Qanday qilib temir qurol yasash mumkin (fan tushuntiriladi): 17 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:27

OGOHLANTIRISH: "MUHIM" qadamlarni o'qing, shunda siz temir yo'l qurolining takomillashtirilgan versiyasini yaratishga qaror qilsangiz, o'zingizga zarar etkazmasligingiz yoki elektr toki urmasligingiz kerak

Muallif: Duncan Yee

Sharh

Temir yo'l qurolining kontseptsiyasi magnit kuch va elektr kuchi ta'sirida o'tkazuvchi ob'ektni 2 o'tkazgichli rels bo'ylab harakatlanishidan iborat. Harakatlanuvchi kuchning yo'nalishi Lorents kuchi deb nomlangan elektromagnit maydonlar hisobiga bo'ladi.

Magnit maydonga [B] perpendikulyar bo'lgan elektr maydoni orqali [V] tezlik bilan harakatlanayotgan zaryadlangan zarracha o'ngdagi diagrammada tasvirlanganidek [F] kuchga ega bo'ladi. Ushbu diagrammada Lorents kuchining yo'nalishi o'ng qo'l qoidasi yordamida ko'rsatilgan.

Bu tajribada, zaryadlangan zarrachalarning elektr maydon orqali harakatlanishi mis zanjiri bo'ylab harakatlanadigan elektr zaryadining oqimi hisoblanadi. Magnit maydoni juda kuchli neodim magnitlari bilan induksiya qilinadi.

Tenglama o'zaro bog'liq mahsulotdir: [F] = Il X [B]

Men - joriy

l - sim uzunligi

Qismlar

Katta to'rtburchaklar neodim magnitlari (Lining PID: 60012)

12AWD mis sim (Li PID: 22498)

12V batareya (Li PID: 81036)

Alligator kliplari (Lining PID: 690)

Exacto pichog'i (Li PID: 5457)

Diagonal kesuvchi (Li PID: 10383)

Karton (Lining qayta ishlash qutisi)

Majburiy emas: Raqamli kompas (Li's PID: 98411)

Dizaynni yaxshilaydigan qismlar

450V 470uF kondansatkichlari (Li PID: 8604)

600V 35A ko'prikni to'g'rilash moslamasi (Li's PID: 71096)

60VA izolyatsiya qilingan transformatorlarni pastga/yuqoriga ko'tarish (Li PID: 10501)

Quvvat kabeli (Li PID: 2995)

26 AWG Hook Up Wire (Li's PID: 224007) yoki undan ko'p alligator kliplari

Elektr tasmasi (Lining PID: 10564)

Super elim (Lining PID: 4327)

Ferrit Bead (Lining PID: 10812)

Silikon plomba (Li PID: 16028)

Raqamli multimetr (Li's PID: 10924)

1 -qadam: 12AWD mis simlarini tortib olish va relslarni joylashtirish

To'liq pichoq yordamida mis simning plastik qopqog'ini kesib oling. Diagonal kesgich bilan 2 fut uzunlikdagi ikkita chiziqli simni kesib oling. 2 dyuym uzunlikdagi yana bir ipni kesib oling, u harakatlanuvchi ob'ekt sifatida ishlatiladi. Mis tanlanadi, chunki u elektrni yaxshi o'tkazadi.

Kartondan ikkita kichik doirani kesib oling va aylananing o'rtasiga teshik oching. Uni 2 dyuymli simning uchiga mahkamlang, shunda u o'q otish paytida tayoqlar yo'lida qolishi uchun.

Uyga olib kelganda simlarni egmaslikka harakat qiling, shunda siz ularni "rels" sifatida to'g'rilay olasiz. Qisqa tutmasliklari uchun ularni elektr o'tkazmaydigan narsa bilan qo'llab -quvvatlang. Men 2 ta o'lchagichdan foydalandim, lekin siz Lining axlat qutisidan topilgan kartondan foydalanishingiz mumkin. Alligator qisqichini boshqa uchini relslarning har uchida bo'sh qoldiring.

