрелки.
  3. Если поменять полюса батарейки при вращении рамки против часовой стрелки, то меняется и направление вращения.
  4. При использовании пальчиковой батарейки типа ААА, опыт не удается, необходима более мощная батарейка типа АА.
  5. Форма рамки не влияет на скорость вращения.
  6. При использовании ферритового магнита опыт не удается, необходим сильный неодимовый магнит.

Объяснение: на свободные заряды, движущиеся радиально от оси магнита к его ободу или наоборот, в магнитном поле действует сила Лоренца, направление которой определяется правилом левой руки. В результате образуется пара сил, вращающих проводник. При недостаточно хорошем электрическом контакте и слабой батарейке или магните вращение не очень быстрое.

Шуруп с магнитом подвешен на положительном электроде батарейке. Шуруп намагничивается и прилипает к батарейке острием, один конец провода соединяется с минусом батарейки, второй конец приближаем к головке шурупа с магнитом. Как только контакт касается магнита, шуруп начинает быстро вращаться.

униполярный двигатель 17
униполярный двигатель 18
униполярный двигатель 19

Вывод: хотя конструкция униполярного двигателя проста, для понимания его принципа работы надо хорошо знать теорию электромагнитных явлений

Заключение

Мне нравится заниматься техническими вопросами. Проведя данную работу, я узнал много нового и неожиданного о униполярном двигателе и генераторе, о применение этих устройств. Я столкнулся с практическими проблемами эксперимента: подбор деталей, изготовление рамок, планирование опытов, поиск информации, оформление отчета о работе.

Эта работа еще раз подтвердила, что научная теория и инженерная мысль неразделимы. Подобные безроторные и вообще униполярные двигатели и генераторы (которые я изучал) пока маломощны и имеют невысокий КПД. Но уже сегодня просматриваются области их применения, например, в приборостроении. Особенно привлекает то, что двигатель не имеет статора и реактивного момента. А кроме того, если эти двигатели и генераторы действительно изменят наше представление о магнитном поле, практическая ценность их может оказаться огромной.


« Главная
‹ Раздел
Наверх этой страницы

Агентство научно-технической информации Научно-техническая библиотека SciTecLibrary. Свид. ФС77-20137 от 23.11.2004.

Читайте также: