Бруно Донат - Физика в играх

Якорь пойдет именно вперед, а не обратно, потому что он успел немного разогнаться, и концы его проскочили над винтами дальше (рис. 132, внизу).

Примерно так же был устроен первый в мире электромотор, изобретенный русским ученым Якоби. Свой мотор Якоби построил более ста лет назад, в ноябре 1834 года.

Для нашего самодельного мотора (рис. 133) подберите два железных шурупа длиной примерно 4 сантиметра, с плоскими головками. Шурупы лучше взять толстые. Длину их не обязательно брать точно 4 сантиметра. Не следует брать короче, а если достанете длиннее, придется только удлинить стойки рамки, в которых держится ось. Палочки стоек должны быть на 1,5 сантиметра выше концов винтов, ввернутых в дощечку. Палочки нужно хорошо укрепить. Выдолбите в дощечке основания два отверстия и промажьте их внутри клеем. В эти отверстия заколотите палочки.

Рис. 133

Из жести вырежьте полоску шириной немного больше толщины палочек и такой длины, чтобы она как раз входила между ними. На длинные стороны полоски наложите обрезки проволоки толщиной примерно 1,5 миллиметра и обогните их краями полоски. Затем из такой же проволоки выгните две фигуры вроде буквы «П» и заложите их «ножками» в изгибы заготовленной полоски. Вытяните немного П-образные проволоки с обеих сторон, наденьте их на стойки и вдавите обратно (рис. 134). Проволоки войдут в канавки стоек, и полоска окажется крепко установленной. В ней будет вращаться ось якоря.

Рис. 134

Рис. 135

Якорь электромотора сделайте из 10–12 полосок жести таким способом, какой описывался вначале. Длину полосок рассчитайте так, чтобы они покрывали концы винтов, а ширину можно взять примерно 1–1,5 сантиметра. Готовый якорь оклейте бумагой и затем обмотайте проволокой. Длину обмотки рассчитайте так, чтобы она поместилась между полюсами статора. Концы якоря оберните полосками жести. Проволоку возьмите диаметром 0,3 миллиметра. Обмотку начните от середины, от того места, где проходит ось. Намотайте аккуратно, виток к витку, один ряд проволоки до того места, где должна окончиться обмотка, и, не разрывая проволоку, намотайте сверху второй ряд в ту же сторону Когда опять вернетесь к середине полосок (рис. 135), намотайте сверху третий ряд и обратно — четвертый. Не разрывая проволоку, так же обмотайте и другую половину якоря и завяжите концы обмотки нитками. Теперь на оси якоря нужно сделать приспособление для переключения тока в обмотке. Это приспособление называется коллектором и состоит из маленького цилиндрика с обкладками с двух сторон и пружинок — щеток.

Изготовить правильный цилиндрик нетрудно. Нарежьте из старого чертежа несколько полосок шириной 2 сантиметра. Приготовьте жидкий столярный клей или хороший конторский и намотайте бумагу на ось, все время смазывая ее клеем. Старайтесь мотать плотно, а о краях не заботьтесь — пусть получатся неровными, потом обрежете. Когда кончится одна лента, вторую не накладывайте на конец первой, а приклейте встык (рис. 136), иначе получится бугорок. Когда домотаете цилиндрик до диаметра 1 сантиметр, оторвите ленту, обвяжите цилиндрик нитками и положите высохнуть. Только что свернутый цилиндрик, еще мокрый от клея, мягок, а когда высохнет, станет крепким; тогда обрежьте острым ножом края с обеих сторон.

Длина цилиндрика должна быть равной 1 сантиметру. На цилиндрике нужно сделать две обкладки. Хорошо, если достанете для них тонкую латунь. В крайнем случае можно взять и кусочки жести. Измерьте длину окружности цилиндрика, разделите пополам и вырежьте две обкладки шириной чуть меньше высчитанной. Длина обкладок должна быть такой же, как и длина цилиндрика. Обкладки похожи на лопату (рис. 136). К их «ручкам» присоединятся потом провода обмотки якоря. Готовые обкладки должны плотно прилегать к цилиндрику. Выгните их и привяжите нитками к цилиндрику, точно одну напротив другой. Между ними должны остаться узенькие щели.

Рис. 136

Вот и готов коллектор.

Прикрутите к «ручкам» очищенные от изоляции концы обмоток якоря, все равно, какой конец к какой «ручке». Теперь можно обмотать винты электромагнита статора и сделать щетки.

На каждый винт электромагнита намотайте аккуратно, виток к витку, по 4 ряда проволоки диаметром 0,4 миллиметра. Когда будете соединять обмотку одного винта с обмоткой другого, внимательно проследите, чтобы направления обмоток шли в разные стороны. Ведь нам нужно, чтобы один полюс магнита был северным, а другой — южным.

Щетки выгните из медной проволоки толщиной примерно 1 миллиметр. Они показаны на рис. 137 (внизу) и так просты, что описывать их не нужно.

Для удобного приспособления к мотору проводов сделайте по рис. 137 (вверху) пружинные клеммы. Их конструкция тоже вполне понятна по рисункам. Лучше всего, если достанете для клемм пружинящую латунь, но выйдут они хорошо и из жести.

Рис. 137

Остается правильно установить коллектор и присоединить концы обмоток статора. Задача коллектора — переключать ток в обмотке якоря. К обкладкам коллектора присоединены концы обмотки, а к щеткам подводится ток. На рис. 138 видно, что получается при вращении. Как только якорь становится над винтами, щетки переходят с одной обкладки на другую — значит, направление тока в якоре меняется, и он перемагничивается. Ясно, что коллектор должен быть установлен так, чтобы как раз тогда, когда нужно перемагнитить статор, щетки переходили на другие обкладки. Тут надо все сделать очень тщательно. Небольшая неправильность в установке коллектора сильно ухудшает работу мотора.

Рис. 138

Концы щеток присоединяются к клеммам. Они просто поджимаются под них. К клеммам же присоединяются и концы обмоток статора.

Когда все готово, присоедините к клеммам концы батареи из 4–6 элементов. Якорь сразу же сам снимется с места и начнет вращаться все быстрее и быстрее.

Этим мотором можно приводить в движение всякие самодельные механизмы.