81 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электронно механические схемы для маятника мощные

Ремонт электронно-механических часов

Электронные часы подразделяются на две основные конструктивные разновидности. Первая — это собственно механические часы с пружинным двигателем и электрическим подзаводом; вторая — электронные часы, источником энергии для которых служит электрическая батарея или аккумулятор.

Двигатель в таких часах отсутствует, а энергия источника питания используется для непосредственного приведения в действие регулятора хода.

Часы с электроподзаводом известны уже несколько десятилетий; чисто электронные часы, особенно наручные, появились в течение последних десятилетий. Все они являются более высокоточными по сравнению с механическими модификациями и могут непрерывно функционировать без смены источника тока в течение года и более.

Часы электромагнитного или магнитоэлектрического принципа действия

По принципу работы электронные часы можно подразделить на контактные, бесконтактные (транзисторные), синхронные, камертонные и т. д.

В контактных часах электрическая цепь питания привода регулятора хода замыкается при помощи контакта. В бесконтактных часах с той же целью применяется миниатюрный транзистор. Синхронные часы приводятся в действие синхронным электродвигателем. А камертонные часы в качестве регулятора хода располагают крошечным камертоном, колебания которого и приводят в движение их механизм.

В настоящее время существует несколько десяков различных типов контактных часов и почти столько же транзисторных. Определенной систематизации их конструкций не существует.

Здесь рассмотрены несколько наиболее интересных вариантов.

Электронно-механические контактные наручные часы

Принцип действия этих часов основан на взаимодействии постоянного магнита и электрической катушки. Импульс, приводящий в движение регулятор хода, в этих часах вызывается при помощи электрического контакта.

Если в механических часах движение стрелок осуществляется за счет энергии, подаваемой от заводной пружины через двигатель, а колебательная система баланс — спираль тоже расходует энергию пружины на поддержание колебательного процесса, при этом выполняя функции только лишь регулятора хода, то в электронно-механических часах система баланс — спираль — электромагнит выполняет одновременно две функции: регулятора и двигателя.

Энергия от баланса через колесную систему передается сразу на стрелки. Таким образом, кинематическая схема контактных электронно-механических часов заметно отличается от кинематической схемы обычных механических часов.

Компоновка механизма электронно-механических часов также отличается от обычной. В большинстве случаев в электронно-механических часах применяются балансы, которые по диаметру значительно больше, чем балансы в механических часах такого же размера. Это связано с тем, что большой баланс располагает и большей инерцией. Использование в электронно-механических часах такого баланса позволяет улучшить стабильность хода часов и значительно облегчает их работу.

Механизм часов собран в трех уровнях. На верхнем уровне располагается баланс, посередине — магнитная система, колесная передача и батарея, а внизу— стрелочный механизм. Через все три уровня проходит ось баланса, которая специально удлинена. Чтобы защитить ее от возможных повреждений при ударах, использованы специальные амортизаторы, подобные противоударным устройствам в механических часах.

В часах установлен элемент питания (батарейка). Одним из своих полюсов батарейка прикасается к токосъемной шине. По этой шине ток поступает в изолированную от остального механизма часов колонку, которая несет контактную пластину. Эта пластина продета сквозь проволочную петельку, закрепленную на второй пластине, также изолированной от остального механизма.

Другой полюс батарейки контактирует с массой всего механизма. В этом направлении ток от батарейки поступает через спираль на баланс, а оттуда — на закрепленную в прорези обода баланса катушку. Катушка соединена одним концом с самим балансом. Имейте в виду, все детали электронной схемы малогабаритных часов очень малы.

На балансе установлен контактный штифт, к которому подключается второй конец катушки. А под балансом располагается изготовленный из специального платиново-кобальтового сплава постоянный магнит большой мощности. Магнитопровод из электротехнической стали создает необходимую концентрацию магнитного поля на пути катушки и снижает рассеивание магнитного поля.

