Как сделать простейший электродвигатель своими руками?
Многие радиолюбители всегда не прочь смастерить какой-нибудь декоративный прибор исключительно в демонстративных целях. Для этого используются простейшие схемы и подручные средства, особенно большим спросом пользуются подвижные механизмы, способные наглядно показать воздействие электрического тока. В качестве примера мы рассмотрим, как сделать простой электродвигатель в домашних условиях.
Что понадобится для простейшего электродвигателя?
Учтите, что изготовить рабочую электрическую машину, предназначенную для совершения какой либо полезной работы от вращения вала в домашних условиях довольно сложно. Поэтому мы рассмотрим простую модель, демонстрирующую принцип работы электрического двигателя. С его помощью вы можете продемонстрировать взаимодействие магнитных полей в обмотке якоря и статоре. Такая модель будет полезной в качестве наглядного пособия для школы или приятного и познавательного времяпрепровождения с детьми.
Для изготовления простейшего самодельного электродвигателя вам понадобится обычная пальчиковая батарейка, кусочек медной проволоки с лаковой изоляцией, кусочек постоянного магнита, по размерам не больше батарейки, пара скрепок. Из инструмента хватит кусачек или пассатижей, кусочка наждачной бумаги или другой абразивный инструмент, скотч.
Процесс изготовления электродвигателя состоит из таких этапов:
- Намотайте на пальчиковую батарейку от 10 до 15 витков медной проволоки – это и будет ротор мотора. Можно использовать не только батарейку, но и любое круглое основание.
- Снимите намотку с батарейки, постарайтесь не сильно нарушать диаметр витков. Зафиксируйте всю катушку двумя диаметрально противоположными витками, как показано на рисунке ниже.
Рис. 1: зафиксируйте обмотку витками - При помощи мелкого наждака зачистите концы якоря электродвигателя. Ваша задача – удалить слой изоляции, так как через эти концы будет осуществляться токосъем.
- При помощи пассатижей согните две скрепки таким образом, чтобы получились круглые петли посредине скрепки. В качестве основания для перегиба петли можно использовать любой твердый предмет, к примеру, спичку.
Рис. 2: согните скрепку - Зафиксируйте скотчем обе скрепки на выводах пальчиковой батарейки, важно добиться плотного прилегания. Если нужно, намотайте несколько слоев скотча.
- Поместите в петли концы ротора, он же будет выступать и валом электродвигателя. Зачищенные концы провода должны располагаться на скрепках.
Рис. 3: поместите ротор в петли - Зафиксируйте под катушкой на поверхности пальчиковой батарейки постоянный магнит.
Простой электродвигатель готов – достаточно толкнуть пальцем катушку и она начнет вращательное движение, которое будет продолжаться до тех пор, пока вы не остановите вал мотора или не сядет батарейка.
Рис. 4: запустите катушку
Если вращение не происходит, проверьте качество токосъема и состояние контактов, насколько свободно ходит вал в направляющих и расстояние от катушки до магнита. Чем меньше расстояние от магнита до катушки, тем лучше магнитное взаимодействие, поэтому улучшить работу электродвигателя можно за счет уменьшения длины стоек.
Одноцилиндровый электродвигатель
Если предыдущий вариант никакой полезной работы не выполнял в силу его конструктивных особенностей, то эта модель будет немного сложнее, зато найдет практическое применение у вас дома. Для изготовления вам понадобится одноразовый шприц на 20мл, медная проволока для намотки катушки (в данном примере используется диаметром 0,45мм), проволока из меди большего диаметра для коленвала и шатуна (2,5 мм), постоянные магниты, деревянные планки для каркаса и конструктивных элементов, источник питания постоянного тока.
Из дополнительных инструментов понадобится клеевой пистолет, ножовка, канцелярский нож, пассатижи.
Процесс изготовления электродвигателя заключается в следующем:
- При помощи ножовки или канцелярского ножа обрежьте шприц, чтобы получить пластиковую трубку.
- Намотайте на пластиковую трубку тонкую медную проволоку и зафиксируйте ее концы клеем, это будет обмотка статора.
Рис. 5: намотайте проволоку на шприц - С толстой проволоки удалите изоляцию при помощи канцелярского ножа. Отрежьте два куска проволоки.
- Согните из этих кусков проволоки коленчатый вал и шатун для электродвигателя, как показано на рисунке ниже.
Рис. 6: согните коленвал и шатун - Наденьте кольцо шатуна на коленчатый вал, чтобы обеспечить его плотную фиксацию, можно надеть кусок изоляции под кольцо.
Рис. 7: наденьте шатун на коленвал - Из деревянных плашек изготовьте две стойки для вала, деревянное основание и ушко для неодимовых магнитов.
- Склейте неодимовые магниты вместе и приклейте к ним ушко при помощи клеевого пистолета.
- Зафиксируйте второе кольцо шатуна в ушке при помощи шплинта из медной проволоки.
