Умільців збирати всілякі механізми з підручних засобів в нашій країні ніколи не бракувало. Підтвердженням цих слів виступають радянські журнали великим тиражем (не згадувати назви), передачі на кшталт «Очманілі ручки», книги «Зроби сам», і численні відео в інтернеті. У цій статті розберемо двигун на воді.
визначення
Всі пристрої, які створені для перетворення енергії в механічну роботу, називаються двигунами.
Двигун на воді - визначення розмите. Під ним можна мати на увазі:
- гвинтові двигуни човнових типів (може використовувати двигун внутрішнього згоряння на воді, паровий і інші);
- двигуни на реактивній тязі (гідроцикли, БТР і знову-таки підводного човна);
- генератор, який перетворює енергію води в механічну роботу (двигун, який працює на воді);
- паровий двигун (двигун, що працює на воді, через простоту будови розглянуто в деталях не буде).
Паровий двигун влаштований так само: в котел заправляється пальне, в циліндрі закипає вода, важкий поршень зверху під тиском піднімається до тих пір, поки не відкриється клапан циліндра. За рахунок поршня починає рухатися механізм.
Про гвинтових двигунах
У водному транспорті переважно використовується наступний принцип: до двигуна (паровому, електричному, дизельному, бензиновому і, з меншою ймовірністю, газового) приєднують гвинт певних параметрів.
Про двигуни на реактивній тязі
По пристрою - воду пропускають через себе за рахунок гвинтів (у ракет трохи інший принцип). Особливість полягає в спрямованому струменю, за рахунок якої об`єкт починає рухатися. Для наочного уявлення варто згадати принцип роботи водяного насоса. Перевагами такої системи є ефективність роботи при високих оборотах і відносна безшумність.
Про водних генераторах
Якщо постане питання «як зробити двигун на воді?», То за рахунок обертання гвинта можна привести в рух ротор. Він, в свою чергу, викликає в котушках провідника магнітну індукцію. вона викликає змінний струм. Струм або безпосередньо надає руху об`єкт, або накопичує заряд в батареї. З батареї вже йде розподіл на потреби.
принцип складання
Розберемо приблизну структуру ланцюга, використовує електрогенератор, і причепимо до нього двигун на реактивній тязі. Це наочно покаже, як працює певний елемент. Ланцюг буде складатися з наступних компонентів: обертові лопаті для генератора змінного струму, перетворювача змінного струму в постійний, акумулятора, сумісного електродвигуна, системи реактивної тяги.
Для забезпечення працездатності генератора необхідно хоча б приблизно уявляти швидкість обертання ротора. Відштовхуючись від швидкості обертання, отримуємо уявлення про потужність, яку повинен виробляти генератор.
Електричний асинхронний генератор змінного струму складається зі статора (нерухомої частини) і ротора (обертається). Статор складається з блоку накладених один на одного листів металу діелектрика (не проводять струм) з вирізаними наскрізними пазами, і магнітних котушок, що вставляються в них. Котушки не повинні стикатися з блоком. Для цього використовуються спеціальні прокладки всередині, і стрілки зовні з ізолюючого матеріалу. За межі пазів вони виступати не повинні. Також ізолюються котушки один від одного. Форма і елементи ротора можуть відрізнятися один від одного.
Візьмемо за основу двигуни на воді своїми руками з розрахунком на три фази, так як даний вид найбільш поширений. Це означає, що буде використано три котушки однакових розмірів. У домашніх умовах при напрузі в 220 вольт постійного струму в 19 ампер, потрібно провід з перетином 1,5 міліметра. Працювати буде за умови споживання не вище 4,1 кіловата. Варто також врахувати частоту обертання. Кількість обертань в секунду вимірюється в герцах. У Росії прийнята чистота 50 Герц в секунду для електроніки. Провід на виході з`єднуються «трикутником» або «зіркою».
Про фізику
Ватт представляє твір ампер на вольт. Кіловат - це 1000 ват. Вольт дорівнює добутку Ампер (сила струму) на Ом (опір). Додаючи витки, ви збільшите потужність генератора, але і необхідну необхідну роботу при обертанні ротора. В даному випадку рекомендується відштовхуватися від вимог акумулятора на споживання, а не на віддачу.
Зрозуміло, можливо зробити розрахунки майбутнього виробу, але в цілях безпеки рекомендується поекспериментувати з малою потужністю ручного генератора, так як без досвіду з першого разу зібрати повністю робочу модель не вийде. Причиною цього можуть служити дрібні недоліки, невідповідні матеріали та інше, а наслідком порушення техніки безпеки - чиєсь життя. Використовуйте для початку акумулятор на 12 вольт і дріт меншого діаметру. Як ротора - простий феромагнітний сердечник (залізний циліндр підійде). Для початку можна зробити авто двигун на воді для якої-небудь машинки.
З генератора змінного струму потрібно зробити ланцюг з трансформатора (високої напруги в низьке), 4 діода прямокутником (односторонній рух), конденсатор (для безперебійності), резистор і стабілітрон (обмеження по верхній і нижній планці) і останнім регулятор. Вся ланцюг підключається до накопичувальної батареї. Від батареї безпосередньо двигун під гвинт. Двигун можна аналогічний виготовити.
З двигуна для реактивного руху робиться витяжка з проводів (з гідроізоляцією) або бобіна. Подовження розміщується у нижньої основи човна. Гвинт прикріплюється до нього. Форма гвинта, кути і кількість пелюсток на розсуд.
У маленькому розмірі вийде човен з ручною підзарядкою і соплом, що забезпечить високу швидкість. Якщо масштаб збільшити, то при правильному підході вийде потужний двигун на воді, а головне, з`являться навички.
На замітку
- В обов`язковому порядку використовуйте амперметр.
- Сила струму залежить від споживання і варіюється в залежності від нього.
- Провідники повинні бути покриті ізоляцією і не пошкоджені.
- Для вставки провідників в пази може використовуватися спеціальний інструмент або гумовий молоток.
- До відкритим елементам не можна торкатися до тих пір, поки вони працюють.
- Після виключення двигуна в ньому залишається залишковий заряд, варто дочекатися поки надлишок вийде або зняти його з допомогою додаткового приладу.
- Для зручності слід підключити разривателі ланцюга, щоб легко можна було відключати двигун на воді.
- Можливо, варто подумати про системі охолодження;
- Важливим елементом може стати реле для контролю напруги і пристрій захисного відключення.