Ev yapımı elektrikli sarkaç. Kendi elinizle manyetik bir motor yaparken nelere dikkat etmelisiniz Kendin yap manyetik sarkaç diyagramı

Hepimiz geleceği tahmin etme, geçmişten ve günümüzden gerçekleri öğrenme veya yüzeyde olmayan sorulara yanıt alma becerisine sahip değiliz. Ancak bu tür yeteneklerin başlangıcı her birimizde mevcuttur.

Başarıya ulaşmak için bunları geliştirmeniz gerekir veya büyülü konularda yardımcı olması için yardımcı nitelikleri kullanabilirsiniz. Bu makale, evde kendiniz yapabileceğiniz sihirli bir sarkaç gibi yararlı bir özellikten bahsedecek.

Sarkaç yapmak

Sarkaç, özel bir sihirli eşya mağazasından satın alınabilir, ancak kendi içinde herhangi bir süper güç içermez. Sonuçta, asıl önemli olan araç değil, onu kullanma becerisi ve deneyimidir. Temel olarak, sihirli bir sarkaç, iplik veya ince ipten yapılmış, üzerine ağırlık takılan sıradan bir sarkaçtır. Evde bir sarkaç yapmayı planlıyorsanız yük olarak sıradan bir somun, yüzük, taş, çekül veya başka herhangi bir şey kullanabilirsiniz. küçük nesne. Önemli olan simetrik olması, herhangi bir yöne sarkmaması ve bir ipliğe dikey olarak asılmasıdır.
İstediğiniz uzunlukta iplik yapabilirsiniz, ancak yeni başlayanlar için 20-30 santimetre uzunluğunda bir iplik kullanmak daha iyidir. İpliğin diğer ucuna tutunması rahat olacak bir düğüm atmak en iyisidir. Böyle bir sarkacı kullanmak için onunla nasıl çalışacağınızı ve bilgi alacağınızı öğrenmeniz gerekir.
Sarkaçtan bilgi alma
Yemek yemek büyük sayı sarkaçla çalışma teknikleri. Bir sarkaç yardımıyla hastalıkları teşhis edebilir, su arayabilir, kaybolan şeyleri belirleyebilir, çeşitli türler evdeki enerji vb. En basit durumu ele alacağız - yanıt almak sorulan soru. Bunun için öncelikle sarkacın size nasıl “evet” ve “hayır” göstereceğini belirlemeniz gerekiyor. Emekli olmaya çalışın, ruhunuzu ve bedeninizi sakin bir duruma getirin. Sarkacı ipten tutun, böylece diğer uçtaki ağırlık serbestçe asılı kalsın. Ağırlık salınmayı bırakıp olduğu yerde donduğunda sarkaca şunu sorun: "Bana EVET cevabını göster." Sarkaçınız bir yandan diğer yana salınmaya veya bir yönde bir daire şeklinde dönmeye başlayacaktır. Bu hareketi unutmayın, bu hareketle sarkaç sorularınıza olumlu cevap verecektir. Benzer şekilde sarkaca "Bana HAYIR cevabını göster" diye sorun. Bu hareketi de unutmayın. Bundan sonra siz ve sarkaç sorularınızı nasıl cevaplayacağı konusunda birbirinizle anlaştığınızda, ona EVET veya HAYIR cevabı gerektiren sorular sormaya başlayın. Basit olanlarla başlayın spesifik konular Sarkaçınızı test etmek için geçmişten. Başarılı olduğunuzda daha karmaşık sorulara, gelecekle ilgili sorulara geçin.
Sarkaç çalışmanızda iyi şanslar! Ve unutmayın ki başarı, yaptığınız işe inanıp inanmamanıza bağlıdır. Sonuçta, işaretler bile yalnızca inandığınız işaretler gerçekleşir, çünkü tüm düşünceler maddidir.

