كيف تصنع محرك ملف لولبي بيديك. كيفية صنع محرك مغناطيسي حقيقي. كيفية صنع محرك ذو ملف لولبي

يُظهر هذا الفيديو محركًا لولبيًا شعاعيًا يعمل بنفسك. هذا محرك كهرومغناطيسي شعاعي ، يتم فحص تشغيله في أوضاع مختلفة. يظهر كيف توجد المغناطيسات ، التي لم يتم لصقها ، يتم ضغطها بقرص وملفوفة بشريط كهربائي. ولكن عند السرعات العالية ، لا يزال الإزاحة يحدث ويميلون إلى الابتعاد عن التصميم.

يتضمن هذا الاختبار ثلاث ملفات متصلة في سلسلة. جهد البطارية 12 فولت. يتم تحديد موضع المغناطيس باستخدام مستشعر هول. نقيس الاستهلاك الحالي للملف بمقياس متعدد.

دعونا نجري اختبارًا لتحديد عدد الدورات على ثلاث لفات. سرعة الدوران حوالي 3600 دورة في الدقيقة. يتم تجميع الدائرة على اللوح. مدعوم ببطارية 12 فولت ، تشتمل الدائرة على مثبت ، واثنين من مصابيح LED متصلة بجهاز استشعار القاعة. مستشعر القاعة ثنائي القناة AH59 ، حيث تفتح قناة واحدة عندما يمر القطبان الجنوبي والشمالي للمغناطيس جنبًا إلى جنب. تومض المصابيح بشكل متقطع. التحكم في الترانزستور ذو التأثير الميداني القوي IRFP2907.

تشغيل مستشعر القاعة

هناك نوعان من مصابيح LED على اللوح. كل منها متصل بقناة الاستشعار الخاصة به. يحتوي الدوار على مغناطيس نيوديميوم. أقطابهم تتناوب في نمط الشمال والجنوب والشمال. يمر القطبان الجنوبي والشمالي بالتناوب بجوار مستشعر القاعة. كلما زادت سرعة الدوار ، زادت سرعة وميض مصابيح LED.

يتم التحكم في السرعة بواسطة مستشعر هول. يحدد جهاز القياس المتعدد الاستهلاك الحالي لأحد الملفات عن طريق تحريك مستشعر القاعة. عدد الأدوار يتغير. كلما زادت سرعة المحرك ، زاد الاستهلاك الحالي.

الآن يتم توصيل جميع الملفات في سلسلة والمشاركة في الاختبار. سوف يأخذ جهاز القياس المتعدد أيضًا الاستهلاك الحالي. أظهر قياس سرعة الدوار بحد أقصى 7000 دورة في الدقيقة. عندما يتم توصيل جميع الملفات ، تحدث البداية بسلاسة وبدون تأثير خارجي. عندما يتم توصيل ثلاثة ملفات ، تحتاج إلى المساعدة بيدك. عندما يتم فرملة الدوار يدويًا ، يزداد الاستهلاك الحالي.

ستة ملفات متصلة. ثلاث ملفات في مرحلة واحدة ، وثلاثة في مرحلة أخرى. يزيل الجهاز التيار. يتم التحكم في كل مرحلة بواسطة ترانزستور تأثير المجال.

قياس عدد دورات الدوار. زادت تيارات البداية وزاد التيار المقدر أيضًا. يدور المحرك بشكل أسرع عند حوالي 6900 دورة في الدقيقة. من الصعب جدًا كبح المحرك يدويًا.

تعمل ثلاث ملفات بجهد 12 فولت. الملفات الثلاثة الأخرى سلكية. يدور المحرك بشكل أبطأ. يزيل الجهاز الاستهلاك الحالي. تعمل ثلاث ملفات بجهد 12 فولت. يتم إغلاق هذه الملفات الثلاثة بسلك. يدور الدوار بشكل أبطأ ، لكنه يصل إلى أقصى سرعة ويعمل بشكل جيد.

يزيل المتر المتعدد تيار الدائرة القصيرة من ثلاث ملفات. تيار الدائرة القصيرة. أربعة ملفات متصلة في سلسلة. نوىهم موازية لمغناطيس الدوار.