На оси баланса установлен ролик, в котором закреплен эллипс. Как только баланс приходит в движение и начинает колебаться, эллипс поочередно захватывает зубья храповика и вращает его. Когда храповик выходит из зацепления с эллипсом, его фиксирует магнит, также изготовленный из платиново-кобальтового сплава. Зубья стального храповика поочередно притягиваются к магниту, таким образом храповик фиксируется.

Когда движение баланса происходит в направлении рабочего хода, эллипс захватывает очередной зуб храповика и поворачивает его, в результате следующий зуб храповика оказывается в магнитном поле. Подтянутый магнитом храповик фиксируется в этом положении.

При обратном движении баланса эллипс не выводит зафиксированный зуб из поля магнита, так как смещает его лишь незначительно. Храповик опять притягивается магнитом и снова занимает исходное положение. Триб храповика, в свою очередь, находится в зацеплении с секундным центральным колесом. Это колесо при вращении сопряжено с минутным колесом. На втулке минутного колеса установлен минутный триб. Через вексельное колесо и его триб он соединяется с часовым колесом.

Кинематика часов такова: если вложить в них батарейку и качнуть баланс, то контактный штифт соприкасается с пластиной и электрическая цепь замыкается. Ток течет через катушку, из-за чего вокруг нее возникнет электромагнитное поле. В тот момент, когда катушка оказывается вблизи постоянного магнита, срабатывает контакт.

Из-за взаимодействия электрических полей катушки и магнита на катушку будет действовать сила, направленная на выталкивание катушки из магнитного поля. Движение приведет к тому, что баланс повернется и начнет вращаться. Когда же катушка выйдет из зоны действия магнита, контакт будет разомкнут и импульс перестанет поступать на баланс. Под воздействием спирали баланс изменяет направление своего вращения. Из-за этого катушка снова приближается к постоянному магниту. Но контакта не происходит, так как контактный штифт проходит мимо конца пластины, не прикасаясь к нему.

В наручных электронных часах необходимы некоторые дополнительные устройства. Дело в том, что при пуске часов нужно сообщить балансу начальный импульс. Для этого предназначено устройство в виде специальной системы рычагов. Одновременно это устройство предназначается и для защиты баланса от поломки при переводе стрелок.

Система рычагов тормозит баланс при включении механизма перевода стрелок.

Электронно-механические бесконтактные часы

Эти часы также снабжены электромагнитным приводом баланса, то есть приводом такого типа, в котором импульс балансу сообщается вследствие взаимодействия полей постоянного магнита и электрической катушки (рис. 1). Однако сам процесс формирования импульса в этих часах осуществляется не с помощью контакта, а посредством миниатюрного транзистора.

Рис. 7. Принципиальная схема работы электронно-механических часов:

Игрушка-сувенир «Крутильный маятник»

Игрушка представляет собой кру­тильный маятник, совершающий периодические вынужденные враща­тельные колебания. Источником механической энергии является малогабаритный электродви­гатель (виброзвонок сотового телефона), управляемый элек­тронным узлом, схема которо­го показана на рис. 1. На транзисторах VT1 и VT2 собра­ны ключи, поочерёдно откры­вающиеся и пропускающие то­ки разной полярности через обмотку электродвигателя М1. Управляет работой транзисто­ров микросхема CD4060BE (DD1), которая представляет собой 14-разрядный двоичный счётчик со встроенными эле­ментами для построения RC- генератора. Элементы R4 и С2 задают частоту этого генерато­ра. С помощью цепи R1C1 счётчик обнуляется при включении питаю­щего напряжения. Диоды VD1 и VD2 — развязывающие.