Her birimiz dekorasyona aşinayız çin izle"Sonsuz" bir fırıldak veya sarkaç şeklinde yapılmış. Böyle bir mucizeyi yaratmak hiç de zor değil ve yarım saatten fazla sürmeyecek. Aşağıdaki şemaya bir göz atalım:

Devreye SB1 anahtarı ile besleme voltajı uygulandığında, tabanı L1 bobini aracılığıyla vericiye bağlanacağından transistör VT1 kapatılacaktır. Önyargı yoktur, transistör kapalıdır ve L2'den de akım yoktur. Haydi bağlayalım kalıcı mıknatıs kordona bağlayın ve doğaçlama sarkacımızı L1, L2 bobinlerine yakın bir yerde sallayın (aynı çerçeveye sarılmışlardır). Yaklaştıkça L1 bobininde bir EMF indüklenmeye başlayacak ve bu da transistörü açacaktır. Mıknatıs ne kadar yakınsa transistör de o kadar açılır ve manyetik alanıyla mıknatısımızı çekmeye başlayan L2 bobinindeki akım da o kadar büyük olur.

Sarkacın bobinlerin hemen üzerinden geçtiği anda bu değerler maksimumdur ve sarkaç ataletle uzaklaşmaya başlar başlamaz EMF işaret değiştirir ve transistör kapanır. Böylece sarkaç, periyodun yalnızca ilk yarısında çekilir, ikincisinde ise ataletle hareket eder. Tıpkı gerçek bir salıncak gibi, salıncağın ilk yarısında bacaklarımızı sallayarak sallıyoruz. Diyot VD1, L1, L2 devresinin rezonans frekansında oluşabilecek oluşumu engeller.

Şimdi salıncağımızın tasarımından bahsedelim. L1 ve L2 bobinleri, çerçeve üzerine 0,08 - 0,1 mm çapında tel ile aynı anda sarılır uygun boyutlar. Örneğin bu konuda:

Dolana kadar ne kadar çok sarırsak o kadar iyi olur. Ne kadar çok dönüş olursa sarkacın çalışması için o kadar az voltaj gerekir. Bobinleri bağlarken fazlamaya dikkat etmelisiniz - birincinin başlangıcını ikincinin sonuna bağlayın. Çekirdek olarak herhangi bir kesici malzeme kullanılabilir. demir cıvata hatta kısaysa cıvatanın tamamı. Kullanmadan önce bu cıvatanın ateşlenmesi gerekir - gaz üzerinde kırmızı-sıcak ısıtılmalı ve havada soğutulmalıdır.

Mümkün olan en yüksek iletim katsayısına sahip bir transistör almak daha iyidir. Herhangi bir düşük güçlü germanyum (hatta silikon) doğrudan (p-n-p) iletkenliği yeterli olacaktır. Transistörün iletkenliği ters çevrilmişse (n-p-n), o zaman bu da bir sorun değildir - sadece güç kaynağı ile VD1 diyotunu bağlama polaritesini değiştirin.

Zevkinize uygun bir sarkaç veya salıncak yapın. Sarkacın tabanında bulunan mıknatısın bobin çekirdeğinden birkaç milimetre geçmesi önemlidir. Mıknatısın kendisi herhangi bir şey olabilir, ne kadar güçlü olursa o kadar iyidir, ancak özel bir şey aramanıza gerek yoktur. Dinamik bir kafadan bir parça "siyah" ferrit mıknatıs veya eski bir çocuk motorundan demir bir parça mükemmel çalışacaktır.

Güç kaynağı olarak parmak tipi veya başka herhangi bir tip kullanılır. galvanik hücre Yapının aylarca çalışması için yeterli olan ve sarkaçımızın sessiz konumunda transistör kapalı olduğundan ve devrenin akım tüketimi minimum olduğundan SB1 anahtarı güvenli bir şekilde terk edilebilir. Mıknatıs çok zayıfsa veya salınımı çok ağırsa, iki elemanı seri bağlayarak besleme voltajını 3 V'a artırabilirsiniz.

Çok sayıda cihazın ve makinenin çalışması elektromıknatısın özelliklerine dayanmaktadır. Modern elektrikli saatlerde bulunan sarkaçların çoğu aynı zamanda bir elektromıknatıs tarafından da çalıştırılır. Elektrikli sarkacın yorulmadan sallanmasına neden olan nedenleri anlamaya çalışalım ve onun küçük bir modelini kendimiz yapalım.