يقيس الجهاز الاستهلاك الحالي. يتسارع بشكل أبطأ ، لكن ترتيب الملف هذا ليس له لحظة شائكة. الدوار يدور بحرية.

الشروط ، إذن هذا الكتاب المقدس خاص بك.

نقترح أيضًا مشاهدة مقطع فيديو خطوة بخطوة قبل بدء العمل ، بحيث يكون من الواضح لك كيف وماذا يتم القيام به.

لتصنيع المحرك نحتاج:
- عجلة كبيرة من سيارة لعبة ؛
- قلم؛
- مسمار أو مسمار بسمك لا يتجاوز قطر سمك المقبض ؛
- الفلين النبيذ؛
- عدد قليل من البراغي.
- مشابك الورق
- سلك فولاذي بقطر 3.8 مم وقطره 1.3 مم ؛
- 1 متر من الأسلاك الكهربائية التقليدية ؛
- سلك نحاسي عازل بقطر 0.4 مم ؛
- مصدر طاقة 12 فولت لتشغيل محركنا ؛
- كتلة خشبية ذات حجم تعسفي ، والتي ستكون بمثابة أساس للمحرك ؛
- كماشة
- القواطع الجانبية؛
- مفكات البراغي
- بوصلة الفرجار.
- كماشة مستديرة
- منشارا
- تدريبات 1.4 و 3.8 مم ؛
- منشارا
- مسدس الغراء؛
- مفك البراغي.

بادئ ذي بدء ، نحتاج إلى جمع الملح. للقيام بذلك ، نحتاج إلى منشارا ، وفلين نبيذ ، وبوصلة وقلم.
نحن نفكك القلم.

نحتاج إلى قطع الجزء الملولب من المقبض ، ولهذا نستخدم شفرة منشارا.

نقوم بقص النهايات وإزالة نتوءات بملف.

والخطوة التالية هي صنع أقراص صغيرة بسمك 5 مم من فلين النبيذ.

في وسط كل قرص نصنع ثقبًا بقطر يساوي القطر الخارجي لمقبضنا.

الآن ، باستخدام الغراء الساخن ، ألصق ألواحنا بأطراف مختلفة من المقبض. لدينا القاعدة.

لنبدأ في لف الملف ، لذلك نأخذ سلكًا يبلغ قطره 0.4 مم ونفعل 500-600 دورة.

الشيء الرئيسي هو أن جميع الأسطح الـ 600 في اتجاه واحد.

قم بتمرير نهاية السلك عبر الفطيرة من الفلين.

الآن ننتقل إلى تصنيع المكبس. نأخذ مسمارًا أو مسمارًا ونقطع قبعته بشفرة منشارا.

نصنع قطعًا عموديًا وثقبًا صغيرًا من خلال الفتحة.

الآن نحن بحاجة إلى عمل قضيب توصيل. لتصنيع قضيب التوصيل ، نحتاج إلى سلك بطول 3.8 مم.

نحتاج إلى تسطيح السلك بحيث يتناسب جيدًا مع الأخدود الموجود على الترباس. في المكان المسطح للمسمار ، نحتاج إلى عمل نفس الفتحة التي يبلغ قطرها 1.3 مم.

الآن يمكنك البدء في تصنيع العمود المرفقي. نحتاج إلى سلك فولاذي بقطر 3.8 سم.

ستحتاج إلى عمل "ركبة" على السلك الثالث كثيرًا.

في دور دولاب الموازنة ، سنستخدم عجلة من سيارة أطفال كبيرة.

لتوصيل قضيب التوصيل بالعمود المرفقي ، سنستخدم غطاء قلم بفتحتين محفورتين تجاه بعضهما البعض.

يجب تثبيت غطاء القلم على الركبة ، ثم يتم توصيل قضيب التوصيل بها.

يمكنك إصلاح تصميمنا من أرجل مسبقة الصنع. الأرجل مصنوعة من سلك 1.4 مم.

الآن نحن بحاجة إلى إجراء اتصال من قطعة من القصدير النحاسي.