Временные диаграммы, поясняю­щие работу устройства, показаны на рис. 2. Маятник может находиться в трёх состояниях: усиление колебаний (нарастание угла поворота маятника), ослабление колебаний (плавное уменьшение угла поворота вплоть до полной остановки) и состояние покоя. Эти режимы обеспечиваются элементами R2, R3, VD1 и VD2. С выхода Q6 (вывод 4) через резисторы R2 и R3 импульсы поступают на базы транзис­торов VT1 и VT2. В зависимости от состояния выходов Q9 и Q10 (выводы 13 и 15) диоды VD1 и VD2 будут блокировать прохож­дение этих импульсов. В состоя­нии покоя оба диода открыты, импульсы на базы транзисторов не поступают, и они закрыты, поэтому электродвигатель обес­точен. В режиме усиления коле­баний оба диода закрыты, тран­зисторы поочерёдно открывают­ся и в результате через электро­двигатель протекают разнопо­лярные импульсы тока. В режи­ме ослабления колебаний от­рывается только один из тран­зисторов и через электродвига­тель протекают однополярные импульсы тока.

Читать еще:  Инструкция по эксплуатации газового инфракрасного обогревателя

Большинство элементов смонтиро­ваны на односторонней печатной плате из стеклотекстолита, чертёж которой показан на рис. 3. Применены резисто­ры МЛТ, С2-23, конденсаторы — К10-17. Транзистор КТ315В можно заменить транзистором серий КТ315, КТ3102, транзистор КТ361В — транзистором се­рий КТ361, КТ3107, диоды 1N5818 —дио­дами 1N5817, 1N5819, Д310, кнопка — B170G. Микросхема установлена в панель.

Конструкцию маятника поясняет рис. 4. Основанием служит плата 1. На ней закреплены стойки-держатели 11 (две штуки) батарей и собственно ма­ятник. Изготовление конструкции начи­нают именно с него. Два стальных «по­золоченных» шарика 4 (пули для пнев­матического пистолета) припаивают к отрезку стальной проволоки 5 диамет­ром 0,5…0,7 и длиной 50…70 мм. Ось 12 длиной 20..30 мм изготовлена из такой же проволоки, к ней припаивают отре­зок с шариками. Получившуюся кресто­вину соединяют с валом двигателя 2 с помощью отрезка 3 ПВХ изоляции от монтажного провода. Этот отрезок не­обходимо с усилием надеть на проволо­ку и ось виброзвонка, предварительно эксцентрик с вала виброзвонка удаляют.

В верхней части оси 12 делают петлю, в которую вставляют кольцо пружины 7 (изъята из привода автомобильного CD-проигрывателя). Пружину надо по­добрать не слишком упругую. Была при­менена пружина длиной около одного сантиметра, диаметр намотки — 3 мм, проволока — диаметром 0,15 мм. Верх нее кольцо пружины крепят к от­резку проволоки 8 с петлёй. Отре­зок вставляют в сквозное отверс­тие пластмассового стакана 9 (из­готовлен из стойки крепления от корпуса бытовой РЭА) и оборачи­вают вокруг него. Ко второму ста­кану 16 приклеивают двигатель 2.

Собранную таким образом ко­лебательную систему крепят к ско­бе 10 из стальной проволоки диа­метром 3 мм. На её концы надева­ют и приклеивают стаканы 9 и 16. Расстояние между концами скобы подбирают таким образом, чтобы пружина растянулась на 1,2… 1,5 длины в свободном состоянии.

Скобу 10 при­клеивают секундным клеем к пластмас­совому кубику 14, а его, в свою оче­редь, — к основанию 15 (ротор двигате­ля компьютерного DVD-привода). Вы­воды обмотки двигателя соединяют с переходной платой 13 (прямоугольный отрезок фольгированного стеклотекс­толита) медными обмоточными прово­дами ПЭВ-2 0,2, свитыми в спираль. Переходную плату приклеивают к осно­ванию 15. Маятник готов. В заключение к крестовине приклеивают проволочную фигурку 6 (три отрезка провода ПЭВ-2 0,35). Основание 15 приклеивают к пла­те в последнюю очередь. Со стороны печатных проводников по краям платы приклеены четыре резиновых амортиза­тора диаметром 3.. .4 и высотой 2.. .3 мм.

