محرك كهربائي افعل ذلك بنفسك: تعليمات لتجميع آلية محلية الصنع. التعديلات الممكنة والنماذج البسيطة

بالنسبة لمحرك كهرومغناطيسي أساسي ، فأنت بحاجة إلى بطارية AA ، ومقطعين ورقيين ، وسلك مطلي بالمينا بقطر 0.5 مم ، وغراء أو شريط ، وبلاستيك لربط الهيكل بالطاولة ، ومغناطيس صغير ، لا ينبغي أن يكون كبيرًا جدًا و ليس صغيرا جدا. يجب أن يكون حجم المغناطيس حول قطر الملف. شرائهم من هذا المتجر.

كيفية صنع محرك بسيط.

اثنِ الدبابيس الورقية. اصنع ملفًا أوليًا من 6-7 لفات من الأسلاك المعزولة بالمينا. قم بتثبيت نهايات السلك على الملف بعقدة وشريط أحد طرفي العزل بطوله بالكامل ، والثاني أيضًا بطول الطول بالكامل ، ولكن على جانب واحد فقط.
ثبت مشابك الورق بالبطارية بالغراء أو مادة أخرى. ضع مغناطيسًا أعلى البطارية. اضبط التجميع بالكامل على الطاولة وآمنه. قم بتركيب البكرة بحيث تلمس نهايات البكرة مشبك الورق مع الجوانب المجردة. عندما يمر التيار عبر السلك ، ينشأ مجال كهرومغناطيسي ويصبح الملف مغناطيسًا كهربائيًا. يجب وضع المغناطيس بحيث يكون أقطاب المغناطيس والملف متماثلين ، ثم يتنافر المغناطيس الدائم وملف المغناطيس الكهربائي. تقوم هذه القوة بتدوير الملف في بداية الدوران نظرًا لحقيقة أن أحد الأطراف يتم تجريده على طول جانب واحد فقط ، ويفقد الاتصال للحظة ويختفي المجال المغناطيسي. عن طريق القصور الذاتي ، يتحول الملف ، ويتم استعادة الاتصال مرة أخرى وتتكشف الدورة مرة أخرى. كما ترى ، فإن صنع أبسط محرك بيديك أمر بسيط للغاية! يصف بمزيد من التفصيل كيفية صنع محرك بسيط ، والذي تمت مناقشته أعلاه.

التجميع الكامل للمحرك المغناطيسي على الفيديو

نموذج مبسط للبطارية والسلك

هناك أنواع عديدة من المحركات الكهربائية ويمكن تصنيفها وفقًا لمعايير مختلفة. واحد منهم هو نوع الكهرباء التي يتم توفيرها لهم. يمكننا التمييز بين محركات التيار المستمر والتيار المتردد.

كان أحد محركات التيار المستمر هو قرص فاراداي الذي كان ، مثل العديد من المحركات ، آلة قابلة للعكس. بعد تزويده بالطاقة الميكانيكية ، أنتج الكهرباء (مولد أحادي القطب).

سنقوم اليوم ببناء نموذج بسيط ولكنه عملي لمحرك DC.

المواد

يمكن العثور على المواد اللازمة لصنع الألعاب في كل منزل. نحن نحتاج:

كمية صغيرة من الأسلاك المينا بقطر 0.3-0.6 مم
R6 - بطارية 1.5 فولت
قد يكون المغناطيس صغيرًا
المواد المساعدة: القصدير والصنوبري وجزء من الأسلاك وجزء من لوحة الدائرة العامة للنسخة "الفاخرة"
بالطبع ، نحتاج أيضًا إلى مكواة لحام بمقاومة أو مقاومة المحولات.

نحن نعمل

يجب أن يتم لف الأسلاك المطلية بالمينا حول البطارية ، مما يخلق دائرة صغيرة تعمل كملف للمحرك. ثم ، مع نهايات السلك ، لف اللف حتى لا يتطور.