مؤسسة تعليمية تابعة للبلدية "المدرسة رقم 14"

زيادة كفاءة محرك الملف اللولبي

بروكوبييفسك ، 2015

خطة البحث

بدراسة الظواهر الفيزيائية المختلفة في دروس الفيزياء ، كنت مهتمًا جدًا بالكهرومغناطيسية. بدأت في قراءة الكثير من الأدب المختلف. أثناء دراسة تاريخ الكهرومغناطيسية ، قرأت عن اختراع أول محرك كهربائي. بدأت في دراسة أنواع مختلفة من المحركات الكهرومغناطيسية ، وقرأت في إحدى الموسوعات عن محرك الملف اللولبي. مندهشًا من مدى بساطة مبدأ تشغيل المحرك الكهرومغناطيسي ، قررت تجميع النموذج الأولي الخاص به. للقيام بذلك ، بدأت في البحث عن المكونات والأجزاء. بدلاً من الملف اللولبي ذي النواة المغناطيسية الحديدية ، قررت استخدام منشط لأبواب السيارة. أيضًا ، للعمل ، كنت بحاجة إلى جهة اتصال ، وكاميرا ، وسلك ، وحدافة ، وحوامل ، ومشابك. في المرحلة الأولى ، قمت بتجميع تصميم المحرك نفسه. ثم قمت بتوصيل الدائرة الكهربائية وبدأت الضبط. بعد تعديل النظام بأكمله ، بدأت تشغيل المحرك. تم تصميم المحرك لجهد 12 فولت ، لكن بدا لي أنه ينتج عددًا صغيرًا من الثورات لمثل هذا الجهد. قررت قياس كفاءتها. للقيام بذلك ، قمت بدراسة طرق مختلفة لقياس الكفاءة.

سأقوم بقياس الجهد والتيار عند مدخلات المحرك ، لذلك أستخدم مقياس التيار الكهربائي ومقياس الفولتميتر. بهذه الطريقة ، سأجد الطاقة عند مدخلات المحرك. ثم سأقيس عدد الثورات في 10 ثوانٍ وأجد سرعة المحرك. في الخطوة التالية ، أحتاج إلى حساب عزم الكبح ، لذلك سألتقط وزنًا يتوقف عن العمل تحت وزنه. سأجد القوة التي أثرت على المحرك باستخدام الصيغة: F \ u003d mg. وسأضرب هذه القوة في نصف قطر دولاب الموازنة الذي علقت الوزن عليه. احسب طاقة الخرج. ستكون نسبة طاقة الخرج إلى طاقة الإدخال للمحرك هي الكفاءة.

بعد الانتهاء من كل هذه الحسابات ، حصلت على كفاءة المحرك الأول بنسبة 0.2٪. فكرت في سبب هذه القيمة الصغيرة. بعد دراسة الأدبيات ، توصلت إلى استنتاج مفاده أنه على الرغم من أن الحركة عن طريق القصور الذاتي موحدة ، ولكن في هذا المحرك ، بسبب الاحتكاك الشديد ، يمكن تسمية هذه الحركة بنفس القدر من البطء. ونظرًا لأن هذا النوع من الحركة يحدث أثناء جميع أعمال المحرك ، فإن كفاءة المحرك منخفضة جدًا. بعد أن فهمت سبب انخفاض الكفاءة ، فكرت في حل جزئي لهذه المشكلة. للقيام بذلك ، كان من الضروري تقليل وقت الحركة عن طريق القصور الذاتي. كان من الممكن القيام بذلك إذا تم تغيير القطبية في كل دورة إلى ملف لولبي بنواة مغناطيسية حديدية. للقيام بذلك ، قمت بإنشاء دائرة كهربائية جديدة.

الشكل 1 - الدائرة الكهربائية للمحرك.

الآن ، في الدورة الأولى من التشغيل ، يتم تزويد التيار الكهربائي ، الذي يتدفق عبر جهات الاتصال الأولى والثانية ، بميزة موجبة للجانب W من الملف ، وعلامة ناقص إلى الجانب N. يتم إنشاء مجال مغناطيسي في الملف ويسحب في القلب. في الدورة الثانية من التشغيل ، يتم فتح أول جهتي اتصال ، ويتم إغلاق جهات الاتصال الثالثة والرابعة. في نفس الوقت ، يتم توصيلهم بالدائرة بحيث يتم تغذية الموجب الآن إلى الجانب N والناقص إلى الجانب W. يظهر مجال مغناطيسي مرة أخرى في الملف ، ولكن في الاتجاه المعاكس ، يتم صد القلب من الملف ويتكرر كل شيء في دورات.