Каждая из батарей составлена из двух элементов типоразмера ААА (рис. 5). Элементы крепят к плате 1 с помощью стоек-держателей 4, изготовленных из отрезков односторонне фольгированного текстолита размера­ми 5×95 мм. К ним припаяны стальные проволочные (от стальных канцеляр­ских скрепок) фиксирующие петли 2, минусовые 5 и плюсовые 3 контакты. Чтобы не было короткого замыкания между плюсовыми и минусовыми кон­тактами, в нижней части стоек-держа­телей фольга перерезана.

Налаживание проводят в следующем порядке. Временно отключают диоды VD1 и VD2 и подборкой резистора R4 добиваются возникновения устойчивых кручений маятника. После подключения диодов подборкой резисторов R5 и R6 добиваются устойчивой работы уст­ройства с импульсным потребляемым током 30…45 мА.

Видео работы маятника (скачать)

Автор: Д. МАМИЧЕВ, п. Шаталово Смоленской обл.

Возможно, вам это будет интересно:

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/28785

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Электронно механические схемы для маятника мощные

  • Вы здесь:
  • Главная
  • Уроки начинающим
  • Часть2 — Переменный ток
  • 6. Резонанс
  • 1. Электрический маятник

1. Электрический маятник

Электрический маятник

Конденсаторы запасают энергию в виде электрического поля. Электрически этот запас проявляется в форме потенциала или статического напряжения. Катушки индуктивности запасают энергию в виде магнитного поля. Электрически этот запас проявляется в форме кинетического движения электронов или тока. Конденсаторы и катушки индуктивности являются разными сторонами одной реактивной монеты, они сохраняют и высвобождают энергию взаимодополняющими способами. Если эти два типа реактивных компонентов соединить вместе, то можно получить необычные результаты.

Если конденсатор или катушка индуктивности изначально находятся в заряженном состоянии, то эти два компонента будут обмениваться энергией между друг другом, создавая собственные циклы переменного напряжения и тока. Давайте предположим, что оба компонента подверглись внезапной подаче напряжения (например, от мгновенного подключения батарейки). Конденсатор в данном случае будет очень быстро заряжаться, а катушка индуктивности будет противостоять изменению тока, оставляя конденсатор в заряженном состоянии (сама катушка при этом будет оставаться в разряженном состоянии):

Далее, конденсатор начинает разряжаться, напряжение на нем снижается. Катушка индуктивности в этот момент начинает наращивать «заряд» в виде магнитного поля, увеличивая ток в цепи:

Заряжающаяся Катушка индуктивности будет поддерживать поток электронов в цепи до тех пор, пока конденсатор не разрядится полностью (до нулевого напряжения):

Катушка индуктивности будет поддерживать ток в цепи даже при отсутствии приложенного напряжения. Она будет генерировать напряжение (как батарея), чтобы сохранить ток в схеме. Конденсатор, являясь получателем этого тока, начнет накапливать заряд противоположной полярности:

Когда катушка индуктивности полностью разряжается, поток электронов в цепи останавливается. Конденсатор в этот момент времени достигает полного заряда (максимального напряжения) противоположной полярности:

Теперь наша схема находится в состоянии, очень похожем на исходное: конденсатор полностью заряжен, ток в цепи отсутствует. Конденсатор, как и раньше, начинает разряжаться через катушку индуктивности, вызывая увеличение тока (в противоположном изначальному состоянию направлении) и уменьшение напряжения:

В конце концов, конденсатор полностью разряжается (до 0 вольт), а катушка индуктивности полностью заряжается (до максимального тока в цепи):

Далее, катушка индуктивности снова будет действовать как батарея, поддерживая ток в том же направлении. Конденсатор при этом начнет заряжаться, а ток будет уменьшаться по величине:

И наконец, конденсатор снова полностью зарядится, а катушка индуктивности полностью разрядится. Напряжение снова будет на положительном пике, а ток будет равен нулю. Это действие завершает один полный цикл обмена энергией между конденсатором и катушкой индуктивности:

Амплитуда этих колебаний будет постепенно уменьшаться (за счет паразитных сопротивлений цепи), пока процесс не остановится полностью. В целом, такое поведение рассмотренной цепи очень похоже на поведение маятника. Если при раскачивании маятника происходит превращение кинетической энергии (движение) в потенциальную (высота), то в электрической цепи происходит передача энергии от конденсатора к катушке индуктивности и обратно посредством чередующихся форм тока (кинетическое движение электронов) и напряжения (потенциал электрической энергии).