لكي تكون المكره جاهزة ، لا يزال يتعين عليك إزالة المينا العازلة على طرفي السلك ، والتي ستكون بمثابة المحور. بالإضافة إلى ذلك ، سيكون أحدهم أيضًا مفتاحًا بدائيًا. لذلك ، إذا قمنا ، من ناحية ، بإزالة كل المينا ، من ناحية أخرى ، يجب علينا القيام بذلك من جانب واحد فقط ، من أعلى أو من أسفل:

أسهل طريقة للقيام بذلك هي وضع الطرف المستقيم من السلك في هواء مسطح ، مثل سطح العمل ، ثم كشط المينا في الأعلى بشفرة حلاقة. أذكرك أنه يجب عزل الطرف الآخر حول المحيط!

أخيرًا ، قم بتصويب المحور بحيث تكون المكره متوازنة قدر الإمكان.

ثم اصنع طوقين صغيرين (محامل) يدور فيهما الدوار. يجب أن يكون قطر الحافة حوالي 3 مم (من الأفضل استخدام مسمار متعرج).

يجب أن تكون قطع الأسلاك ذات المحامل ملحومة بالبطارية. ثم نلصق مغناطيسًا صغيرًا منه بحيث يشير أحد أقطابه إلى أعلى. يجب أن تبدو جميعها كما يلي:

إذا قمت الآن بتشغيل الدوار ، فيجب أن يدور بسرعة عالية حول محوره. في بعض الأحيان ، يلزم القليل من التشغيل المسبق عن طريق تدوير الدوار برفق حتى "يستقر". يمكن رؤية هذا النموذج للمحرك الكهربائي ، المصنوع أثناء هذا الإجراء ، في الفيديو:

يمكننا أيضًا صنع نسخة أكثر متانة من هذه اللعبة المادية. لقد استخدمت مغناطيسًا كبيرًا من مكبر صوت قديم قمت بتوصيله بلوحة دائرة كهربائية بشظايا الأسلاك. كما أن لديها أقواس أكثر صلابة ملحومة بها. توجد بطارية مسطحة بجهد 4.5 فولت أسفل اللوحة ، وهناك أيضًا كبلات أسفلها توفر الجهد الكهربائي للأقواس. يعمل العبور المرئي على الجانب الأيمن كمفتاح. يبدو التصميم كالتالي:

يظهر تشغيل هذا النموذج أيضًا في الفيديو.

كيف ولماذا تعمل؟

الدعابة كلها مبنية على استخدام القوة الكهروديناميكية. تؤثر هذه القوة على كل موصل يتدفق من خلاله تيار كهربائي ، موضوعة في مجال مغناطيسي. يتم وصف عملها في قاعدة اليد اليسرى.

عندما يمر تيار عبر ملف ، تعمل عليه قوة كهروديناميكية لأنه موجود في المجال المغناطيسي الناتج عن المغناطيس الدائم. تؤدي هذه القوة إلى تدوير الملف حتى يتم مقاطعة التيار. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن أحد المحاور التي يتم من خلالها توفير التيار يتم عزله فقط على نصف المحيط. على الرغم من أن القوة لم تعد تعمل ، فإن الملف يقوم بالنصف الثاني من الدوران بسبب القصور الذاتي. يستمر هذا حتى يتحول المحور إلى جانبه المعزول. ستغلق الدائرة وستتكرر الدورة.

المحرك الكهربائي المقدم هو لعبة فيزيائية بسيطة ولكنها فعالة. عدم وجود أي تطبيقات عملية معقولة يجعل اللعبة ممتعة للغاية.

استمتع بالترفيه التثقيفي!

في ذلك اليوم كنت أري طفلي كيف يعمل المحرك الكهربائي. تذكرت تجربة في الفيزياء من المدرسة.

المواد المصدر:

1. بطارية AA
2. سلك مطلي بالمينا 0.5 مم
3. مغناطيس
4. مشبكان ورقيان ، بحجم البطارية تقريبًا
5. شريط القرطاسية
6. البلاستيسين

نثني جزءًا من مشبك الورق.