بعد حساب كفاءة النموذج المحسن وجدت أنه 1.1٪. لا تزال هذه قيمة منخفضة للغاية ، ولكنها أكبر بـ 5.5 مرة من قيمة الكفاءة في المحرك الأول ، مما يعني أنه بفضل الدائرة الكهربائية الجديدة وزيادة عدد جهات الاتصال ، من الممكن زيادة كفاءة محرك الملف اللولبي.

لقد وجد التثبيت الخاص بي بالفعل تطبيقه. إنه معرض جدير بمتحف المدرسة للفيزياء المسلية "Perpetuum mobile".

كانت أحلام آلة الحركة الدائمة تطارد الناس لمئات السنين. أصبحت هذه القضية حادة بشكل خاص الآن ، في الوقت الذي يشعر فيه العالم بقلق بالغ إزاء أزمة الطاقة الوشيكة. ما إذا كان سيأتي أم لا هو سؤال آخر ، ولكن لا يسع المرء إلا أن يقول بشكل لا لبس فيه أنه بغض النظر عن ذلك ، تحتاج البشرية إلى حلول لمشكلة الطاقة والبحث عن مصادر طاقة بديلة.

ما هو محرك مغناطيسي

في العالم العلمي ، تنقسم آلات الحركة الدائمة إلى مجموعتين: النوع الأول والثاني. وإذا كان كل شيء واضحًا في الأول - فهو بالأحرى عنصر من الأعمال الرائعة ، فإن الثاني حقيقي جدًا. لنبدأ بحقيقة أن النوع الأول من المحركات هو نوع من الأشياء المثالية التي يمكنها استخلاص الطاقة من لا شيء. لكن النوع الثاني يعتمد على أشياء حقيقية للغاية. هذه محاولة لاستخراج واستخدام طاقة كل ما يحيط بنا: الشمس والماء والرياح وبالطبع المجال المغناطيسي.

حاول العديد من العلماء من مختلف البلدان وفي عصور مختلفة ليس فقط شرح إمكانيات المجالات المغناطيسية ، ولكن أيضًا تنفيذ نوع من آلة الحركة الدائمة التي تعمل بسبب هذه المجالات نفسها. ومن المثير للاهتمام أن العديد منهم حققوا نتائج مبهرة للغاية في هذا المجال. أسماء مثل نيكولا تيسلا وفاسيلي شكوندين ونيكولاي لازاريف معروفة جيدًا ليس فقط في دائرة ضيقة من المتخصصين وأتباع إنشاء آلة الحركة الدائمة.

كان من الأهمية بمكان بالنسبة لهم المغناطيس الدائم القادر على تجديد الطاقة من الأثير العالمي. بالطبع ، لم يتمكن أي شخص على الأرض حتى الآن من إثبات أي شيء مهم ، ولكن بفضل دراسة طبيعة المغناطيس الدائم ، فإن البشرية لديها فرصة حقيقية للاقتراب من استخدام مصدر هائل للطاقة في شكل مغناطيس دائم.

وعلى الرغم من أن الموضوع المغناطيسي لا يزال بعيدًا عن الدراسة الكاملة ، إلا أن هناك العديد من الاختراعات والنظريات والفرضيات القائمة على أساس علمي فيما يتعلق بآلة الحركة الدائمة. في الوقت نفسه ، هناك العديد من الأجهزة الرائعة التي تمرر على هذا النحو. المحرك الموجود على المغناطيس نفسه موجود بالفعل ، وإن لم يكن بالشكل الذي نرغب فيه ، لأنه بعد مرور بعض الوقت لا يزال المغناطيس يفقد خصائصه المغناطيسية. ولكن على الرغم من قوانين الفيزياء ، فقد تمكن النقاد من إنشاء شيء موثوق به يعمل بسبب الطاقة المتولدة من الحقول المغناطيسية.