На пиковой высоте каждого колебания маятник кратковременно останавливается, и изменяет направление своего движения. Именно в этот момент потенциальная энергия (высота) имеет максимальное значение, а кинетическая (движение) находится на нуле. Когда маятник движется от одного пика к другому, он быстро проходит через точку, в которой его линия направлена вертикально вниз. В этот момент его потенциальная энергия (высота) равна нулю, а кинетическая энергия (движение) имеет максимальное значение. По аналогии с вышерассмотренной цепью, амплитуда колебаний маятника будет постепенно уменьшаться (за счет сопротивления воздуха), пока процесс не остановится полностью. Кроме того, колебания маятника можно наглядно отобразить при помощи двух синусоид (несовпадающих по фазе на 90 градусов), которые отслеживают положение маятника, и изменение его скорости во времени:

Читать еще:  Защитные мероприятия в электроустановках

В физике такой вид естественных синусоидальных колебаний для механической системы называется простыми гармоническими колебаниями. Колебания, происходящие в LC-цепи, подчиняются тем же основным принципам, что и колебания маятника. Интересным свойством любого маятника является то, что период его колебания зависит не от массы подвешенного объекта, а от длины нити, на которой подвешен этот объект. Именно поэтому колебания маятника будут происходить все время с одинаковой частотой, даже несмотря на постепенное снижение амплитуды этих колебаний. Таким образом, скорость колебаний не зависит от накопленной энергии.

Все это верно и для LC-цепи. Скорость колебания зависит только от «размеров» конденсатора и катушки индуктивности, а не от пиковой величины напряжения или тока. Способность такой схемы сохранять энергию в форме «колеблющихся» напряжения и тока дала ей название колебательного контура. Возможность поддержания одной единственной, собственной частоты, независимо от количества сохраненной энергии, дает этой цепи особое значение в схемотехнике.

Однако, способность «колебаться» или резонировать на определенной частоте не ограничивается схемами, предназначенными только для этой цели. Практически любая цепь переменного тока, в которой присутствует комбинация емкости и индуктивности (LC-цепь), будет проявлять необычные эффекты при условии совпадения частоты источника питания с собственной частотой контура. Данное утверждение справедливо в независимости от назначения схемы.

Если частота питания точно соответствует собственной частоте LC-цепи, то говорят, что цепь находится в состоянии резонанса. В условиях резонанса необычные эффекты достигают своего максимума. По этой простой причине мы должны уметь рассчитывать резонансную частоту для различных комбинаций L и C, а так же знать эффекты этого резонанса.

Часы на транзисторе. Схема, описание. Что учесть, делая магнитный двигатель своими руками Электронно механические схемы для маятника мощные

Каждому из нас знакомо украшение в китайских часах, которое выполнено в виде «вечной» вертушки или маятника. Построить подобное чудо совсем несложно и займет это не более получаса. Взглянем на схему ниже:

При подаче на схему напряжения питания выключателем SB1 транзистор VT1 окажется закрытым, поскольку его база через катушку L1 будет соединена с эмиттером. Смещения нет, транзистор закрыт, тока через L2 тоже нет. Привяжем постоянный магнит к шнурку и качнем наш импровизированный маятник в непосредственной близости от катушек L1, L2 (они намотаны на одном каркасе). При его приближении в катушке L1 начнет наводиться ЭДС, которая откроет транзистор. Чем ближе магнит, тем сильнее открывается транзистор и тем больше ток в катушке L2, которая своим магнитным полем наш магнит начинает притягивать.

В момент, когда маятник проходит как раз над катушками, эти значения максимальны, а как только маятник по инерции начнет удаляться, ЭДС сменит знак и транзистор закроется. Таким образом, притягивается маятник только в первой половине периода, во второй он идет по инерции. Прямо как настоящие качели, которые мы раскачиваем, взмахивая ногами в первый полупериод качания. Диод VD1 предотвращает генерацию, которая может возникнуть на резонансной частоте контура L1, L2.

