Соединяя катушки параллельно, мы увеличиваем ток (потому что катушки имеют сопротивление), поэтому мощность электродвигателя увеличивается. Поэтому катушки можно считать резисторами.
Делаем электродвигатель своими руками
Промышленные электродвигатели — это сложные технические устройства, преобразующие электрическую энергию в механическую. Их широкое применение в бытовых и промышленных приборах обусловлено конструкторской и технической мыслью многих людей. Электродвигатель, собранный автодидактами из подручных материалов, вряд ли получит такое же широкое распространение, как промышленная модель. Однако он подходит в качестве учебного пособия, иллюстрирующего принцип работы электродвигателя.
Для практических целей необходимы теоретические знания. Законы физики гласят, что когда проводник с током в виде рамки помещается в магнитное поле, на него действует сила, которая заставляет рамку вращаться. Если добавить еще одну рамку под углом или изменить направление тока, вращение будет непрерывным. В электродвигателе статор берет на себя задачу создания магнитного поля, а вращающаяся рамка заменяется ротором или якорем.
Примеры электродвигателей сделанных мастерами — самоучками
Самодельные электродвигатели отличаются различными материалами, используемыми в качестве заготовок для ротора и статора. Мы приводим несколько вариантов таких самодельных двигателей.
Электродвигатель из жестяной банки от «Пепси-Колы»
Для изготовления такого самодельного электродвигателя вам понадобятся следующие материалы и инструменты:
- пустая алюминиевая банка от газированного напитка, которая послужит основой для ротора;
- катушка от швейной машинки;
- медная изолированная проволока диаметром около 0.35 мм, длиной примерно 10 метров;
- деревянная дощечка толщиной 10–15 мм, по габаритам в соответствии с размерами банки от «Пепси-Колы»;
- 4 (четыре) круглых постоянных магнита в виде тонких пластинок, которые будут создавать магнитное поле вместо статора;
- металлическая вязальная спица;
- два небольших деревянных бруска размерами 15×15×60 мм;
- короткий брусок в виде кубика с размером стороны 15 мм;
- медная проволока толщиной 1.0 мм для изготовления контактов;
- для фиксации катушки потребуется саморез 3.5×30 мм, а для закрепления контактов — саморезы 2×15 мм (3 шт.) и 3 широких шайбы под них;
- источник питания 12 В;
- тюбик суперклея;
- штангенциркуль и чертилка для разметки;
- маркер для нанесения точек разметки;
- ручная электрическая дрель;
- мультиметр для проверки наличия контакта;
- набор отверток, нож для зачистки, пассатижи, бокорезы и возможно другой инструментарий для монтажа электрической проводки.
Порядок проведения работ
Рекомендуется выполнять работу в следующем порядке.
- Вручную аккуратно намотаем медную проволоку на катушку. Обязательно фиксируем концы.
- По центру деревянной дощечки закрепляем намотанную катушку, которая уже превратилась в электромагнит, с помощью длинного самореза.
- Размечаем с помощью маркера места нахождения постоянных магнитов, как на изображении:
- Наклеиваем на обозначенные места магниты, соблюдая при этом их полярность.
- С помощью дрели сверлим по центру банки отверстия под ось (вязальная спица).
- Устанавливаем в эти отверстия спицу.
- В деревянных брусках 15×15×60 мм с одного из краев сверлим отверстие под спицу.
- Закрепляем с помощью клея на деревянной дощечке конструкцию ротора с деревянными брускам (подставками).
- На спицу (ось ротора) дополнительно устанавливаем брусок в виде кубика, при этом его ребро должно совпадать с осью установки магнитов.
- Из медной проволоки толщиной 1.0 мм изготавливаем управляющие контакты, один конец которых закрепляем на деревянном основании. Расстояние между контактами подбирается таким образом, что вращаясь, кубик должен их замыкать при касании ребра.
- Контакты электромагнита зачищаются и подключаются к части контактов толстой медной проволоки, закрепленной на деревянном основании.
Как сделать простейший электродвигатель своими руками?
Многие радиолюбители всегда готовы построить декоративное устройство только для демонстрационных целей. Для этого используются простые схемы и подручные средства, особенно востребованы движущиеся механизмы, которые могут наглядно продемонстрировать действие электричества. В качестве примера рассмотрим, как собрать простой электродвигатель в домашних условиях.