يوجد اليوم عدة أنواع من المحركات الخطية ، والتي تختلف في هيكلها وتقنيتها ، لكنهم يعملون على نفس المبادئ. وتشمل هذه:

1. العمل حصريًا بسبب تأثير المجالات المغناطيسية ، بدون أجهزة تحكم وبدون استهلاك خارجي للطاقة ؛
2. عمل النبض ، والذي يحتوي بالفعل على كل من أجهزة التحكم ومصدر طاقة إضافي ؛
3. الأجهزة التي تجمع بين مبادئ تشغيل كلا المحركين.

جهاز محرك مغناطيسي

بالطبع ، الأجهزة التي تعتمد على المغناطيس الدائم لا علاقة لها بالمحرك الكهربائي الذي اعتدنا عليه. إذا حدثت الحركة الثانيةبسبب التيار الكهربائي ، فإن المغناطيس ، كما تعلم ، يعمل بشكل حصري بسبب الطاقة الثابتة للمغناطيس. يتكون من ثلاثة أجزاء رئيسية:

• المحرك نفسه
• الجزء الثابت مع المغناطيس الكهربائي ؛
• دوار مع مغناطيس دائم مثبت.

يتم تركيب مولد كهروميكانيكي على عمود واحد مع المحرك. إن المغناطيس الكهربائي الثابت ، المصنوع على شكل دائرة مغناطيسية حلقية بقطعة مقطوعة أو قوس ، يكمل هذا التصميم. بالإضافة إلى ذلك ، تم تجهيز المغناطيس الكهربائي نفسه بمحث. يتم توصيل مفتاح إلكتروني بالملف ، والذي يتم من خلاله توفير تيار عكسي. هو الذي يضمن تنظيم جميع العمليات.

مبدأ التشغيل

نظرًا لأن نموذج المحرك المغناطيسي الدائم ، الذي يعتمد عمله على الصفات المغناطيسية للمادة ، بعيدًا عن كونه النموذج الوحيد من نوعه ، فقد يختلف مبدأ تشغيل المحركات المختلفة. على الرغم من أن هذا يستخدم بالطبع خصائص المغناطيس الدائم.

من أبسطها ، يمكن للمرء أن يفرد وحدة لورنتز المضادة للجاذبية. مبدأ عملهايتكون من قرصين مشحونين بشكل مختلف متصلين بمصدر طاقة. يتم وضع الأقراص في منتصف الطريق في شاشة نصف كروية. ثم يبدأون في الدوران. يتم دفع المجال المغناطيسي بسهولة بواسطة مثل هذا الموصل الفائق.

أبسط محرك غير متزامن في مجال مغناطيسي اخترعه تسلا. يتمثل جوهر عمله في دوران المجال المغناطيسي الذي ينتج منه طاقة كهربائية. يتم وضع صفيحة معدنية واحدة في الأرض ، والأخرى - فوقها. يتم توصيل السلك الذي يمر عبر اللوحة إلى جانب واحد من المكثف ، ويتم توصيل موصل من قاعدة اللوحة بالجانب الآخر. القطب المعاكس للمكثف متصل بالأرض ويعمل كخزان للشحنات سالبة الشحنة.

تعتبر الحلقة الدوارة لازاريف هي الآلة العاملة الوحيدة ذات الحركة الدائمة. إنه بسيط للغاية في هيكله وقابل للتنفيذ في المنزل بيديك. يبدو وكأنه وعاء مقسم بواسطة قسم مسامي إلى قسمين. يوجد أنبوب مدمج في القسم نفسه ، والحاوية مملوءة بالسائل. يفضل استخدام سائل متطاير مثل البنزين ، ولكن يمكن أيضًا استخدام الماء العادي.

بمساعدة قسم ، يدخل السائل إلى الجزء السفلي من الحاوية ويتم ضغطه من خلال الأنبوب لأعلى. في حد ذاته ، الجهاز ينفذ فقط حركة دائمة. ولكن لكي تصبح هذه آلة ذات حركة دائمة ، من الضروري تثبيت عجلة ذات شفرات أسفل السائل المتساقط من الأنبوب ، حيث سيتم وضع المغناطيس عليه. نتيجة لذلك ، فإن المجال المغناطيسي الناتج سوف يدور العجلة بشكل أسرع وأسرع ، ونتيجة لذلك سوف يتسارع تدفق السوائل ويصبح المجال المغناطيسي ثابتًا.