نقوم بلف ملف السلك المطلي بالمينا. نجعل 6-7 المنعطفات. نصلح نهايات السلك بالعقدة. ثم نقوم بالتنظيف. يتم تنظيف أحد الطرفين تمامًا من العزل ، والآخر من جانب واحد فقط. (في الصورة تم تجريد الطرف الأيمن من الأسفل)

نصلح المشابك الورقية على البطارية بشريط لاصق. قم بتثبيت المغناطيس. نصلح الهيكل بأكمله على الطاولة بالبلاستيك. بعد ذلك ، تحتاج إلى تثبيت الملف بشكل صحيح. عندما يكون التخزين المؤقت في مكانه ، يجب أن تلمس الأطراف العارية مشبك الورق. ينشأ مجال مغناطيسي في الملف ، نحصل على مغناطيس كهربائي. يجب أن يكون أقطاب المغناطيس الدائم والملف متماثلين ، أي يجب أن يتنافروا. تقوم القوة الطاردة بتدوير الملف ، ويفقد أحد الأطراف الاتصال ويختفي المجال المغناطيسي. عن طريق القصور الذاتي ، يتحول الملف ، ويعود الاتصال إلى الظهور وتتكرر الدورة. إذا تم جذب المغناطيس ، فلن يدور المحرك. لذلك ، يجب قلب أحد المغناطيسات.

من المثير للاهتمام دائمًا ملاحظة الظواهر المتغيرة ، خاصة إذا كنت تشارك في إنشاء هذه الظواهر. الآن سنقوم بتجميع أبسط محرك كهربائي (ولكنه فعال حقًا) ، والذي يتكون من مصدر طاقة ومغناطيس ولفائف صغيرة من الأسلاك ، والتي نصنعها بأنفسنا.

هناك سر يجعل هذه المجموعة من العناصر تصبح محركًا كهربائيًا ؛ سر ذكي وبسيط بشكل مذهل. هذا ما نحتاجه:

بطارية 1.5 فولت أو تراكم.

حامل مع جهات اتصال للبطارية.

مغناطيس.

1 متر من الأسلاك مع عزل المينا (قطر 0.8-1 مم).

0.3 متر من الأسلاك العارية (قطرها 0.8-1 مم).

سنبدأ بلف الملف ، جزء المحرك الذي سوف يدور. لجعل الملف مستويًا ومستديرًا بشكل كافٍ ، نقوم بلفه على إطار أسطواني مناسب ، على سبيل المثال ، على بطارية AA.

مع ترك 5 سم من السلك خاليًا من كل طرف ، نقوم بلف 15-20 دورة على إطار أسطواني.

لا تحاول لف البكرة بإحكام شديد وبشكل متساوٍ ، فإن درجة صغيرة من الحرية ستساعد البكرة في الاحتفاظ بشكلها بشكل أفضل.

الآن قم بإزالة الملف بعناية من الإطار ، في محاولة للحفاظ على الشكل الناتج.

ثم قم بلف الأطراف الحرة للسلك عدة مرات حول الملفات للحفاظ على الشكل ، مع التأكد من أن ملفات الربط الجديدة متقابلة تمامًا.

يجب أن يبدو الملف كما يلي:


حان الآن وقت السر ، الميزة التي ستجعل المحرك يعمل. إنه سر لأنه خدعة خفية وغير واضحة ، ومن الصعب جدًا اكتشاف وقت تشغيل المحرك. حتى الأشخاص الذين يعرفون الكثير عن تشغيل المحركات قد يتفاجأون بقدرة المحرك على العمل حتى يكتشفوا هذه الدقة.

أمسك البكرة في وضع مستقيم ، ضع أحد الأطراف الحرة للبكرة على حافة الطاولة. بسكين حاد ، قم بإزالة النصف العلوي من العزل ، وترك النصف السفلي في عازل المينا.

