Hầu hết các động cơ được chế tạo thương mại đều có các bộ phận và thông số kỹ thuật phức tạp để tối ưu hóa hiệu suất của chúng. Tuy nhiên, ở mức độ cơ bản hơn, hầu như ai cũng có thể chế tạo động cơ điện bằng một số công cụ rẻ tiền và thông dụng. Động cơ điện đơn giản này sử dụng điện và từ tính để quay một cuộn dây được hỗ trợ bởi kẹp giấy. Đây là một bài tập thú vị giúp bạn tìm hiểu về các nguyên tắc khoa học cơ bản được tìm thấy trong mọi động cơ cho dù nó có tiên tiến đến đâu.
Các bước
Phần 1/3: Làm cuộn dây
Bước 1. Thu thập tất cả các tài liệu của bạn
Dự án này sẽ yêu cầu dây đồng (bất cứ thứ gì từ 24 đến 28 đều làm được), một nam châm, băng dính điện, pin D và hai kẹp giấy. Đặt tất cả chúng trên bàn trước mặt bạn để bạn có thể dễ dàng tiếp cận khi tiến hành lắp ráp động cơ.
- Bạn cũng sẽ cần đến dụng cụ rút dây hoặc một lưỡi dao nếu dây của bạn được cách điện.
- Bạn có thể mua tất cả những thứ này tại cửa hàng phần cứng địa phương hoặc tại hầu hết các cửa hàng bán lẻ lớn.
Bước 2. Cuộn dây xung quanh một vật hình trụ như pin để làm cuộn dây
Lấy pin D hoặc bất kỳ vật hình trụ nào khác và quấn dây xung quanh nó ít nhất từ 7 đến 10 lần với 2 inch (5,1 cm) dây nhô ra từ mỗi đầu. Điều này sẽ tạo ra một cuộn dây cuối cùng sẽ tạo nên phần lớn động cơ.
- Giữ chặt cuộn dây khi bạn quấn dây xung quanh pin.
- Đảm bảo để lại nhiều độ chùng ở một trong hai đầu của cuộn dây khi bạn quấn nó.
Bước 3. Nới lỏng cuộn dây (nếu cần) và tháo pin
Kéo pin (hoặc bất kỳ hình trụ nào bạn đã sử dụng) ra khỏi đầu hoặc cuối vòng dây mà bạn đã tạo với dây và đặt nó sang một bên. Bạn sẽ chỉ còn lại một cuộn dây.
- Cẩn thận không để dây bị bung ra khi bạn xử lý cuộn dây.
- Nếu pin hoặc xi lanh bị kẹt, hãy nới lỏng cuộn dây quấn quanh nó một chút để trượt nó ra.
Bước 4. Quấn mỗi đầu dây xung quanh cuộn dây nhiều lần
Lấy một đầu của dây và kéo qua cuộn dây để nó quấn quanh dây và giúp giữ hình dạng của cuộn dây. Sau đó, lặp lại quá trình với đầu dây còn lại ở phía đối diện của vòng lặp của cuộn dây.
- Bạn có thể quấn mỗi đầu xung quanh dây 2 hoặc 3 lần.
- Đảm bảo để lại ít nhất 2 inch (5,1 cm) dây kéo dài ra khỏi mỗi đầu của cuộn dây.
Bước 5. Buộc một nút xung quanh cuộn dây với mỗi đầu dây lỏng lẻo
Nhấn đầu dây qua cuộn dây thêm một lần nữa, sau đó luồn dây qua vòng dây đã tạo để cố định nó như một nút thắt quanh cuộn dây. Sau đó lặp lại quá trình ở phía đối diện của cuộn dây bằng cách sử dụng đầu còn lại của dây.
- Sau khi hoàn thành, cuộn dây sẽ trông giống như một vòng tròn dây với hai đầu kéo dài ra từ các phía đối nhau.
- Các nút thắt này không bắt buộc đối với chức năng của động cơ, nhưng sẽ giúp đảm bảo cuộn dây không bị bung ra khi bạn không giữ nó.
Bước 6. Thêm băng dính điện vào các đầu đối diện của cuộn dây nếu nó có vẻ lỏng lẻo
Nếu vòng của cuộn dây không giữ được hình dạng tốt, hãy lấy một miếng băng dính nhỏ và quấn quanh dây ở phía trên hoặc dưới, nơi các đầu dây không bị kéo dài ra. Sử dụng cùng một miếng băng keo ở phía bên kia của cuộn dây để giữ cho nó cân bằng.