Теперь поговорим о конструкции наших качелей. Катушки L1 и L2 наматываются одновременно проводом диаметром 0.08 — 0.1 мм на каркасе подходящих размеров. Например, на таком:

Наматываем чем больше, тем лучше, до заполнения. Чем больше витков, тем меньшего напряжения для работы потребует маятник. При соединении катушек нужно соблюдать фазировку – начало первой соединить с концом второй. В качестве сердечника подойдет обрезок любого железного болта или даже болт целиком, если он короткий. Перед использованием этот болт нужно обжечь – нагреть докрасна на газу и остудить на воздухе.

Транзистор лучше взять с максимально возможным коэффициентом передачи. Подойдет любой маломощный германиевый (у меня работал даже кремниевый) прямой (p-n-p) проводимости. Если проводимость у транзистора обратная (n-p-n), то тоже не беда – достаточно сменить полярность подключения источника питания и диода VD1.

Маятник или качели выполняйте на свой вкус. Важно только чтобы магнит, расположенный на основании маятника, проходил в нескольких миллиметрах от сердечника катушки. Сам магнит – любой, чем мощнее, тем лучше, но ничего особенного искать не придется. Отлично подойдет кусочек «черного», ферритового магнита от динамической головки или железного – от старого детского моторчика.

В качестве источника питания используется пальчиковый или любой другой гальванический элемент, которого хватит на многие месяцы работы конструкции, причем от выключателя SB1 можно смело отказаться, поскольку в спокойном положении нашего маятника транзистор закрыт и потребление тока схемой минимально. Если магнит совсем уж слабенький или качели для него тяжеловаты, то можно увеличить напряжение питания до 3 В, включив два элемента последовательно.

На свойствах электромагнита основана работа огромного количества приборов и машин. Большинство маятников в современных электрических часах также работает под действием электромагнита. Попробуем разобраться в причинах, крторые заставляют неутомимо раскачиваться электрический маятник, и сделаем сами его небольшую модель.

Для этого нам понадобятся: самодельный электромагнит, такой же, какой мы изготовили при устройстве электрического звонка, жесть, одна-две батарейки или понижающий трансформатор.

Маятник вырезывается из жести по выкройке, изображенной на рисунке 1. Внутреннее отверстие выбивают стамеской по линиям чертежа, ударяя молотком по ее ручке. Для этого жесть с нанесенным на ней чертежом кладется на ровную доску твердой породы дерева. Затем, зачистив напильником острые заусеницы отверстия, вырезаете всю фигурку маятника обычными ножницами по внешнему контуру. После этого снова прошлифуйте мелким напильником все края, а нижнюю полоску — язычок — сверните в небольшую трубочку. В свернутом виде она будет служить обычным утяжеленным концом маятника. В верхней части фигурки просверлите или пробейте стальным шилом маленькое отверстие, края которого надо тщательно зашлифовать мелкой наждачной шкуркой. Это небольшое отверстие служит для того, чтобы надеть маятник на. стальную толстую иголку или отрезок вязальной спицы, забитый в верхнюю часть вертикальной стойки С (рис. 2).

Маятник надо повесить на иглу так, чтобы его нижняя часть, свернутая трубочкой, приходилась как раз над концами выступающих полюсов магнита, почти касаясь их, но
при раскачивании не задевала бы выступающие концы сердечника.

Чтобы избежать трения маятника о деревянную стоечку, наденьте на ось небольшой отрезок медной трубочки с хорошо отшлифованными краями. По бокам верхнего выступа маятника надо установить два медных гвоздика. Они будут удерживать маятник от слишком больших размахов.

Электрический ток подводится от батарейки или трансформатора (4 — 6 вольт), по схеме, указанной на рисунке 2. Все места соединений проволочек должны быть хорошо зачищены и припаяны.

