Загадочный шар

.
Простой шарик от пинг-понга непрерывно вращается на двух иголках. Не правда ли, загадочно? На самом деле все очень просто: это замаскированный под шар электрический моторчик. Правда, моторчик не совсем обычный — у него нет коллектора. В обычных электродвигателях коллектор обеспечивает переключение полярности напряжении при вращении якоря, чтобы вращение сохранялось непрерывным. В данном электродвигателе роль переключателя выполняет транзистор, включенный по схеме рис. 1.

схема вечного маятника

рис.1

Здесь L2 — катушка электромагнита статора (он неподвижен), L1 — катушка обратной связи. Ротор представляет собой два небольших постоянных магнита, размещенных перпендикулярно оси вращения. Рассмотрим принцип действия бесколлекторного электродвигателя, предположил, что северный полюс роторного магнита находится вблизи катушки L2. Ток коллектора, проходящий через L2, имеет такое направление, при котором создаваемое им магнитное поле притягивает магнит. Когда магнит ротора приближается к катушкам L1 и L2, он наводит в L1 напряжение, увеличивающее напряжение смещении между эмиттером и базой транзистора.

Это вызывает соответствующее возрастание тока коллектора и, следовательно, увеличивает силу, под действием которой притягивается магнит ротора, пока вследствие дальнейшего вращения северный полюс магнита не начнет удаляться от катушки статора. Теперь к катушке L2 приближается южный полюс роторного магнита. В катушке обратной связи L1 индуцируется напряжение противоположной полярности, вследствие чего транзистор закрывается, т. е. его коллекторный ток уменьшается до нуля. Значит, катушка L2 не будет оказывать никакого воздействия на вращающийся роторный магнит до тех пор, пока северный полюс магнита снова не приблизится к катушке статора.

После этого процесс повторяется. Параллельно катушке L1 включен переменный резистор R1 который служит для того, чтобы, регулируя напряжение смещения, менять частоту вращения ротора. Таким образом, принцип действия несложен. Соответственно проста и конструкция «загадочного шара». Можно взять любой подходящий резиновый мяч или пластмассовый шарик, например головку от целлулоидной игрушки. Шар (или головка) насаживается на две большие иглы или на одну спицу. В последнем случае нижний конец спицы следует заточить.

Перпендикулярно оси в шаре надо просверлить сквозное отверстие. Диаметр его должен быть таким, чтобы в него можно было вставить небольшие магнитики (используйте, к примеру, магниты от малогабаритных бытовых мебельных защелок). Из куска жести размером 10X10 мм изготовьте подпятник — нижнюю опору оси ротора. В центре подпятника надо сделать углубление для острого конца оси. Форма верхнего подшипника и фиксатора оси ротора показана на рис. 2. Подшипник прижимается к катушке и с помощью пластинчатого фиксатора удерживает ось ротора вертикально.

конструкция вечного маятника

рис.2

Катушки L1 и L2 — тороидальные. Намотать их легче всего с помощью каркаса, представляющего собой цилиндрическую бобышку с двумя щечками. Прорези в щечках каркаса должны немного заходить в бобышку, чтобы после намотки катушек можно было временно скрепить их кусочками мягкой проволоки. Сначала на бобышку надо намотать несколько слоев бумажной ленты шириной 15 мм, а потом 700—800 витков провода ПЭВ диаметром 0,21 — 0,41 мм.

После намотки первых 700—800 витков сделайте отвод (петлю) и намотайте еще столько же витков в том же направлении. Намотку можно ускорить, зажав шпильку каркаса в ручную дрель. Отметим, что число витков некритично, так что не надо считать витки с точностью до одного. Намотанную катушку скрепите проволочками и снимите с каркаса. Обмотайте катушку изоляционной лентой (синтетической, цветной) и удалите проволочные стяжки. В выбранной подставке просверлите отверстия для выводов (их три) и приклейте катушку клеем или прижмите кольцеобразным хомутиком из полистирола или жести.

Внутри подставки разместите батарею 3336Л, переменный резистор типа СПО-0,5 или СПО-1, выключатель и транзистор типа МП42Б. После пайки соединений и проверки их правильности можно включить питание. Подтолкните ротор — он быстро наберет необходимую частоту вращения, которую можно изменять с помощью переменного резистора. На рис. 1 показана схема для транзистора прямой проводимости. Для транзистора обратной проводимости (МП38 и т. п.) достаточно поменять полярность подключения батареи.

А.И.Вдовкин, Занимательные электронные устройства, 1981 г.

.

При копировании материалов ссылка на сайт обязательна. Все права защищены.
Радиолюбитель-конструктор © 2015-2017


Яндекс.Метрика