- Bạn không cần nhiều băng dính điện. Một mảnh chỉ dài khoảng 0,5 inch (1,3 cm) sẽ ổn.
- Nếu cuộn dây có dạng hình tròn mà không có băng dính, bạn có thể bỏ qua bước này.
Phần 2/3: Lắp ráp động cơ
Bước 1. Kéo đầu dây ra khỏi cuộn dây
Các đầu kéo dài của dây phải được hướng thẳng ra từ hai bên của vòng dây và kéo dài khoảng 5,1 cm. Làm việc bất kỳ khúc cua nhỏ nào ra khỏi dây được kéo dài để chúng thẳng hơn hoặc ít hơn hoàn toàn.
Đảm bảo rằng nơi các dây kéo dài ra khỏi vòng lặp ở hai bên là đều nhau, vì vậy cuộn dây sẽ đồng đều khi động cơ được lắp ráp
Bước 2. Bóc lớp cách nhiệt ở cả hai đầu, nếu có
Nếu dây bạn đang sử dụng có lớp cách điện, bạn sẽ cần để lộ phần dây bên dưới. Sử dụng một cặp tuốt dây hoặc một lưỡi dao để cắt qua lớp cách điện mà không làm hỏng dây, sau đó kéo lớp cách điện ra khỏi dây để lộ ra ngoài.
- Đảm bảo rằng ít nhất 1 inch (2,5 cm) dây được tiếp xúc ở cả hai bên.
- Nếu dây không cách điện, bạn có thể bỏ qua bước này.
Bước 3. Sơn một bên của mỗi đầu dây bằng một điểm đánh dấu cố định
Giữ cuộn dây bằng một tay bằng ngón trỏ và ngón cái để vòng dây đứng thẳng và các dây kéo dài ra hai bên. Sau đó, sử dụng bút đánh dấu cố định để tô màu ở phần đầu của dây tiếp xúc kéo dài ra từ hai bên.
- Chỉ tô màu ở mặt trên của dây tiếp xúc ở hai bên. Để mặt dưới cùng không được tô màu.
- Sự thay đổi này trong dây sẽ giúp tham gia vào động cơ.
Bước 4. Kéo căng đầu của hai chiếc kẹp giấy kim loại
Lấy kẹp giấy của bạn và mở các đầu của chúng để chúng thẳng hàng. Giữ nguyên phần vòng còn lại của chiếc kẹp giấy. Nó sẽ giữ các đầu kéo dài của dây trên cuộn dây của bạn khi động cơ được lắp ráp.
- Giờ đây, mỗi chiếc kẹp giấy sẽ trông giống như một vòng lặp với một cánh tay dài kéo dài từ nó.
- Nếu không có kẹp giấy, bạn có thể tạo vòng bằng dây cứng cho cùng mục đích.
Bước 5. Dán các đầu kéo dài của mỗi chiếc kẹp giấy vào các mặt đối diện của pin D
Đặt pin nằm nghiêng. Đặt đầu kéo dài của một chiếc kẹp giấy vào mặt dương của pin D và cố định nó vào vị trí bằng một miếng băng dính. Sau đó, chạm đầu kéo dài của kẹp giấy còn lại vào mặt âm của pin và dán nó vào đúng vị trí.
- Đảm bảo rằng cả hai tờ giấy bìa đều hướng về cùng một hướng.
- Bạn có thể dán thêm một số băng vào dưới cùng của pin để giữ cho pin không bị lăn từ bên này sang bên kia, nhưng đó là tùy chọn.
Bước 6. Trượt các đầu của cuộn dây vào các tờ giấy như một giá đỡ
Giữ pin để ngăn pin lăn (trừ khi bạn đã tạo chân đế băng), luồn dây kéo dài từ một phía của cuộn dây vào một trong các kẹp giấy, sau đó trượt đầu kéo dài kia qua kẹp giấy kia.
- Buông cuộn dây để nó nằm trên các kẹp giấy thông qua các tay mở rộng và tiếp xúc của cuộn dây.