Обратите внимание, что в домашних условиях трудно построить работающую электрическую машину, которая выполняла бы полезную работу, кроме вращения вала. Поэтому мы рассмотрим простую модель, чтобы показать, как работает электродвигатель. Вы можете использовать ее для демонстрации взаимодействия магнитных полей на якоре и статоре. Эта модель подходит в качестве пособия для наблюдения в школе или для веселого и познавательного занятия с детьми.
Для изготовления простейшего самодельного электродвигателя вам понадобится обычная батарейка типа АА, кусок медного провода с эмалевой изоляцией, постоянный магнит размером не больше батарейки и пара скрепок. Из инструментов достаточно кусачек или плоскогубцев, куска наждачной бумаги или другого шлифовального инструмента и клейкой ленты.
Сборка электродвигателя состоит из следующих шагов:
- 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.
- 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.
- 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.
- Зафиксируйте под катушкой на поверхности пальчиковой батарейки постоянный магнит.
Простой электродвигатель готов — достаточно нажать пальцем на катушку, и она начнет вращаться, и будет вращаться до тех пор, пока вы не остановите вал двигателя или пока не разрядится батарейка.
Если он не вращается, проверьте качество токоприемника и состояние контактов, свободу перемещения вала в направляющих и расстояние от катушки до магнита. Чем меньше расстояние между магнитом и катушкой, тем лучше магнитная связь, поэтому вы можете улучшить работу двигателя, уменьшив длину шин.
Одноцилиндровый электродвигатель
Если предыдущий вариант из-за своих конструктивных особенностей не выполнял полезную работу, то эта модель немного сложнее, но найдет практическое применение в вашем домашнем хозяйстве. Для ее сборки вам понадобится одноразовый шприц емкостью 20 мл, медная проволока для намотки катушки (в данном примере диаметром 0,45 мм), медная проволока большего диаметра для коленчатого вала и шатуна (2,5 мм), постоянные магниты, деревянные планки для рамы и элементов конструкции, а также источник постоянного тока.
Другие необходимые инструменты — клеевой пистолет, ножовка, хозяйственный нож, плоскогубцы.
Процесс изготовления электродвигателя выглядит следующим образом:
- 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.
- 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.
- Наденьте кольцо шатуна на коленчатый вал, чтобы обеспечить его плотную фиксацию, можно надеть кусок изоляции под кольцо.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Подключите электродвигатель к батарейке при помощи крокодилов.
Электродвигатель из пробки и спицы
Это также относительно простой импровизированный вариант, для постройки которого вам понадобится пробка от шампанского, изолированный медный провод для намотки якоря, спица, медный провод для изготовления контактов, изоляционная лента, деревянные заготовки, магниты и источник питания. Из инструментов вам понадобятся плоскогубцы, клеевой пистолет, тонкая пилка для ногтей, дрель и ножницы для резки коробок.
Процесс производства электродвигателя состоит из следующих 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.
- 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.
Проводники могут быть сварены для лучшего контакта. Провода следует согнуть так, чтобы они буквально лежали на стержне.
- 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.
- Из двух концов проволоки изготовьте щетки для электродвигателя и зафиксируйте их саморезами на основании.
- На стойки приклейте два магнита и разместите их с двух сторон от ротора с минимальным зазором.
Наденьте на вал барабанную насадку и подключите ее к источнику питания — когда электрический ток проходит через катушку, происходит магнитное взаимодействие с полем постоянных магнитов, что приводит к вращательному движению. Этот простейший двигатель готов к использованию, но его можно запустить и на переменном токе, только вместо батарейки придется использовать блок питания.
Как сделать простой электродвигатель своими руками?
Пройдемся по изготовлению простейшего электродвигателя своими руками — необходимые компоненты, процесс сборки, характеристики готового двигателя, видеопрезентация его работы.
Для изготовления простейшей модели электродвигателя нам потребуется:
- щелочной (алкалиновый) гальванический элемент типоразмера АА;
- отрезок голой медной проволоки длинной 15–20 см;
- неодимовый магнит диаметром 1–1,5 см.
Примечание: Используемый гальванический элемент имеет ток короткого замыкания около 1 А.
Как сделать электродвигатель своими руками: процесс сборки и результат работы
Согните проволоку в петлю, как показано на рисунке выше. Средняя часть провода лежит на положительном полюсе гальванического элемента, концы провода слегка сгибаются вместе и скользят по магниту, подключенному к отрицательному полюсу. Электрическое сопротивление неодимового магнита невелико, поэтому электрический ток в этой схеме ограничивается в основном внутренним сопротивлением гальванического элемента.
