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关于磁场的物理小实验 简单自润滑电动机的做法

关于磁场的物理小实验 简单自润滑电动机的做法本设计是利用一支铅笔把两端削尖作为电动机的轴,这样不仅有强度,而且能自动地供给轴承石墨润滑,减少了额外摩擦。这个设计的亮点在于,采用铅笔做电动机模型的轴。好处是:

1、铅笔非常容易买到,而且很直;

2、铅笔芯有石墨成分,而石墨是很好的润滑剂,能够让轴顺滑地转动,所以称作“自润滑电动机”。

【制作方法】

1、转子:取一支六面体的铅笔,切下12厘米长一段,两端削尖,在中间上、下方各钻一孔,旋入两枚圆头螺钉,如图20.5-2所示。用0.35毫米的漆包线在上面一个圆头螺钉上绕三层线,再以同一方向在下面的圆头螺钉上同样绕三层线。

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2、换向器:将转子上引出的两个线头,留1.5厘米长,刮去线端的漆膜后,焊在两片瓦形小铜片上,在转子的左侧1厘米处,将铅笔别成长1.5厘米的一段圆柱。把两块瓦形小铜片互不接触地固定在这段圆柱上。

3、轴承:剪两块窄铁片,上端用铁钉敲一个不穿过的小窝,下端弯成直角,可将铅笔削尖的两端顶在小窝中。将轴承固定在底板上,如图20.5-3所示。

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4、电刷、剪两块狭长的磷铜片固定在换向器的两侧,要求松紧合适。

5、电磁铁:将两枚铁钉钉在底板上的两个竖木条上,与转子轴相平,两头距转子两端不超过2毫米,用0.35毫米漆包线在铁钉上绕三层线圈,再在另一支铁钉上以同一方向绕三层线圈,留有进出线头。线路安装如图20.5-4所示。

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【使用方法】

接通3伏电源,用手拨动转子帮助起动,电动机转子就迅速旋转。这种电动机的原理与前面一中所述的二极转子式电磁场直流电动机是完全一样的,只是结构更简单,适合学生的小制作。


关于磁场的物理小实验 简单自润滑电动机的做法

使用的工具有:钳子、螺丝刀、壁纸刀、剪刀、钉子、电烙铁等。 

使用的材料有:0.5mm直径漆包线2米、钕铁硼磁片4片、0.5mm厚的铜皮1块、两头削尖的铅笔1根、长方形木板1块、电池、电池盒、螺丝钉、双面胶等 。

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用的磁片比1角硬币略小,略厚。

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首先把铜皮剪成大小相等的2条,在一端用钉子钻孔,这个孔是给螺丝钉固定用的。

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在铜皮的另一端,相同高度的位置用钉子打“窝”。

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就是为了制作这样一个支架,铅笔两头的尖刚好嵌在两个“窝”里。

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把一截塑料管中间钻孔,铅笔从中间穿过去。我用的是废弃的水性笔笔管,喝珍珠奶茶的粗吸管更好。

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在塑料管的两端紧密地绕上漆包线,要求两端绕线的方向一致,而且匝数基本相同。最后把线头打结,防止散开。

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目前电动机的轴和线圈绕组都有了,下面开始制作换向器。剪一条窄的铜皮,绕铅笔一周,然后用钳子夹紧。

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把弯好的铜皮取下,用剪刀剪去多余的部分,形成一个内径为铅笔直径的铜环,再把这个铜环一分为二,成为换向器的2个部分。

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用双面胶把换向器粘在铅笔的一头,要求两个半环的边缘互不接触(可以用钳子分别把两个半环夹掉一些,变成略小于半环),且缝隙与线圈的径向垂直。

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把线圈两端的线头剥去绝缘漆,分别焊接在2片换向器上。

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如此电动机的转子部分就全部完成了。把转子安装上支架,轻轻转动。调节两侧铜皮对铅笔的挤压力,压力越小转子转动的阻力越小。另外要多转动几圈,一是能够把铅笔尖磨圆,二是磨下来的石墨能够充当润滑剂,让转子转动更顺滑。

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假如转子的一端略沉,可以用橡皮泥配重,这样能够让转子转动得更顺滑。

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摆好磁铁的位置,要求尽量接近转子,但不妨碍其转动。

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分别取两段漆包线,刮去两头的绝缘漆,用螺丝钉固定在换向器两侧的木板上,作为电刷。做电刷的漆包线端头弯成大于90度的角,压在换向器的中间位置。

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电刷是最难制作的部分了。电刷靠漆包线自身的弹性压在换向器上,要求两个电刷必须与换向器接触,又要尽量减少摩擦力。调整完成后分别向两个方向转动电动机的转子,转子依然转动顺滑,而且换向器始终与电刷接触,就算成功了。

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编者提示:本自制教具可辅以“磁场”部分的物理实验教学。

(选自:国家教育委员会教学仪器研究所主编,《初中物理自制教具》,人民教育出版社,1993年版第530-531页)

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