Bunun için ihtiyacımız olacak: elektrikli zil, kalay, bir veya iki pil veya düşürücü transformatör yaparken yaptığımızın aynısı ev yapımı bir elektromıknatıs.

Sarkaç, Şekil 1'de gösterilen desene göre kalaydan kesilir. İç delik, çizimin çizgileri boyunca bir keski ile çekiçle sapına vurularak kesilir. Bunu yapmak için, üzerinde çizimin yazılı olduğu teneke düz bir parke tahtası üzerine yerleştirilir. Daha sonra deliğin keskin çapaklarını bir eğe ile temizledikten sonra, sarkaç figürünün tamamını dış kontur boyunca sıradan makasla kesin. Bundan sonra, tüm kenarları ince bir eğe ile tekrar zımparalayın ve alt şeridi - dili - küçük bir tüpe yuvarlayın. Katlandığında, bir sarkacın olağan ağırlıklı ucu olarak hizmet edecektir. Şeklin üst kısmını çelik bir bızla delin veya delin küçük delik kenarları ince zımpara kağıdı ile dikkatlice zımparalanmalıdır. Bu küçük delik sarkacın takılmasına hizmet eder.

dikey direk C'nin üst kısmına kalın bir çelik iğne veya bir parça örgü iğnesi çakılır (Şek. 2).
Sarkaç bir iğneye asılmalıdır, böylece bir tüp içine yuvarlanan alt kısmı mıknatısın çıkıntılı kutuplarının uçlarının hemen üzerinde yer alacak, neredeyse onlara dokunacaktır, ancak

sallanırken çekirdeğin çıkıntılı uçlarına temas etmeyecektir. Sarkacın ahşap bir stand üzerinde sürtünmesini önlemek için, kenarları iyi cilalanmış küçük bir bakır boru parçasını eksene yerleştirin. Yanlardaüst çıkıntı

Sarkacın iki bakır çiviyle kurulması gerekiyor. Sarkacın çok fazla sallanmasını önleyecekler.

Şekil 2'de ince, elastik bir tel kesici P görüyorsunuz. Kesici sarkacın sürekli salınımını sağlar. Sarkacın ilk salınımı, yan kısmı kırıcıya getirilerek parmağın hafif bir hareketiyle yapılmalıdır. Bu durumda, elektrik devresi üst pimlerden birinden kapatılacak, akım elektromıknatısın sargısından geçecek ve çekirdeği, armatürün alt ağırlıklı ucunu anında çekecektir. Sarkacın alt kısmı aşağı çekildiğinde zincir açılır ve sarkaç aşağıya doğru hareket eder. karşı taraf

. Burada sarkacın diğer tarafı yine bir kesiciyle karşılaşacak ve bu da mıknatısın sarkacı aşağı çekmesine neden olacaktır.

Modelin tamamını akım kaynağından (bir transformatör veya akü) ayırana kadar sarkaç bu şekilde sallanacaktır.

Elektrikli sarkacın çok ilginç bir modeli salıncak şeklinde yapılabilir ve koltuğa kağıttan veya mantardan kesilmiş bir Pinokyo heykelciği takabilirsiniz. Çocukların en sevdiği kahraman olan küçük adam, en gizemli şekilde uçacak ve düşecek. İşin garibi, Runet gibi devasa bir bilgi deposunda bile, bunu kendi başınıza nasıl yapacağınıza dair ciddi bilgileri yakında bulamayacaksınız. Şüphesiz bu cihazın sade tasarımı hemen dikkatinizi çekecektir. Ancak ciddi bilgiler, çalışma prensiplerinin bir açıklamasını aramanız gerekecek. Bir arama motoruna “nasıl yapılır” ifadesini yazdıysanız manyetik motor kendin yap" yazısını okuduysanız ve bu makaleyle karşılaştıysanız, bir dereceye kadar şanslı olabilirsiniz. Sonraki - bu cihazın çalışma özellikleri ve bir örneği hakkında.

