Бруно Донат - Физика в играх

Этот недостаток устранить нетрудно: нужно и на пачке жестяных полосок тоже сделать обмотку.

Вы знаете уже, что при намагничивании железа любой его полюс можно сделать северным или южным. Все зависит от того, в какую сторону идет ток в обмотке. Значит, если ток пустить так, чтобы неподвижный подковообразный электромагнит был включен всегда одинаково, например, левый его полюс (рис. 132) был всегда южным, а правый — северным, тогда придется изменять направление тока только во вращающейся части электромотора, в так называемом якоре.

У нас на рис. 132 (вверху) показано, что получается.

Левый, южный полюс неподвижного электромагнита, так называемого статора, оттолкнет левый, тоже южный полюс якоря и потянет к себе правый, северный полюс. А правый полюс статора, наоборот, потянет к себе левый полюс якоря и оттолкнет правый. Значит, взаимодействие всех четырех полюсов, вместе взятых, заставит якорь быстро повернуться на оси.

Рис. 132

В тот момент, когда полюса якоря станут точно над винтами, нужно мгновенно перемагнитить якорь. Пере-магнитить его тоже очень легко. Нужно только переключить концы обмотки электромагнита якоря. Тогда окажется, что северные полюса опять вместе, южные — тоже вместе, они снова станут отталкиваться друг от друга (рис. 132, в середине), и вращение якоря продолжится в том же направлении.

Якорь пойдет именно вперед, а не обратно, потому что он успел немного разогнаться, и концы его проскочили над винтами дальше (рис. 132, внизу).

Примерно так же был устроен первый в мире электромотор, изобретенный русским ученым Якоби. Свой мотор Якоби построил более ста лет назад, в ноябре 1834 года.

Для нашего самодельного мотора (рис. 133) подберите два железных шурупа длиной примерно 4 сантиметра, с плоскими головками. Шурупы лучше взять толстые. Длину их не обязательно брать точно 4 сантиметра. Не следует брать короче, а если достанете длиннее, придется только удлинить стойки рамки, в которых держится ось. Палочки стоек должны быть на 1,5 сантиметра выше концов винтов, ввернутых в дощечку. Палочки нужно хорошо укрепить. Выдолбите в дощечке основания два отверстия и промажьте их внутри клеем. В эти отверстия заколотите палочки.

Рис. 133

Из жести вырежьте полоску шириной немного больше толщины палочек и такой длины, чтобы она как раз входила между ними. На длинные стороны полоски наложите обрезки проволоки толщиной примерно 1,5 миллиметра и обогните их краями полоски. Затем из такой же проволоки выгните две фигуры вроде буквы «П» и заложите их «ножками» в изгибы заготовленной полоски. Вытяните немного П-образные проволоки с обеих сторон, наденьте их на стойки и вдавите обратно (рис. 134). Проволоки войдут в канавки стоек, и полоска окажется крепко установленной. В ней будет вращаться ось якоря.

Рис. 134

Рис. 135

Якорь электромотора сделайте из 10–12 полосок жести таким способом, какой описывался вначале. Длину полосок рассчитайте так, чтобы они покрывали концы винтов, а ширину можно взять примерно 1–1,5 сантиметра. Готовый якорь оклейте бумагой и затем обмотайте проволокой. Длину обмотки рассчитайте так, чтобы она поместилась между полюсами статора. Концы якоря оберните полосками жести. Проволоку возьмите диаметром 0,3 миллиметра. Обмотку начните от середины, от того места, где проходит ось. Намотайте аккуратно, виток к витку, один ряд проволоки до того места, где должна окончиться обмотка, и, не разрывая проволоку, намотайте сверху второй ряд в ту же сторону Когда опять вернетесь к середине полосок (рис. 135), намотайте сверху третий ряд и обратно — четвертый. Не разрывая проволоку, так же обмотайте и другую половину якоря и завяжите концы обмотки нитками. Теперь на оси якоря нужно сделать приспособление для переключения тока в обмотке. Это приспособление называется коллектором и состоит из маленького цилиндрика с обкладками с двух сторон и пружинок — щеток.

Изготовить правильный цилиндрик нетрудно. Нарежьте из старого чертежа несколько полосок шириной 2 сантиметра. Приготовьте жидкий столярный клей или хороший конторский и намотайте бумагу на ось, все время смазывая ее клеем. Старайтесь мотать плотно, а о краях не заботьтесь — пусть получатся неровными, потом обрежете. Когда кончится одна лента, вторую не накладывайте на конец первой, а приклейте встык (рис. 136), иначе получится бугорок. Когда домотаете цилиндрик до диаметра 1 сантиметр, оторвите ленту, обвяжите цилиндрик нитками и положите высохнуть. Только что свернутый цилиндрик, еще мокрый от клея, мягок, а когда высохнет, станет крепким; тогда обрежьте острым ножом края с обеих сторон.