Лаборатория юного физика

Молотом будет служить стальной стержень диаметром 10 мм и длиной 120 мм. Если у вас нет стального прутка, можете отпилить кусок болта или шпильки такой же величины. Резьба не помешает работе молота.

Заготовьте каркас катушки. Обернув стальной стержень гладкой бумагой в три-четыре слоя, сверните на нем латунную гильзу длиной 90 мм с небольшим зазором. Оберните гильзу в несколько слоев бумажной лентой шириной 90 мм с клеем. Общая толщина получившейся бумажной трубки должна быть не менее 1 мм на сторону.

На бумажную трубку с двух сторон наденьте щечки: круглую диаметром 40 мм и квадратную 45x45 мм. Материал для щечек — картон толщиной 1,5–2 мм.

Установив щечки так, чтобы между ними был просвет 75 мм, приклейте их к бумажной трубке. После этого стяните каркас со стального стержня, выступающие из-под щечек концы бумажных трубок срежьте, а концы латунной гильзы нарежьте лепестками, отогните их на щечки и сверху заклейте бумагой.

Данные обмотки зависят от того, какое у вас напряжение в электросети. Для напряжения 127 в намотайте 2000 витков провода 0,21—0,23 мм в любой изоляции. Для напряжения 220 в намотайте 2600 витков провода 0,16— 0,18 мм.

Обмотку ведите слоями. Через каждые два-три слоя делайте прокладку из бумаги. Она должна плотно прилегать к щечкам каркаса, чтобы крайние витки не западали. Готовую обмотку оберните сверху киперной лентой, компрессной клеенкой или оклейте дерматином. Выводы от начала и конца катушки, сделанные гибким многожильным проводом в хорошей изоляции, оденьте в кембриковые или резиновые трубочки.

В углах квадратной щечки каркаса просверлите по отверстию и привинтите катушку к станине винтами с гайками и шайбами. Выводы катушки проложите вдоль одной из ног станины под скобку.

Кнопка для включения электромолота нужна самая обычная, от электрического звонка. Установите ее на краю подставки. Один провод от шнура с вилкой соедините с выводом катушки напрямую, а другой — со вторым выводом через кнопку. Шнур с вилкой прикрепите к подставке прибора скобкой, подложив полоску тонкого картона или изоляционную трубку.

Поставьте станину с катушкой над наковальней и вставьте в нее «молот». Включив вилку в штепсельную розетку, нажмите кнопку. Если все сделано правильно, стержень втянется внутрь катушки и повиснет. Отпустите кнопку — он упадет вниз. Подвиньте станину так, чтобы стержень падал точно на середину «наковальни». В этом положении прибейте станину гвоздиками или привинтите шурупами.

Электромолот работает очень хорошо. При каждом замыкании кнопки стержень подскакивает, а при размыкании — падает, ударяя по наковальне. Не вздумайте только подсовывать под него палец: молот бьет сильно.

Электродвигатель

Основные части коллекторного электродвигателя — статор, якорь, коллектор и щетки. Они показаны на рисунке 35.

Рис. 35. Электродвигатель и его основные части.

Сердечники статора и якоря сделайте из жести от консервной банки. Жесть необходимо отжечь, чтобы улучшить ее магнитные свойства. Разрежьте ее на полосы шириной 25 мм. Нагрейте полосы в печи или на открытом огне (примус, газовая горелка) до светло-красного каления и дайте им остыть на воздухе. Остывшие полосы очистите от окалины и грязи.

Для изготовления сердечника статора выпилите из фанеры шаблон (рис. 36).

Рис. 36. Изготовление сердечника статора.

На этом же рисунке дан чертеж пластины статора. Вырежьте четыре пластины с длиной средней части 55 мм, четыре — с длиной 54 мм и четыре — с длиной 53 мм. Соберите их на шаблоне.

Каждая четверть окружности статора состоит из трех пластин: короткой (внутренней), средней и длинной (наружной). Между концами пластин, загнутыми в пропилы шаблона, останутся свободные места. Пока забейте их щепочками.

Закрепленные в шаблоне пластины статора оберните четырьмя оборотами жестяной ленты шириной 25 мм. Из консервной банки вам не удастся вырезать целую ленту нужной длины. Придется взять несколько кусков, прикладывая их один к другому в стык.

Собранное кольцо статора крепко обвяжите проволокой или шпагатом, выровняйте края киянкой и напильником и пропаяйте. Снимите готовое кольцо с шаблона.

По рисунку 36 заготовьте четыре обжимки и наденьте их на полюсы статора. Только пока не обжимайте, это сделаете после изготовления полюсных башмаков.

Каждый башмак состоит из корпуса, обоймы и четырех сердечников. Согнув корпус, вложите внутрь сердечники. Обойму надвиньте на крылья корпуса и обожмите. Готовые башмаки вдвиньте между отогнутыми внутрь концами пластин статора и окончательно обожмите.

У настоящих электродвигателей корпус закрыт с обеих сторон крышками, в которых установлены подшипники вала. У нашей модели крышки имеют вид крестовин. Их устройство и крепление к статору показано на рисунках 37 и 38.

Материал для крестовин— листовое железо, черное или оцинкованное, толщиной 0,5–0,8 мм. Годится и латунь такой же толщины. У передней крышки, внутри которой помещены коллектор и щетки, ножки на 12 мм длиннее, чем у задней.

Для привинчивания крышек припаяйте внутри статора между полюсами четыре пары болтиков от «Конструктора», опилив их головки с одного бока. Если у вас есть четыре шпильки такого же диаметра, но длиной не менее 35 мм, то можете припаять их вместо болтиков.

Ножки передней и задней крышек изогните так, чтобы все они хорошо надевались на болтики статора. При этом отверстия в центрах крестовин должны возможно точнее приходиться против центра кольца статора.

Чтобы двигатель можно было крепить к подставке, сделайте две лапки по рисунку 37.

Рис. 37. Крепление крестовин к статору.

Материал для них тот же, что и для крышек. Поставьте кольцо статора на ровную доску. Один из винтов для крепления крестовин должен оказаться точно внизу. Лапки подогните так, чтобы они хорошо прилегали к кольцу статора и к доске. Обозначьте места лапок на кольце статора и припаяйте в найденном положении.

На рисунке 38 показаны части щитка для подключения двигателя.

Рис. 38. Устройство задней и передней крышек и клеммной панели.

Стойки щитка — из жести, а панель — из листового изоляционного материала (текстолита, гетинакса, плексигласа и т. п.). Для подключения проводов подберите маленькие болтики, каждый с двумя гайками и двумя шайбами. Согните стойки по чертежу и обожмите их вокруг концов панели. Приложите щиток к кольцу статора и обозначьте места для припайки стоек. Паять нужно, вынув панель; потом вдвинете ее сбоку.