en basit model Böyle bir motorun gücü doğrudan manyetik kütleye bağlıdır - mıknatıs ne kadar güçlü olursa motor o kadar güçlü olur. Ancak bu kural görecelidir. Bir örnek verilebilir: hacmi olan dev bir mıknatıs. metreküp . Ağırlığı 8 ila 12 ton arasındadır. Kendisi devasa bir güç alanı yaratıyor, dolayısıyla ona yaklaşmak bile tehlikeli. Bu arada, gerçek hayat böyle bir fenomen neredeyse imkansızdır. Böyle bir mıknatıs, onu bir düğüm halinde taşıyacak trenin raylarını bağlayabilir, arabayı buruşturabilir ve ona sıkıca yapışabilir. Peki bu örnek neyi gösteriyor? Bir yandan manyetik kütle ne kadar büyükse o kadar iyidir. Ancak belli bir limite kadar. Çok fazla mıknatıs kütlesi bir azalmadır Motor verimliliği

Bir cihaz şeması çizerken dikkate alınması gereken birkaç nokta vardır. Öncelikle hareketli parça olarak kullanılan eleman manyetik alan içerisinden kayamaz. İtici güç, alanın düzgünsüzlüğünden dolayı ortaya çıkar - hayır itici güçler sabit bir alanda. Yukarıdaki olgunun etkisi altında çalışan cihazlar etkisizdir. Kendi ellerinizle kalıcı mıknatıslı bir motor istiyorsanız bu dikkate alınmalıdır. Böyle bir cihazın gücü bir takım nedenlere bağlıdır. Her şeyden önce - kapanıştan itibaren manyetik alançalışma aralığında manyetik çekirdek olmadan tasarımın verimliliği çok düşük olacaktır. Motorun "özgür mucitleri" çoğu zaman bu kuralları dikkate almadıkları için, kural olarak ya başarısız olurlar ya da yaratımları yetersiz çalışır. Böyle bir cihazın imalatında en önemli şey sürüş momentinin doğru belirlenmesidir.

Şimdi doğrudan kendi ellerinizle manyetik bir motorun nasıl yapılacağı hakkında konuşalım. Okuyucuya en basit modeli sunulacaktır. Nadir toprak alaşımından yapılmış küçük bir mıknatısa ihtiyacınız olacak. ana detay tasarımlar. Ne kadar küçük olursa o kadar iyidir. Bu mıknatısta küçük bir delik olmalı.

Bu arada, bu deneyden sonra mıknatıs özelliklerini tamamen kaybedecek, o yüzden kaybetmekten çekinmeyeceğiniz bir tane kullanın. Ayrıca tel kalın çelik ve ince bakıra da ihtiyacınız olacak. Ayrıca bir mum almanız gerekecek gerekli boyutlar. Ters P harfi şeklinde bir sallanan sarkaç için taban yapmak için tel kullanın (tabanı ahşap olmamalıdır). Üzerine bir mıknatıs asın. Bunu yapmak için içine ince bir bakır tel geçirmeniz gerekir.

Yapının iç tarafına normal bir mıknatıs asın, küçük olan ona çekilecek kadar zayıf, ancak sarkacın sapma açısı küçük olacak, küçük mıknatısın yandaki büyük olana dokunması için yeterli olmayacak, ama altına koyduğunuz mumun alevi yeter ki kabul ettiğinde onu etkilemedi. dikey konum. İkincisini kullanırken dikkatli olun. Yani mumu, büyük mıknatısa çekilmeye başladığı anda küçük mıknatısın altına gelecek şekilde yerleştirmelisiniz.

Ateş onu manyetiklikten arındırır ve aynı zamanda özelliklerini kaybeder ve bu nedenle sarkaç kesinlikle dikey bir pozisyon alır. Küçük mıknatıs soğuduğunda tekrar büyük olana doğru çekilmeye başlar. Sarkaç salınımlarının bu döngüsü, mum yanana veya mum çıkarılıncaya kadar durmayacaktır.

Kendi elinizle daha “ciddi” bir manyetik motor yapmak için diyagramları incelemeye ve bunun için gerekli parçaları seçmeye değer. Ancak böyle bir cihazın çalışmasını neyin sağladığını bilmek de aynı derecede önemlidir. Kendi elinizle motor yapmak o kadar da zor değil; bunu neredeyse herkes yapabilir.