لكن محرك شكودين الخطي حقق تقدمًا ملموسًا حقًا. هذا التصميم بسيط للغاية من الناحية الفنية ، ولكنه في نفس الوقت يتمتع بقوة وأداء عاليين. يسمى هذا "المحرك" أيضًا "عجلة في عجلة". بالفعل اليوم يتم استخدامه في النقل. يوجد ملفان ، يوجد بداخلهما ملفان آخران. وبالتالي ، يتم تشكيل زوج مزدوج مع مجالات مغناطيسية مختلفة. نتيجة لهذا ، يتم صدهم في اتجاهات مختلفة. يمكن شراء هذا الجهاز اليوم. غالبًا ما يتم استخدامها على الدراجات والكراسي المتحركة.

يعمل محرك Perendev على المغناطيس فقط. يتم استخدام دائرتين هنا ، إحداهما ثابتة والثانية ديناميكية. توجد المغناطيسات عليهم في تسلسل متساوٍ. بسبب التنافر الذاتي ، يمكن أن تدور العجلة الداخلية إلى أجل غير مسمى.

من الاختراعات الحديثة التي وجدت تطبيقًا هي عجلة ميناتو. هذا جهاز يعتمد على المجال المغناطيسي للمخترع الياباني كوهي ميناتو ، والذي يستخدم على نطاق واسع في آليات مختلفة.

يمكن أن تسمى المزايا الرئيسية لهذا الاختراع الكفاءة والضوضاء. إنها أيضًا بسيطة: توجد المغناطيسات على الدوار بزوايا مختلفة للمحور. الدافع القوي للجزء الثابت يخلق ما يسمى بنقطة "الانهيار" ، وتوازن المثبتات دوران الجزء المتحرك. المحرك المغناطيسي للمخترع الياباني ، مخططه بسيط للغاية ، يعمل بدون توليد حرارة ، الذي يتنبأ بمستقبل عظيم لهليس فقط في الميكانيكا ، ولكن أيضًا في الإلكترونيات.

هناك أجهزة مغناطيسية دائمة أخرى ، مثل عجلة ميناتو. هناك الكثير منهم وكل منهم فريد ومثير للاهتمام بطريقته الخاصة. ومع ذلك ، فقد بدأوا للتو في تطويرهم وهم في مرحلة مستمرة من التطوير والتحسين.

بالطبع ، لا يمكن أن تكون هذه المنطقة الرائعة والغامضة مثل آلات الحركة الدائمة المغناطيسية موضع اهتمام العلماء فقط. يساهم العديد من الهواة أيضًا في تطوير هذه الصناعة. لكن السؤال هنا هو ما إذا كان من الممكن صنع محرك مغناطيسي بيديك ، دون أي معرفة خاصة.

إن أبسط عينة ، تم جمعها أكثر من مرة من قبل الهواة ، تبدو وكأنها ثلاثة أعمدة متصلة ببعضها البعض بإحكام ، أحدها (المحور المركزي) يتحول مباشرة بالنسبة إلى الاثنين الآخرين الموجودين على الجانبين. يعلق على منتصف العمود المركزي قرص 4 بوصة لوسيت (بلاستيك أكريليك). على عمودين آخرينتثبيت أقراص مماثلة ، ولكن أصغر مرتين. تم تثبيت المغناطيس هنا أيضًا: 4 على الجانبين و 8 في المنتصف. لجعل النظام يتسارع بشكل أفضل ، يمكنك استخدام قضيب من الألومنيوم كقاعدة.

إيجابيات وسلبيات المحركات المغناطيسية

الايجابيات:

• المدخرات والاستقلالية الكاملة ؛
• القدرة على تجميع المحرك من الوسائل المرتجلة ؛
• الجهاز على مغناطيس نيوديميوم قوي بما يكفي لتوفير طاقة 10 كيلوواط وما فوق لمبنى سكني ؛
• قادرة على توفير أقصى قوة في أي مرحلة من مراحل التآكل.

سلبيات:

أصبحت المحركات الخطية المغناطيسية حقيقة واقعة اليوم ولديها كل فرصة لاستبدال أنواع أخرى من المحركات المألوفة لنا. لكن اليوم لم يتم تطويره بالكامل بعد والمنتج المثالي الذي يمكنه المنافسة في السوق ، ولكن لديه اتجاهات عالية جدًا.