Таким образом, мы имеем простейший электродвигатель, который содержит все необходимые элементы для выполнения работы:
- источник тока;
- магнит, создающий постоянное магнитное поле;
- ротор, состоящий из одного витка проволоки.
Другие новости по теме:
Как сделать простейший радиоприемник из картошки своими руками?
Схема проводного детектора, монтаж своими руками.
Как собрать усилитель звука для наушников?
Регулятор скорости вращения двигателя переменного тока
Изготовления прерывателя тока
Опять же, вам понадобится небольшая пластина, которую нужно прикрепить к валу плоскогубцами, чтобы соединение было надежным. На видео вы можете увидеть, как это должно выглядеть:
Видео: Как собрать электродвигатель
Чтобы собрать электродвигатель своими руками, далее вам понадобится сделать пружинные контакты из неокрашенной медной проволоки.
Один из контактов крепится к металлической пластине, на которую насаживается вал. Поскольку вал, пластина и выключатель сделаны из металла, через них будет протекать ток. Прикоснувшись к контакту выключателя, можно замкнуть и разомкнуть цепь, чтобы включать и выключать электромагнит по мере необходимости.
Полученная вращающаяся конструкция, сделанная своими руками, в двигателях постоянного тока называется якорем, а неподвижный электромагнит, взаимодействующий с якорем, — индуктором.
Якоря в двигателях переменного тока называются роторами, а катушки — статорами. Эти названия иногда путают, но это ошибка.
Индуктор своими руками
Просверлите два отверстия в фанере для 25-миллиметровых винтов M6, к которым вы позже прикрепите катушки двигателя. Мы наденем на винты гайки и вырежем три детали для соединения винтов (зажимы).
Зажимы выполняют две функции: Они будут поддерживать вал якоря электродвигателя, который мы построили своими руками, а во-вторых, они будут служить магнитным кабелем, соединяющим болты. Отверстия для них нужно просверлить на глаз, так как особой точности не требуется. Пластины соединяются вместе, подкладываются под них и прижимаются болтами. Катушки надвигаются на болты, и получается подковообразный магнит.
Чтобы зафиксировать якорь двигателя в вертикальном положении, необходимо изготовить раму (кронштейн) из листового металла. В ней просверливаются три отверстия: одно по диаметру вала и два с каждой стороны для винтов (для крепления).
Изготовление катушек
Для винтов понадобится полоска картона и тонкой бумаги (см. размеры на чертеже). Вынув винт из основания, оберните его толстой полоской в 4-5 слоев и закрепите 2 слоями скотча. Полоса прижимается довольно плотно. Осторожно оттяните ее, чтобы обмотать провод.
Когда проволока будет намотана, пинцетом снимите бумагу с внутренней стороны и отрежьте лишние слои, чтобы катушку можно было легко прикрепить к болту. Срежьте лишнее с катушки, помня о том, что сверху и снизу остаются выступы, необходимые для того, чтобы проволока не соскальзывала вниз при работе электродвигателя. Таким же образом изготовьте вторую катушку и сделайте щечки.
Создание платформы и установка контактов
Нагрейте клеевой пистолет в течение 10 минут, чтобы клей приобрел хорошие свойства и хорошо прилип к поверхности фанеры.
Возьмите кусок фанеры и сделайте 4 капли по краям, в нашем случае это необходимо для устойчивости платформы. Затем возьмите батарейку, прижмите к платформе и плотно прижмите, пока клей не затвердеет.
В качестве контактов для катушки мы будем использовать обычные булавки, которые можно найти в любом магазине. Возьмите скотч и закрепите штыри так, чтобы они были перпендикулярны плате.
Если вы не уверены, что лента будет хорошо держать катушку, можно закрепить ее горячим клеем. Прикрепите небольшой магнит к батарее. Если батарея металлическая, магнит прилипнет к самой батарее.
Завершающая сборка
Теперь все должно быть собрано в правильном порядке для начала работы. Возьмите намотанную катушку и проверьте, что концы находятся на одной линии, это можно сделать с помощью линейки.
Если все в порядке, вы можете положить катушку на колеса и осторожно постучать по катушке, чтобы заставить ее вращаться.
Старайтесь запускать мотор осторожно, иначе вы перегнете проволоку, и наш самодельный мотор перестанет вращаться.
Если вы закрепили его правильно, он будет крутиться долго, то есть до тех пор, пока не разрядится батарейка. Вот и все, наш элементарный электродвигатель готов!
Фото советы как изготовить электродвигатель своими руками