Geleneksel bir mekanik saatin ana unsuru, bir ağırlık veya yay tarafından tahrik edilen bir sarkaç veya dengedir. Bu tür saatler düzenli ve sık kurulmayı gerektirir, bu da bazı rahatsızlıklar yaratır.

Birçok tasarımcı, ağırlıkları ve yayları olmayan bir saat yaratma sorunu üzerinde uzun süre çalıştı ve bunun sonucunda elektromekanik saatler ortaya çıktı. Bunlarda sarkaç, bir kaynaktan güç alan bir elektromıknatıs tarafından tahrik edilir. elektrik akımı. Sarkaç denge konumuna yaklaştığında (Şekil 1), onunla ilişkili kontaklar kapanır ve elektromıknatıs sargısından akım akar. Sarkaca, sabit bir elektromıknatıs tarafından çekilen yumuşak bir demir çapa tutturulmuştur.

Pirinç. 1. Elektrik kontaklı saatlerin cihazı.

Elektromekanik saatler pil enerjisini çok ekonomik bir şekilde tüketir ve iyi bir doğruluğa sahiptir. Ama onların da zayıf nokta- elektromıknatıs devresini kapatan kontaklar. Sonuçta sadece bir yıl içinde milyonlarca kez kapanmaları gerekiyor ve bir süre sonra elektrikli saatler hatalı çalışmaya başlıyor. Ve eğer saat çok küçükse, örneğin bir kol saatiyse, o zaman içlerindeki minyatür kontaklar daha da güvenilmez çalışır. Transistörlerin gelişiyle temassız elektrikli saatler yaratmak mümkün hale geldi.

Şema Bir transistör üzerindeki temassız elektrik saati Şekil 2'de gösterilmektedir. 2. Sarkaç üzerine kalıcı bir mıknatıs bağlanır ve hareket ettiğinde sabit bobinin dönüşlerinde bir emk indüklenir. Bobin sargılarından biri transistörün tabanı ile vericisi arasına, ikincisi ise kolektör devresine bağlanır.

Pirinç. 2. Elektrik şeması bir transistördeki saat.

Sarkacın (mıknatısın) merkezi, denge konumunda bobinin ekseniyle kesişir. Sarkaç salındığında, L1 bobininde şekli eğri 1'de gösterilen bir emk indüklenir (Şekil 3). Bu şekilde, düz bir çizgiyle çizilen eğriler, sarkacın soldan sağa ve noktalı çizgiyle - sağdan sola hareket ettiğinde ortaya çıkan gerilim ve akımların diyagramlarını temsil eder. L1 bobininin sargısının uçları, sarkaç denge konumuna yaklaştığında, transistörün tabanında vericiye göre negatif bir voltaj görünecek şekilde bağlanır. Mıknatıs bobine yaklaştığında, dönüşlerinden geçen manyetik akıdaki artış nedeniyle meydana gelir. Denge konumunda manyetik akı bobin aracılığıyla maksimuma ulaşır. Bu anda voltaj sıfır olur. Daha sonra manyetik akı azalmaya başlar ve emk işareti ters yönde değişir. Mıknatıs bobinden uzaklaştığında uçlarındaki voltaj neredeyse kaybolur. İkinci yarı döngü sırasında resim tekrarlanır: Mıknatıs bobine yaklaştığında, L1 sargısında tabandaki voltajın negatif olacağı bir emk indüklenir. Bu voltaj darbesinin etkisi altında, temel devrede (eğri 2) bir akım akar ve transistörün kilidi açılır (Şekil 3).

Şekil 3. Şekil 2'de gösterilen saat devresi için sarkacın voltaj, akım ve enerji diyagramları. 2.
A sarkacın salınımlarının genliğidir,
O - denge konumu.

Kolektör devresine bağlı L2 bobininin dönüşlerinin yönü, kolektör akımı içinden geçtiğinde (eğri 3) mıknatısın bobine çekileceği şekildedir. Hareketi hızlanıyor.