2 -qadam: Magnit maydonni chaqirish (1)

Men ishlatgan o'lchagichlarning balandligi bilan men 5 ta to'rtburchaklar neodim magnitlarini relslar ostiga sig'dira olaman. Qancha ko'p magnitlangan bo'lsa, magnit kuchi shunchalik kuchli bo'ladi. Magnitlarning mis simlariga tegmasligiga ishonch hosil qiling, chunki bu yana relslarni qisqartiradi.

Neodim magnitlari bir tomondan shimoliy qutbdan, boshqa tomondan janubiy qutbdan iborat bo'lgani uchun, yuzlarini yuqoriga qarating.

Ushbu tajriba davomida magnitlarni bir xil yo'nalishda ushlab turing. Magnitlar to'plamini kerakli balandlikka olib tashlang va ularni ikkita rels ostiga va orasiga qo'ying. Boshqa stakani relslar bo'ylab iloji boricha yaqinroq joylashtiring. Bu magnit to'plamlari orasidagi magnit kuch bir -biriga qarama -qarshi bo'ladi. Men ularni ikki hukmdor bilan birga ushlab turdim.

3 -qadam: Magnit maydonni chaqirish (2)

Bu vaqtda biz magnit kuch yuqoriga yoki pastga yo'naltirilganligini bilmaymiz. Bu ham muhim emas. Biroq, siz kompas yordamida yo'nalishni aniqlashingiz mumkin. Kompasning shimoliy qutbi magnitning janubiy qutbiga yo'naltiriladi. Bu sizga magnit kuchning yo'nalishini ham aytib beradi.

MUHIM: bu magnitlarni boshqarish juda qiyin va agar ular bir -biriga urilsa, ular osonlikcha parchalanib ketadi.

4 -qadam: Elektr zaryadining oqishini rag'batlantirish

Tuzatilgan 2 dyuymli mis simni relslar bo'ylab magnitlardan biri ustiga qo'ying. Bu relslarda qisqa tutashuvni keltirib chiqaradi, lekin biz elektr zaryadlarining oqishini xohlaymiz.

Alligator qisqichlarining bo'sh uchlarini, biri 12V batareya terminalining salbiy uchiga, ikkinchisi musbat uchiga ulang. Endi 2 dyuymli tayoq harakatlanadi. Harakat yo'nalishini o'ng qo'l qoidasi yordamida yuqorida tavsiflangan kuchlar belgilashi mumkin. Agar siz magnit kuch yo'nalishini aniqlash uchun kompasdan foydalanmagan bo'lsangiz, ulanish joylarini batareya terminaliga almashtirish orqali osongina harakatlanuvchi tayoqning yo'nalishini o'zgartirishingiz mumkin. Shunga qaramay, buni o'ng qo'l qoidasi tasviri bilan tasdiqlash mumkin.

Alligator qisqichining ulanishlaridan birini 12V batareya terminalidan chiqarib oling.

5 -qadam: Railgunni o'qqa tutish

Yo'naltiriladigan simni temir yo'lning bir chetiga, birinchi magnitlar to'plamidan taxminan 1 chorak yuqoriga qo'ying. Alligator qisqichini 12V akkumulyator terminaliga qayta ulang va sim otilib chiqadi.

Ko'rinib turibdiki, simlar keyingi magnitga yo'naltiriladi va uni magnitlar orasida harakatlantiruvchi kuch bo'lmaydi. Lekin..

- - - - - - - - - - - - - - - Temir yo'l qurolini yaxshilash - - - - - - - - - - - - - - - - -

6 -qadam: Magnit maydonni induktsiya qilish

Supero'tkazuvchi bo'lmagan materialdan (yog'och, plastmassadan) yasalgan mustahkam tayoq yordamida magnitlarni bir tomoniga super elim bilan yopishtiring va elektr lenta bilan o'rab qo'ying. Quritilishini kuting. Magnitlar asl dizayn bilan bir xil tomonga qaragan holda, birinchi qoziq yonidagi boshqa magnitlar to'plami bilan takrorlang. Bu biroz qiyin bo'lishi mumkin, chunki magnitlar bir -biriga qarshilik qiladi. Buning uchun kuchli odamni oling.