افعل الشيء نفسه مع الطرف الآخر من الملف ، مع التأكد من أن الأطراف العارية للسلك تشير إلى الطرفين الحرين للملف.

ما معنى هذا النهج؟ سيوضع الملف على حاملين مصنوعين من سلك مكشوف. سيتم توصيل هؤلاء الحوامل بنهايات مختلفة من البطارية بحيث يمكن للتيار أن يتدفق من حامل واحد عبر الملف إلى الحامل الآخر. لكن هذا لن يحدث إلا عندما يتم إنزال النصفين العاريين من السلك ، بحيث يلامسان الحامل.

أنت الآن بحاجة إلى دعم الملف. إنها ببساطة ملفات من الأسلاك تدعم الملف وتسمح له بالدوران. إنها مصنوعة من سلك مكشوف ، لأنه بالإضافة إلى دعم الملف ، يجب عليهم توصيل تيار كهربائي إليها.

ما عليك سوى لف كل قطعة من الأسلاك العارية حول مسمار صغير ولديك الجزء المناسب لمحركنا.

ستكون قاعدة أول محرك كهربائي لدينا هي حامل البطارية. ستكون هذه قاعدة مناسبة لأنه مع تركيب البطارية ستكون ثقيلة بما يكفي لمنع المحرك من الاهتزاز.

قم بتجميع القطع الخمس معًا كما هو موضح في الصورة (بدون المغناطيس في البداية). ضع مغناطيسًا أعلى البطارية وادفع الملف برفق ...


إذا تم القيام به بشكل صحيح ، سيبدأ الملف في الدوران بسرعة! نأمل أن تعملوا أنت ، كما في تجربتنا ، في المرة الأولى.

إذا كان المحرك لا يعمل مع ذلك ، فتحقق بعناية من جميع التوصيلات الكهربائية. هل الملف يدور بحرية؟ هل المغناطيس قريب بدرجة كافية (إذا لم يكن كذلك ، فقم بتركيب مغناطيس إضافي أو حوامل أسلاك مقطوعة)؟

عندما يبدأ المحرك ، فإن الشيء الوحيد الذي يجب الانتباه إليه هو أن البطارية لا ترتفع درجة حرارتها ، لأن التيار كبير جدًا. فقط قم بإزالة الملف وسوف تنكسر الدائرة.
دعنا نكتشف بالضبط كيف يعمل أبسط محرك كهربائي لدينا. عندما يتدفق تيار كهربائي عبر سلك أي ملف ، يصبح الملف مغناطيسًا كهربائيًا. يعمل المغناطيس الكهربائي كمغناطيس عادي. لها قطب شمالي وجنوبي ويمكنها جذب المغناطيسات الأخرى وصدها.

يصبح الملف الخاص بنا مغناطيسًا كهربائيًا عندما يلمس النصف غير المعزول من سلك الملف البارز الحامل غير المعزول. في هذه اللحظة ، يبدأ التيار في التدفق من خلال الملف ، وللملف قطب شمالي ينجذب إلى القطب الجنوبي للمغناطيس الدائم ، والقطب الجنوبي الذي يتم صده من القطب الجنوبي للمغناطيس الدائم.

قمنا بتجريد الجزء العلوي من السلك مع وضع الملف في وضع مستقيم ، وبالتالي فإن أقطاب المغناطيس الكهربائي ستشير إلى اليمين واليسار. وهذا يعني أن القطبين سوف يتحركان في نفس المستوى مثل أقطاب المغناطيس الكاذب ، متجهين لأعلى ولأسفل. لذلك ، سوف يتجه الملف نحو المغناطيس. ولكن عند القيام بذلك ، فإن الجزء المعزول من سلك الملف سوف يلمس الحامل ، وسيتم مقاطعة التيار ، ولن يصبح الملف مغناطيسًا كهربائيًا. سوف يدور أكثر من خلال القصور الذاتي ، مرة أخرى يلمس الجزء غير المعزول من الحامل ، وسوف تتكرر العملية مرارًا وتكرارًا حتى ينفد التيار في البطاريات.