Читать еще:  Как сделать отвертку для труднодоступных мест

На рисунке 2 вы видите тоненькую, упругую проволочку-прерыватель П. Прерыватель обеспечивает беспрерывное раскачивание^ маятника. Первый размах маятника надо сделать легким движением пальца, доведя его боковую часть до прерывателя. При этом электрическая цепь замкнется через один из верхних шпеньков, ток побежит по обмотке электромагнита, и его сердечник мгновенно притянет нижний утяжеленный конец якоря. Как только нижняя часть маятника потянется вниз, цепь разомкнется и маятник перейдет на противоположную сторону. Здесь другую боковую сторону маятника снова встретит прерыватель, который заставит магнит притянуть маятник вниз.

Так будет раскачиваться маятник до тех пор, пока вы не отсоедините всю модельку от источника тока — трансформатора или батарейки.

Очень занятную модель электромаятника можно сделать в виде качелей, а на сиденье их укрепить фигурку Буратино, вырезанную из бумаги или пробки. Маленький человечек — любимый герой ребят — будет взлетать и опускаться вниз самым загадочным образом.

(рис.1) может быть построен с применением разных физических магнитных эффектов в сочетании с эффектом гравитации. Для компенсации потерь на трение и создания незатухающих колебаний в обычном гравитационном маятнике предлагается дополнительно использовать попеременно силовое взаимодействие двух постоянных магнитов. Изменение характера силового 1, 2 осуществляется преобразователем 6.Он должен обеспечить притягивание постоянных магнитов 1, 2 маятника на спусковом полупериоде качания маятника, в момент их силового отталкивание после прохождения нижней точки траектории маятника. Этот (маятник) может быть построен на различных принципах и физических эффектах:

а) С использованием механического разворота неподвижного магнита 1 на 180 градусов при переходе маятника через нижнюю точку — например: пружинного типа с кулачком ;

б) Путем скачкообразного перемагничивания неподвижного магнита 1 в нижней точке магнита 2 (магнитный эффект Баркгаузена), причем электроэнергию и магнитное поле достаточное для перемагничивания магнита 1 получаем от индуктивной обмотки, размещенной на магните 1 и соединенной с накопителем электроэнергии;

в) С использованием комбинации эффекта Баркгаузена и термомагнитного эффекта Кюри. В этом случае в нижней точке траектории магнита маятника 1размагничиванием импульсным нагревом магнит 1 выше точки Кюри с импульсным перемагничиванием его (эффект магнитного триггера Баркгаузена) -при достижении магнитом 2 верхней точки траектории;

г) Механическое одного из магнитов на определенных участках траектории качания магнита маятника;

Parazit kotoryj mozhet ubity — Srochno

д) Электромагнтное управление магнитным полем магнита 1 -(усиление-ослабление) — магнитоэлектрический механический маятник -дополнение устройства индуктивной обмоткой, обвитой вокруг неподвижного магнита 1 с конденсатором и частотой колебаний контура равной частоте механических колебаний и регулируемой фазой колебаний этим колебательным электрическим контуром посредством индуктивности встречного магнитного поля компенсирующего магнитное поле магнита 1 на тормозных участках траектории с усилением его магнитного поля на разгонный траектории маятника магнита 2.

Электрические качели — хороший подарок для ребенка, а при добротной сборке можно развить идею до, например, офисного сувенира.Основу игрушки составляет простейшая нависная схема (хотя конечно лучше сделать на плате), состоящая из транзистора, диода и особо намотанной катушки, скрытая в дне. «Сиденье” качели — магнит, лучше выбрать неодимовый, их сейчас полно, хотя вполне сойдет и обычный.

Катушка мотается двойным проводом сечением каждый примерно 0.25-0.3 около 1500 витков, т.е. параллельно берутся 2 медных провода и мотаются на катушку. На схеме видно, что конец первого провода соединяется с началом второго. Форму катушки выбрал из логических соображений овальной, т.к. магнит, проходящий над ней, будет лучше взаимодействовать по длине большей диагонали эллипса. Сердечник не использовал, так что можете поэкспериментировать с ним. Мотать лучше аккуратно, виток к витку, но не обязательно.