- Nếu các kẹp giấy quá xa nhau, hãy uốn cong chúng vào trong để chúng có thể giữ được cuộn dây.
Bước 7. Sử dụng băng dính để cố định một nam châm vào pin bên dưới cuộn dây
Đặt một miếng băng dính lên nam châm của bạn, sau đó nhấc nó lên và dán nó vào pin ở chính giữa bên dưới cuộn dây bạn vừa đặt. Pin sẽ cung cấp một dòng điện chạy qua cuộn dây, dòng điện này khi kết hợp với nam châm sẽ tạo lực quay cho cuộn dây.
- Nam châm là phần cuối cùng bạn cần để hoàn thiện động cơ, vì vậy bạn có thể phát hiện cuộn dây hơi rung khi bạn đặt nó vào vị trí.
- Cố định nam châm bằng băng dính để bạn không phải giữ nó tại chỗ.
- Không có nguy cơ bị thương hoặc sốc khi làm việc này, nhưng hãy luôn thận trọng khi làm việc với các thiết bị điện tử.
Phần 3 của 3: Làm cho động cơ chạy trơn tru
Bước 1. Tháo hoặc điều chỉnh bất cứ thứ gì ngăn cuộn dây quay
Nếu cuộn dây sẽ chạy vào nam châm khi nó quay, hãy tháo băng dính giữ các kẹp giấy ở hai bên của pin và di chuyển chúng lên cho đến khi cuộn dây có thể làm sạch pin.
- Cuộn dây cần có thể quay tự do để động cơ hoạt động.
- Nếu bạn đã sử dụng pin để tạo cuộn dây của mình, nó phải đủ nhỏ để bỏ qua bước này.
Bước 2. Điều chỉnh sự cân bằng bằng cách di chuyển các tờ giấy để làm cho động cơ quay tự do
Bạn có thể cần thử nghiệm một chút với vị trí và vị trí của các kẹp giấy để giữ cuộn dây ở đúng vị trí. Bóp chúng lại nếu các đầu của dây tiếp tục bung ra hoặc uốn cong chúng ra xa hơn nếu các kẹp tiếp xúc với vòng lặp của chính cuộn dây.
Đảm bảo cả hai tờ giấy bìa đều với nhau. Nếu chúng bị cong, nó có thể cản trở cuộn dây quay
Bước 3. Cho cuộn dây quay một chút nếu nó không tự khởi động
Nếu cuộn dây không bắt đầu tự quay, hãy dùng ngón tay đẩy vào cuộn dây để bắt đầu. Nếu nó không quay, hãy nhấn vào băng giữ các kẹp giấy vào pin để đảm bảo chúng được an toàn.
- Cuộn dây có thể sẽ bắt đầu quay tự do. Nếu có, động cơ đã hoàn thành.
- Cuộn dây sẽ tiếp tục quay cho đến khi hết pin hoặc bạn dừng nó lại.
Bước 4. Thử theo hướng ngược lại nếu nó vẫn không quay
Nếu động cơ không bắt đầu quay khi bạn di chuyển theo một hướng, hãy thử di chuyển theo hướng ngược lại để xem có hoạt động hay không. Động cơ này chỉ nên quay một chiều, vì vậy bạn có thể chỉ cần thử cả hai hướng để tìm đúng.
- Khi nó bắt đầu quay, nó sẽ không dừng lại trừ khi bạn dừng nó lại.
- Nếu nó không bắt đầu quay, hãy kiểm tra để đảm bảo rằng tất cả các kết nối của bạn đều mạnh và sau đó thử lại.
Video - Bằng cách sử dụng dịch vụ này, một số thông tin có thể được chia sẻ với YouTube
Lời khuyên
- Nếu bạn cảm thấy khó khăn trong việc buộc cuộn dây bằng cách sử dụng dây còn lại, bạn có thể chỉ cần sử dụng băng dính điện hoặc băng keo để giữ cuộn dây động cơ thay thế.
- Bạn có thể sử dụng phương pháp này để chế tạo động cơ thuộc bất kỳ loại nào bằng cách thay thế pin và hộp chứa pin bằng các nguồn năng lượng khác và hộp chứa tương ứng của chúng. Ý tưởng cốt lõi là lấy năng lượng thay thế chạy qua phần ứng của động cơ theo một cách nào đó.