كيف يمكنك جعل محرك كهربائي يدور بشكل أسرع؟

إحدى الطرق هي إضافة مغناطيس آخر في الأعلى.

قم بإحضار المغناطيس لأعلى أثناء دوران الملف ، وسيحدث أحد أمرين: إما أن المحرك سوف يتوقف ، أو أن المحرك سوف يدور بشكل أسرع. يعتمد اختيار أحد الخيارين على قطب المغناطيس الجديد الذي سيتم توجيهه نحو الملف. فقط تذكر أن تمسك بالمغناطيس السفلي ، وإلا ستقفز المغناطيسات إلى بعضها البعض وتدمر الهيكل الهش!

هناك طريقة أخرى تتمثل في وضع حبات زجاجية صغيرة على محور الملف ، مما يقلل من احتكاك الملف على الحوامل ، فضلاً عن تحقيق توازن أفضل للمحرك الكهربائي.

هناك العديد من الطرق لتحسين هذا التصميم البسيط ، لكننا حققنا الهدف الرئيسي - لقد جمعت وفهمت تمامًا كيف يعمل أبسط محرك كهربائي.

مرحبا أعزائي قراء العمود! نقدم لكم اليوم صنع أبسط كهربائية محرك بطارية(يرى). على الرغم من أن هذا المحرك سهل الصنع ، إلا أن هذا الدرس سيكون ممتعًا وغنيًا بالمعلومات.

من أجل صنع محرك كهربائي من بطارية ، نحتاج إلى:

- بطارية AA

- كماشة رقيقة الأنف.

- مغناطيس ، ويفضل أن يكون مستديرًا ؛

- سلك نحاس.

صنع محرك كهربائي

من الأسلاك النحاسية (اقرأ) ، نثني شكلًا على شكل قلب بكماشة رفيعة الأنف (انظر الصورة أدناه) ، والتي يجب ثنيها بحيث يكون لها مركز ومركز ثقل عند نقطة واحدة (هذا مهم للاستقرار و دوران الهيكل). نضع البطارية مع ناقص على المغناطيس. بمساعدة الكماشة رفيعة الأنف ، نقوم بعمل انبعاج صغير على الجانب الإيجابي للبطارية (سيتم وضع أحد طرفي السلك النحاسي عليه). الآن نضع هيكلًا من الأسلاك النحاسية على البطارية ونلاحظ كيف يبدأ محركنا الكهربائي في الدوران.

بطارية ومحرك مغناطيسي

لماذا يعمل

محرك كهربائي للبطاريةيبدأ العمل لأن حركة الجسيمات المشحونة (الشحنة الكهربائية) التي نشأت في السلك تتأثر بمجال مغناطيسي يحرف اتجاه حركتها. يسمى هذا الانحراف في الفيزياء بقوة لورنتز.

لفهم العملية برمتها بشكل أفضل ، شاهد هذا الفيديو.

الظروف.

سيتطلب ذلك المواد والأدوات التالية:
- حقنة طبية (في هذه المحقنة محلية الصنع بحجم 20 مل) ؛
- سلك نحاسي معزول بقطر 0.45 مم وطوله حوالي 5 أمتار ؛
- سلك نحاسي بقطر 2.5 مم ؛
- مغناطيس نيوديميوم مسطح 2 قطعة ؛
- لوح لصنع قاعدة خشبية ؛
- مسدس الغراء الساخن؛
- أنبوب من الغراء الفائق ؛
- بطارية 9 فولت كرون.