Yana, quriguncha kutib turing va magnit qatori relslar uzunligiga yetguncha takrorlang. Hisoblagich tayog'ini 2 rels ostiga va orasiga magnitlar qarama -qarshi tomonga qo'ying. Bu relslarning butun uzunligi bo'ylab magnit maydonini keltirib chiqaradi, bu esa simni oldinga siljishini davom ettirishga imkon beradi.

7 -qadam: raketani o'rnatish

Ferritli boncukni tekis yuzaga qo'ying va boncukning yarmini silikon plomba bilan to'ldiring va quriguncha kuting. Simning uchlarini silikonning o'rtasiga yopishtiring va uni super elim bilan mahkamlang. Telning relslarga tegib turishi uchun etarlicha uzun ekanligiga ishonch hosil qiling. Bu raketani relslar yo'lida, dastlab ishlatilgan kartonga nisbatan kamroq ishqalanish bilan ushlab turadi.

QAYD: Agar o'q otilganida uchib ketsa, uning og'irligini oshirish uchun sizga kattaroq ferritli boncukdan foydalanish kerak bo'ladi.

8 -qadam: Kondansatkichlarni o'rnatish

Tanlangan kondansatkichlarni kattaroq batareya deb hisoblash mumkin. Kondensator kabi batareya zaryadini ushlab turadi, bu odatda ishlatiladigan oddiy batareyalarga (AA, AAA va boshqalar) nisbatan juda tez tushadi. Bu tushirish tezligi vaqt sobitligiga bog'liq; vaqt qanchalik katta bo'lsa, kondansatör zaryadini shunchalik uzoq ushlab turadi.

Vaqt doimiyining formulasi: [T] = R * C

[T] = vaqt doimiy

R = qarshilik

C = sig'im (kondansatör)

Misning qarshiligi keskin o'zgara olmasligi sababli, zaryadni uzoqroq ushlab turishga imkon beradigan vaqt konstantasini oshirish uchun, biz ularni 26 AWG simiga parallel ulab, kondansatkichlarning sig'imini oshirishimiz mumkin. Tanlangan kondansatör bo'ylab chiziq salbiy belgini (-) ko'rsatadi, bu unga eng yaqin bo'lgan post-manfiy post. Bir kondansatörning manfiy postini keyingisining manfiy postiga ulab, ularni parallel ulang. Ijobiy post bilan takrorlang. Bu 1 ta "batareya" ni quvvat manbai sifatida ishlatishga teng bo'ladi, uning sig'imi siz tanlagan kondansatkichlar yig'indisidir.

DIQQAT: Zaryadni ushlab turish uchun 3 ta kondansatör etarli bo'lmasligi mumkin, siz o'z xohishingizga ko'proq narsani qo'shishingiz mumkin.

9 -qadam: Kondansatkichlarni zaryadlash (1)

Men tanlagan kondansatörler maksimal 450 voltni ushlab turishi mumkin. Ushbu kondansatkichlarni zaryad qilish uchun biz ularga rozetkadan berilgan quvvat yordamida 450 voltlik kuch ishlatamiz.

MUHIM: mamlakatingiz tomonidan berilgan kuchlanishni tekshiring. Bu 120 yoki 220 voltli AC bo'ladi. Kanadada bu 120 volt, shuning uchun biz uni taxminan 4 ga ko'paytirib, 450 voltga etishimiz kerak.

2 ta alligator qisqichidan foydalanib, elektr simining uchlarini 0 va 120 da bitta transformatorga ulang. Yana 2 ta alligator qisqichidan foydalanib, boshqa uchiga 0 va 220 da ulang. Bu nisbat kuchlanishni ko'paytiradi. devordan 1,8 ga.