Рис. 8: зафиксируйте второе кольцо шатуна - Вставьте вал в деревянные стойки и наденьте втулки для ограничения перемещения, сделайте их из кусочков родной изоляции провода.
- Приклейте статор с обмоткой, стойки с шатуном на деревянное основание, кроме дерева можете использовать и другой диэлектрический материал.
Рис. 9: приклейте стойки и статор - При помощи саморезов с плоской шляпкой зафиксируйте выводы на деревянном основании. Два контакта должны иметь достаточную длину, чтобы касаться вала электродвигателя – один выгнутой части, другой прямой.
Рис. 10: точки касания вала - Наденьте на вал с одной стороны маховик для стабилизации вращения, а с другой крыльчатку для вентилятора.
- Припаяйте один вывод обмотки электродвигателя к контакту колена, а второй к отдельному выводу.
Рис. 11: припаяйте выводы обмотки - Подключите электродвигатель к батарейке при помощи крокодилов.
Одноцилиндровый электродвигатель готов к эксплуатации – достаточно подключить питание к его выводам для работы и прокрутить маховик, если он находится в том положении, с которого сам стартовать не может.
Рис. 12: подключите питание
Чтобы прекратить вращение вентилятора, отключите электродвигатель посредством снятия крокодила хотя бы с одного из контактов.
Электродвигатель из пробки и спицы
Также представляет собой относительно простой вариант самоделки, для его изготовления вам понадобится пробка от шампанского, медная проволока в изоляции для намотки якоря, вязальная спица, медная проволока для изготовления контактов, изолента, деревянные заготовки, магниты, источник питания. Из инструментов вам пригодятся пассатижи, клеевой пистолет, мелкий натфиль, дрель, канцелярский нож.
Процесс изготовления электродвигателя будет состоять из таких этапов:
- Обрежьте края пробки, чтобы получить две плоских поверхности, на которых будет располагаться провод.
- Просверлите сквозное отверстие в пробке и проденьте в него спицу. С одной стороны намотайте изоленту. Рис. 13: вставьте спицу и намотайте изоленту
- В торце пробки вставьте два отрезка проволоки и приклейте их.
- Намотайте обмотку ротора из тонкой проволоки в одном направлении. Сделайте перемотку якоря изолентой, чтобы витки в электродвигателе не распустились во время работы.
- Зачистите надфилем концы обмотки электродвигателя и выводы на пробке и соедините их.
Для лучшего контакта можно припаять. Выводы следует согнуть так, чтобы они буквально лежали на спице.
- Сделайте деревянное основание, две опоры для вала и две стойки для магнитов. Высверлите в опорах отверстия под спицу.
- Приклейте опоры на основание и вставьте в них ротор электродвигателя. Зафиксируйте подвижный элемент ограничителями, наиболее просто сделать их из изоленты.
Рис. 16: установите вал на стойки - Из двух концов проволоки изготовьте щетки для электродвигателя и зафиксируйте их саморезами на основании.
Рис. 17: щетки для электродвигателя - На стойки приклейте два магнита и разместите их с двух сторон от ротора с минимальным зазором.
Наденьте крыльчатку вентилятора на вал и подключите к источнику питания – при протекании электрического тока по катушке произойдет магнитное взаимодействие с полем постоянных магнитов, благодаря чему и возникнет вращательное движение. Простейший электродвигатель готов, запитать его можно и от переменного тока в сети, но вместо батарейки вам придется использовать блок питания.
Где взять моторчик? Подскажите пожалуйста!
В магазине FixPrice (все по 45) есть USB-вентиляторы и пылесосы с моторчиками. Работает от 1.5. 3. 6 вольт где-то.
Это именно простые коллекторные (щеточные) двигатели, с ними все просто — подключил к батарейке и работает.
Такие же и в автоматических освежителях воздуха и в магнитофонах вроде, только покрупнее размером и помощнее.
А вот в принтере, в HDD, в CD-приводе и телевизоре (даже если он в нем и есть) — это скорее всего бесколлекторные (шаговые) двигатели. С ними все сложно, подключить то можно, но он сделает один рывок и встанет. К нему электронный драйвер надо.
Бесколлекторные применяются в сложных девайсах, где нужно точно позиционировать положение движущихся частей, в HDD это буквально микроскопическая точность, и в DVD в общем-то тоже.
Хотя, возможно, в довольно старых и не очень сложных девайсах где-то есть и обычные коллекторные.
От поломанного трактора будет в самый раз. Но прийдётся купить ведро солярки.
«Вечный» мини-вентилятор: возможно ли его сделать?
Работая летом за компьютером, или просто на отдыхе иногда хочется слабого ветерка, «локальной» прохлады. Воздушный поток офисного кондиционера не создает того милого комфорта, получаемого от слабого и направленного дуновения, которое обеспечивает мини-вентилятор. Своими руками очень просто смастерить такое устройство.