Bir sarkacın salınım frekansı, geleneksel bir saatte olduğu gibi, neredeyse tamamen fiziksel parametrelerle belirlenir: uzunluk ve kütle dağılımı. Sarkacın kütlesi esas olarak mıknatıs ve montaj parçaları tarafından belirlenir. İşaret mekanizması kadran ile sarkaca bağlanır ve saat hazır hale gelir.

Saat tasarımı. Herhangi bir sarkaçlı saat veya "yürüteç", transistörlü saatler yapmak için oldukça uygundur. İçlerinde yalnızca tetikleme cihazını yeniden yapmak ve tabii ki yayı veya ağırlığı çıkarmak gerekir; işlevleri pil tarafından gerçekleştirilecektir.

Sıradan saatlerde sarkacı harekete geçiren eşapman cihazı Şekil 2'de gösterilen forma sahiptir. 4, a. Şekil 2'de gösterildiği gibi yeniden yapılmalıdır. 4, b. Üzerinde kelepçenin (3) serbestçe asılı olduğu eksene (1) bir külbütör kolu (2) lehimlenir. Sarkaç sola doğru hareket ettiğinde, kelepçe, mandallı çarkın (4) dişinin eğimli tarafı boyunca kayar ve etkisi altında. Yer çekimi, tepesinden dişlerin arasındaki boşluğa atlıyor. Sarkaç sağa doğru hareket ettiğinde, köstek dişin dik tarafına dayanır ve cırcır çarkını bir diş sola döndürür. Tekerleğin konumunu sabitlemek ve sağa dönmesini önlemek için, bir kenarı olan bir mandal yaprağı (5) onun üzerinde bulunur. Yaprağın ikinci kenarı, eksen (6) etrafında serbestçe döner. Cırcırlı çark sola döndüğünde, taç yaprağı dişlerin eğimli kenarları boyunca kayar ve üstlerinden atlayarak dişlerin dik kenarlarına yaslanır.

Pirinç. 4. Sıradan bir saatin eşapman mekanizması (a).
Bir sarkacın salınım hareketini dönüştürmek için bir transistör üzerindeki saat mekanizmasının cihazı dönme hareketi atıcı (b).

Sıradan "yürüteçlerden" yapılmış bir saatin monte edilmiş mekanizması Şekil 2'de gösterilmektedir. 5. Bu saatin sallanan kısmı, küpesi ve köpek yaprağı tenekeden yapılmıştır. Herhangi bir mıknatıs kullanılabilir. 100-200 g'lık bir yük taşıması gerektiğinden hacmi 3-4 cm3'ten az olmamalıdır. Açıklanan tasarımda 35 mm çapında bir hoparlörden halka mıknatıs kullanılmaktadır. Saatin hareketini ayarlamak için mıknatısın yukarı aşağı hareket edebilecek şekilde monte edilmesi gerekmektedir. Saatin acelesi varsa sarkaç (mıknatıs) indirilmelidir.

Şekil 5. Montajlı saat mekanizması.

Saat üreteci (Şekil 2), herhangi bir alaşım transistörünü, örneğin P13-P15 tipini çalıştırabilir. Jeneratörün çalışması transistörün akım kazancına bağlı değildir. Diyot D1, D7B-D7Zh tipinde kullanılabilir. Bir diyot yerine, verici veya toplayıcı kablosunun çıktığı germanyum alaşımlı bir transistörün verici veya toplayıcı bağlantısını kullanabilirsiniz. Jeneratör (Şekil 2) bir transistör kullanıyorsa iletkenlik n-p-n, daha sonra pilin ve D1 diyotunun polaritesi ters çevrilmelidir.

Elektromıknatıs bobini, iç çapı 20, dış çapı 48 ve genişliği 8 mm olan bir plastik veya kağıt çerçeve üzerine sarılabilir. Bobini dolana kadar iki kabloya sarmanız gerekir. Tel çapı - 0,09-0,15 mm. Sargıdan sonra ortaya çıkan iki sargı arasında kısa devre olup olmadığını kontrol etmek gerekir. Bir sargının başlangıcı diğerinin ucuna bağlanır ve transistörün emitör terminali bu noktaya bağlanır.

Diğer makalelere bakın bölüm.