Birinchi transformatordan keladigan alligator qisqichlarining uchlarini ikkinchi transformatorga 0 va 120 da ulang. Yana 2 ta alligator qisqichidan foydalanib, 0 va 220 da transformatorning boshqa uchiga qisqichlarni ulang. 1,8 ga kuchlanish, jami 3,6.

10 -qadam: Kondansatkichlarni zaryadlash (2)

MUHIM: elektr simining uchiga tegmang, aks holda elektr toki urib ketadi. Ochiq simlarni elektr tasmasi bilan o'rab oling, shunda ularga tega olmaysiz. Transformatorga ulangan alligator qisqichlarining uchiga ham tegmang.

11 -qadam: Kondansatkichlarni zaryadlash (3)

Ikkinchi transformatorning uchiga ulangan timsol qisqichlarining uchidan kuchlanishni multimetr bilan 450V AC dan yuqori sozlamada tekshiring (to'g'ri chiziq emas, V yonidagi chayqaluvchi chiziq). Devorga ulanganda simlar va ulangan narsalarning qarshiligi tufayli kuchlanish kutilganidan past bo'ladi.

12 -qadam: Kondansatkichlarni zaryadlash (4)

Devordan keladigan quvvat AC bo'lgani uchun va kondansatkichlar doimiy quvvat bilan zaryadlanishi kerak (uning uchida musbat va manfiy kutupluluğu bor), biz AC kuchini shaharga o'zgartirish uchun ko'prikni to'g'rilagichdan foydalanamiz. Alligator qisqichlarining uchlarini ikkinchi transformatordan ko'prik to'g'rilagichining 2 o'rta piniga ulang, alligator qisqichlari boshqa pimlarga tegmasligiga ishonch hosil qiling.

13 -qadam: Kondansatkichlarni zaryadlash (5)

Ko'prikni to'g'rilash moslamasining tashqi pinlari ustidagi belgi + yoki -bo'ladi. Yana 2 ta alligator qisqichidan foydalanib, ularni kondansatkichlarning + va - uchiga ulang.

14 -qadam: Kondensatorlarni zaryadlash (6)

Quvvat simini devorga ulang va kondansatkichlarning to'liq zaryadlanishini 30 soniya kuting. Quvvat simini ajratib oling.

MUHIM: bir vaqtning o'zida kondansatörlerin ikki uchiga tegmang, aks holda zarar etkazishi mumkin. Kondensatorlarning to'liq zaryadlanganligini multimetr yordamida to'liq zaryadlanganligini 450V DC dan yuqori bo'lgan joyda tekshiring (to'g'ri chiziq V yonida, chiziqli chiziq emas).

15 -qadam: Kondansatkichlarni zaryadlash (7)

QAYD: Yaratilgan quvvat manbai kuchlanishini oshirish uchun siz kondansatkichlarni ketma -ket ulashingiz mumkin (manfiy postdan musbat postgacha). Kondensatorlarning parallel ulangan har bir to'plami uchun bir xil miqdordagi kondansatkichlardan foydalaning (masalan: agar quyidagi rasmda parallel ravishda 3 ta kondansatör ulanishi tanlangan bo'lsa, ketma-ket 3 ta parallel ulangan kondansatkichli 6 ta kondansatörli ulang.).

Bu misolda 900 voltlik quvvat manbai uchun parallel ulangan 2 ta kondansatkichlar ketma-ket ulangan. Parallel ulangan kondansatkichlarning har bir to'plami 940 uF umumiy sig'imga ega bo'ladi.

16 -qadam: Railgunni o'rnatish

Marmarni tayoqning bir chetidan magnitning bir qismidan yuqorisiga o'rnating. Kondensatorning manfiy uchini, ilgari ishlatilgan batareya kabi, alligator qisqichi bilan temir yo'l uchlaridan biriga ulang. Boshqa alligator qisqichidan foydalanib, qisqichning bir uchini boshqa relsga ulang, qisqichning boshqa uchini bo'sh qoldiring.

17 -qadam: Railgun o'qini otish

Kondensatorning musbat uchini boshqa tayoqqa ulangan alligator qisqichining bo'sh uchiga ulang va o'q otiladi.