لنبدأ بجعل أساس محركنا - أسطوانة كهرومغناطيسية. دعونا نجعل حالتها من حقنة طبية بحجم 20 مل. يمكن شراء هذه الحقنة ليس فقط من الصيدلية ، ولكن أيضًا في مراكز الخدمة أو المتاجر التي تبيع وتخدم المعدات المكتبية. يستخدم موظفو هذه المراكز المحاقن لإعادة تعبئة خراطيش الطابعة النافثة للحبر ، وكقاعدة عامة ، يستخدمون الحقن بالحجم المطلوب ، أي 20 مل. نأخذ حقنة ونقوم أولاً بإزالة المكبس ، لن تكون هناك حاجة لذلك. باستخدام منشارا ، قطع جزء من المحقنة (العلامة تقسيم 15 مل).

نزيل الفائض إلى الجانب ، وسنواصل العمل مع هذا الفراغ.

بعد ذلك ، تحتاج إلى سلك نحاسي رفيع معزول. في هذا السلك محلي الصنع ، تم استخدام سلك بطول 5 أمتار مع مقطع عرضي يبلغ 0.45 ملم.

يجب أن يتم لفها بإحكام في اتجاه واحد في عدة طبقات على الأسطوانة الناتجة عن المحقنة.

نلف طرفي السلك مع بعضنا البعض بهذه الطريقة. نصلح اللف مع superglue.

ثم تحتاج إلى سلك نحاسي سميك نصنع منه عمودًا مرفقيًا وقضيب توصيل.

دعونا نزيل العزل أولا.

بعد ذلك ، بمساعدة الزردية ، نعطي السلك شكل العمود المرفقي.

من بقية السلك ، باستخدام الزردية ، سنصنع الجزء التالي - قضيب توصيل. للقيام بذلك ، من الضروري ثني السلك من كلا الطرفين كما هو موضح أدناه.

ثم نقوم بتوصيل كلا الجزأين (قضيب التوصيل والعمود المرفقي) معًا. لإصلاح قضيب التوصيل على العمود المرفقي ، يتم استخدام قطعتين من العزل من السلك النحاسي الذي صنعت منه هذه الأجزاء. تحتاج أولاً إلى وضع قطعة واحدة من العزل ، ثم قضيب التوصيل وبعد ذلك قطعة أخرى من العزل.

بعد ذلك ، أنت بحاجة إلى مغناطيسين نيوديميوم من هذا القطر بحيث يمكن تحريكهما بسهولة داخل الأسطوانة.

وستحتاج أيضًا إلى جزء من شكل مشابه (يمكن صنعه ، على سبيل المثال ، من الخشب) ، والذي نربطه بالغراء الساخن بالمغناطيس.

ثم نصلح الجزء الناتج كما يلي:

ثم ستحتاج إلى قاعدة خشبية واثنين من أعمدة الدعم الخشبية. يمكن إجراء هذه التفاصيل الهيكلية من أي مادة ، والشرط الرئيسي هو أنه لا ينبغي لها إجراء تيار كهربائي. لكنني أعتقد أن هذا التصميم أسهل في صنعه من قطعة من الخشب (في هذه الحالة ، الألواح) ، لأن الخشب مادة ميسورة التكلفة وسهلة المعالجة.

على أساس ، نحدد الموقع المستقبلي للأسطوانة وأرجل الدعم. ثم ، باستخدام الغراء الساخن ، نصلح الأسطوانة على قطعة خشبية من القاعدة.

بعد ذلك ، أدخل العمود المرفقي في رفوف الدعم. ثم ، باستخدام الغراء الساخن ، نصلح الرفوف على القاعدة وفقًا للعلامات.

بعد ذلك ، باستخدام قطع صغيرة من العزل ، نحد من حركة العمود في أرجل الدعم.

نقوم بتثبيت دولاب الموازنة على جانب واحد من العمود المرفقي. سيجعل المحرك يعمل بشكل أكثر سلاسة.

إذن فأنت بحاجة إلى اثنين من ملامسات الأسلاك النحاسية ، والتي يجب أن تكون مثبتة بالقاعدة بمسمار ذاتي التنصت بغسالة عريضة.

ثم نقوم بتوصيل الأسطوانة المتعرجة بجهات الاتصال. قبل التوصيل ، يجب تنظيف أطراف اللف من العزل (ورنيش).