Бруно Донат - Физика в играх
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.
Длина цилиндрика должна быть равной 1 сантиметру. На цилиндрике нужно сделать две обкладки. Хорошо, если достанете для них тонкую латунь. В крайнем случае можно взять и кусочки жести. Измерьте длину окружности цилиндрика, разделите пополам и вырежьте две обкладки шириной чуть меньше высчитанной. Длина обкладок должна быть такой же, как и длина цилиндрика. Обкладки похожи на лопату (рис. 136). К их «ручкам» присоединятся потом провода обмотки якоря. Готовые обкладки должны плотно прилегать к цилиндрику. Выгните их и привяжите нитками к цилиндрику, точно одну напротив другой. Между ними должны остаться узенькие щели.
Рис. 136
Вот и готов коллектор.
Прикрутите к «ручкам» очищенные от изоляции концы обмоток якоря, все равно, какой конец к какой «ручке». Теперь можно обмотать винты электромагнита статора и сделать щетки.
На каждый винт электромагнита намотайте аккуратно, виток к витку, по 4 ряда проволоки диаметром 0,4 миллиметра. Когда будете соединять обмотку одного винта с обмоткой другого, внимательно проследите, чтобы направления обмоток шли в разные стороны. Ведь нам нужно, чтобы один полюс магнита был северным, а другой — южным.
Щетки выгните из медной проволоки толщиной примерно 1 миллиметр. Они показаны на рис. 137 (внизу) и так просты, что описывать их не нужно.
Для удобного приспособления к мотору проводов сделайте по рис. 137 (вверху) пружинные клеммы. Их конструкция тоже вполне понятна по рисункам. Лучше всего, если достанете для клемм пружинящую латунь, но выйдут они хорошо и из жести.
Рис. 137
Остается правильно установить коллектор и присоединить концы обмоток статора. Задача коллектора — переключать ток в обмотке якоря. К обкладкам коллектора присоединены концы обмотки, а к щеткам подводится ток. На рис. 138 видно, что получается при вращении. Как только якорь становится над винтами, щетки переходят с одной обкладки на другую — значит, направление тока в якоре меняется, и он перемагничивается. Ясно, что коллектор должен быть установлен так, чтобы как раз тогда, когда нужно перемагнитить статор, щетки переходили на другие обкладки. Тут надо все сделать очень тщательно. Небольшая неправильность в установке коллектора сильно ухудшает работу мотора.
Рис. 138
Концы щеток присоединяются к клеммам. Они просто поджимаются под них. К клеммам же присоединяются и концы обмоток статора.
Когда все готово, присоедините к клеммам концы батареи из 4–6 элементов. Якорь сразу же сам снимется с места и начнет вращаться все быстрее и быстрее.
Этим мотором можно приводить в движение всякие самодельные механизмы.
Глава шестая Опыты по химии
Мы уже не раз говорили о водороде. В этой главе, специально посвященной химии, поговорим об этом газе подробнее.
Если вы захотите делать химические опыты, запаситесь приборами. Все, что нужно для начала, — это несколько стеклянных трубок, 2–3 резиновые пробки с двумя отверстиями, воронка с трубкой, метр резиновой трубки и, пожалуй, еще стеклянная воронка и бумага для фильтрования. Специальную фильтровальную бумагу можно заменить обычной промокательной.
Запаситесь и некоторыми химическими материалами. Жидкости налейте в бутылки, порошки насыпьте в банки. Не имейте привычки сохранять материалы в картонных коробках. Конечно, каждый сосуд надо снабдить надписью с точным обозначением содержимого.
Добывание водорода. Чтобы добыть водород, бросьте в бутылку горсть цинковых стружек. На стружки налейте столько воды, чтобы они были покрыты ею. В горлышко бутылки вставьте пробку с двумя отверстиями. В одно из них вставьте трубку с воронкой, а в другое — отводную трубку, изогнутую коленом (рис. 139). Трубка с воронкой должна доходить почти до дна бутылки, во всяком случае конец ее должен быть покрыт водой.
Если вы вольете через воронку несколько граммов разбавленной серной кислоты, немедленно на цинковых стружках начнется сильное образование пузырьков водорода. Вытесняя воздух, водород станет наполнять бутылку.
Рис. 139
Только не вздумайте поднести спичку к отверстию отводной трубки. Вспомните, что воздух состоит из азота и кислорода, а смесь водорода с кислородом — это опасный гремучий газ. Взрыв газа немедленно разорвал бы бутылку
Подождите несколько минут, пока весь воздух выйдет из бутылки, но и тогда еще будьте осторожны. С помощью резиновой трубки направьте газ в обыкновенный таз с водой. В таз опустите наполненную водой небольшую склянку горлышком вниз и введите конец резиновой трубки в горлышко этой склянки. Выходящий из трубки газ будет вытеснять воду и наконец заполнит всю бутылочку Тогда заткните ее под водой пальцем, выньте, переверните и быстро приблизьте к отверстию ее горящую спичку Газ вспыхнет и будет гореть голубоватым пламенем, если он чистый. Если вы услышите свист или треск, значит, к водороду все еще примешан воздух, и лучше, покрыв бутылочку картонкой, погасить газ, выпустить его весь и снова набрать чистый.
Когда вы убедитесь, что весь воздух из банки, в которой добывается газ, вышел, можно заменить резиновую трубку прямой заостренной стеклянной трубкой и спокойно зажечь водород прямо у этой трубки.
Водород горит почти бесцветным пламенем, но температура пламени очень высока. Через некоторое время пламя желтеет благодаря выделению натрия из стекла, накаливающегося на конце трубки.
Если у вас есть под рукой кусок старой сетки от ауэровской горелки, подержите его в пламени, и вы увидите ослепительный свет. Заостренный кусок мела тоже нагревается над пламенем добела.
Если подержать вертикально стеклянную длинную трубу большого диаметра, поместив внутрь ее это пламя, то столб воздуха в трубе начнет быстро колебаться, и труба зазвучит.
Если вы хотите, чтобы водород горел ярким пламенем, прибавьте к пламени угля. Маленькие частички его раскалятся и дадут сильный свет. В светильном газе, который проводится в квартиры, также имеется углерод. Углерод вы можете выделить из пламени светильного газа и получить его в виде копоти, подержав холодную тарелку над пламенем. Если материал, взятый вами для получения водорода, не совсем чист, то пламя, смотря по свойству материалов, окрашивается различно. Если вы возьмете цинк, содержащий фосфор или серу, чистую или нечистую серную кислоту, то пламя получит разную окраску — красноватую, голубоватую или желтую.