Как сделать «личный ветерок»
Самое известное с давних времен изобретение в этой области – это складные вееры. Их делали из раскрашенной бумаги и страусиных перьев, из расписанного шелка и резных бамбуковых палочек. У такого приспособления есть только один недостаток: для получения столь желанной прохлады нужно держать его в руке, что не всегда удобно. Смешно представить себе менеджера или экономиста, работающего за компьютером и обмахивающегося веером.
Поэтому вернемся к нашей теме и разберемся с тем, как обеспечить себя приятным дуновением в жару. Чтобы сделать мини-вентилятор своими руками, нужно решить следующие несколько задач:
- Каким будет вращающийся пропеллер, из какого материала.
- Где взять моторчик.
- От какого источника питания будет работать устройство.
- Можно ли совсем обойтись без двигателя.
Как сделать мини-вентилятор?
Начнем с самого простого: с изготовления лопастей. Если взять квадрат из обычного листа бумаги, разрезать его по диагонали, оставив в центре около сантиметра целым, то получится заготовка для вертушки. Затем 4 острых угла загибают к середине и поочередно нанизывают на гвоздь, предварительно воткнув его в центр заготовки. Вот и все! Жаль, что это просто детская вертушка.
Для функциональной и полезной конструкции берут 2 CD- или DVD-диска. Из одного получатся лопасти, из второго – подставка для устройства.
Отслуживший свое круг разрезают на несколько равных частей (от края к центру). Чтобы процесс протекал проще, можно пластик подержать несколько секунд над огнем. Каждый из получившихся секторов размягченной заготовки немного поворачивают вокруг его оси, чтобы получился пропеллер.
Какие еще комплектующие нужны для того, чтобы собрать удобный мини вентилятор? Вот перечень:
- Пробка от винной бутылки.
- Картонная или пластиковая трубочка для крепления двигателя к подставке.
- Маленький моторчик.
- Два проводка.
- Кабель с USB-контактом или батарейки.
- Хороший клей, ножницы, крепкий большой гвоздь или шило.
Где взять микродвигатель
Бывает, что в домашних закромах сохраняются приборы, которыми давно никто не пользуется. Это могут быть фены или миксеры, блендеры и детские машинки. Может пригодиться даже моторчик от старого магнитофона, плеера или какого-то другого механизма. Разбираем ненужное устройство и извлекаем движок, предварительно отсоединив все провода.
Так как мы делаем мини-вентилятор, мотор от старой стиральной машинки, холодильника, пылесоса или другого крупного агрегата не подойдет из-за его размеров и шума.
Продолжение сборки приборчика
В пробке делают отверстие и насаживают ее на ось выбранного движка. Чтобы закрепить вал, его предварительно обмазывают клеем. Затем на торчащую из отверстия пробки часть оси клеем фиксируют вырезанный из диска пропеллер.
Далее смазывают клеем бумажную трубочку по диаметру и ставят ее на плоскость второго диска. Затем устанавливают сверху моторчик и присоединяют его контакты к выводам от USB-кабеля. Если при включении в порт компьютера пропеллер крутится в обратную сторону, нужно отсоединить контакты, поменять их местами и снова запаять.
Подключив к такому приборчику батарейку, можно пользоваться им в любом месте комнаты, в машине, возле бассейна.
Ветродуй без двигателя
Как сделать мини-вентилятор в домашних условиях и при этом обойтись без мотора? Очень популярен вариант создания приборчика с использованием небольших неодимовых магнитов.
Берут кулер от компьютера и отделяют от его корпуса 4 трансформаторные катушки. Вместо медных обмоток нужно установить и закрепить столько же кусочков магнита. Обычно покупают неодимы в форме полудуг или извлекают их из негодного жесткого диска. Располагают магнитики точно в местах, откуда удалили трансформаторные обмотки, то есть по периметру рамки кулера.
Как только закреплен последний кусочек, мини-вентилятор начнет свое вращение. Используя технологию с постоянными магнитами, можно собрать практически вечный двигатель. Чтобы его остановить, убирают из цепи один из заменивших катушку кусочков неодима.
Поле магнитов должно быть по силе равным полю отсоединенных катушек, иначе пропеллер не сможет вращаться в постоянном устойчивом режиме. Полюса располагают по диагонали, чередуя плюс с минусом.
Что делать, если ни один из приведенных выше способов не подходит, если недостаточно времени или деталей для самодельного изготовления вентилятора? В таком случае придется воспользоваться обычным фабричным изделием.
Как сделать простейший электродвигатель за десять минут
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.
1 метр провода с эмалевой изоляцией (диаметр 0,8-1 мм).
0,3 метра неизолированного провода (диаметр 0,8-1 мм).
Мы начнем с намотки катушки, той части электродвигателя, которая будет вращаться. Чтобы сделать катушку достаточной ровной и круглой, намотаем ее на подходящем цилиндрическом каркасе, например, на батарейке типоразмера АА.
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.