Транзистор прямой проводимости, можно взять МП39…42, диод любой, батарейка обычная на 1.5 вольт. Для удобства лучше сделать выключатель.Прошу прощения за кустарную сборку, но я делал ее в школьные годы на голом энтузиазме по схеме из старого отцовского блокнота со схемами, так что толком неизвестно, откуда она взялась, и хотел просто как можно скорей увидеть, как она работает.

Запускается просто, включаете устройство и толкаете магнит, через пару секунд вы заметите, как интенсивно начнет колебаться маятник. Система будет лучше работать, если получится создать резонанс, т.е. равенство частот работы схемы и собственной частоты маятника, которая высчитывается по формуле. Здесь это достигается подгонкой всех параметров маятника. Закрепить шатун лучше на 2-х подшипниках, а не на 1-м как у меня.

На свойствах электромагнита основана работа огромного количества приборов и машин. Большинство маятников в современных электрических часах также работает под действием электромагнита. Попробуем разобраться в причинах, которые заставляют неутомимо раскачиваться электрический маятник, и сделаем сами его небольшую модель.

Для этого нам понадобятся: самодельный электромагнит, такой же, какой мы изготовили при устройстве электрического звонка, жесть, одна-две батарейки или понижающий трансформатор.

Маятник вырезывается из жести по выкройке, изображенной на рисунке 1. Внутреннее отверстие выбивают стамеской по линиям чертежа, ударяя молотком по ее ручке. Для этого жесть с нанесенным на ней чертежом кладется на ровную доску твердой породы дерева. Затем, зачистив напильником острые заусеницы отверстия, вырезаете всю фигурку маятника обычными ножницами по внешнему контуру. После этого снова прошлифуйте мелким напильником все края, а нижнюю полоску — язычок — сверните в небольшую трубочку. В свернутом виде она будет служить обычным утяжеленным концом маятника. В верхней части фигурки просверлите или пробейте стальным шилом маленькое отверстие, края которого надо тщательно зашлифовать мелкой наждачной шкуркой. Это небольшое отверстие служит для того, чтобы надеть маятник на стальную толстую иголку или отрезок вязальной спицы, забитый в верхнюю часть вертикальной стойки С (рис. 2).
Маятник надо повесить на иглу так, чтобы его нижняя часть, свернутая трубочкой, приходилась как раз над концами выступающих полюсов магнита, почти касаясь их, но
при раскачивании не задевала бы выступающие концы сердечника.
Чтобы избежать трения маятника о деревянную стоечку, наденьте на ось небольшой отрезок медной трубочки с хорошо отшлифованными краями. По бокам верхнего выступа маятника надо установить два медных гвоздика. Они будут удерживать маятник от слишком больших размахов.
Электрический ток подводится от батарейки или трансформатора (4 — 6 вольт), по схеме, указанной на рисунке 2. Все места соединений проволочек должны быть хорошо зачищены и припаяны.
На рисунке 2 вы видите тоненькую, упругую проволочку-прерыватель П. Прерыватель обеспечивает беспрерывное раскачивание маятника. Первый размах маятника надо сделать легким движением пальца, доведя его боковую часть до прерывателя. При этом электрическая цепь замкнется через один из верхних шпеньков, ток побежит по обмотке электромагнита, и его сердечник мгновенно притянет нижний утяжеленный конец якоря. Как только нижняя часть маятника потянется вниз, цепь разомкнется и маятник перейдет на противоположную сторону. Здесь другую боковую сторону маятника снова встретит прерыватель, который заставит магнит притянуть маятник вниз.
Так будет раскачиваться маятник до тех пор, пока вы не отсоедините всю модельку от источника тока — трансформатора или батарейки.
Очень занятную модель электромаятника можно сделать в виде качелей, а на сиденье их укрепить фигурку Буратино, вырезанную из бумаги или пробки. Маленький человечек — любимый герой ребят — будет взлетать и опускаться вниз самым загадочным образом.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×