Turbin Elektrostatik yang Ditingkatkan yang Terbuat Dari Daur Ulang: 16 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Ini adalah turbin elektrostatik (EST) yang dibuat dari awal sepenuhnya yang mengubah arus searah tegangan tinggi (HVDC) menjadi gerakan berputar berkecepatan tinggi. Proyek saya terinspirasi oleh Jefimenko Corona Motor yang ditenagai oleh listrik dari atmosfer:

Turbin dibangun dari barang-barang berikut: tabung plastik dan sedotan, spacer nilon, karton, perangkat keras penghubung dan pemasangan lembaran logam serta sumber daya HVDC yang digunakan sebagai pengganti medan listrik bumi. Turbin ini memiliki rumah plastik bening yang mengurangi risiko kontak HV yang tidak disengaja sambil memungkinkan pandangan ke dalam turbin untuk demo kelas dan pameran sains. Saat mengoperasikan turbin di ruangan yang gelap, pelepasan korona menghasilkan cahaya biru-ungu hantu yang menerangi bagian dalam rumahan. Perbandingan berdampingan dari versi EST sebelumnya menunjukkan profil yang lebih kecil dan lebih ramping. Saya menggunakan perkakas tangan sederhana dan bor listrik untuk konstruksi. Perhatian: Proyek ini dapat menghasilkan gas ozon dan harus dioperasikan di area dengan ventilasi yang memadai. Sarung tangan kerja direkomendasikan saat bekerja dengan lembaran logam karena ujungnya yang tajam. Terakhir, HVDC tidak selalu ramah pengguna, jadi bertindaklah sesuai dengan itu!

Langkah 1: Bagaimana Cara Kerja EST-3?

EST memiliki 6 elektroda foil dengan tepi tajam yang melingkari rotor plastik. Ada 3 kawat seri, elektroda panas yang menyimpan partikel bermuatan pada permukaan rotor. Elektroda panas bergantian dalam polaritas dengan 3 rotor yang diarde (dalam hal ini: Hot-Gnd-Hot-Gnd-Hot-Gnd). Elektroda panas menyemprotkan rotor dengan muatan serupa, yang kemudian ditolak oleh elektroda, menyebabkan rotor berputar. Melalui proses induksi, masing-masing elektroda panas menarik segmen rotor yang dinetralkan secara elektrik oleh elektroda arde sebelumnya. Rotor memiliki dukungan lembaran logam untuk mengoptimalkan gradien medan listrik antara ujung depan setiap elektroda dan permukaan rotor. Tindakan elektroda panas menyemprotkan ion pada rotor yang digabungkan dengan elektroda pembumian pada detail pembersihan memungkinkan turbin tanpa beban mencapai 3.500 RPM menggunakan ionizer kelas industri. Sketsa menunjukkan prototipe EST dengan 8 elektroda yang merupakan kegagalan yang menyedihkan karena lengkung internal antara elektroda yang ditempatkan terlalu berdekatan.

Pelajaran yang dapat diambil: Pastikan elektroda diisolasi dengan benar dan/atau diberi jarak sebelum menggunakan sumber daya keluaran tinggi; jika tidak, turbin Anda bisa menjadi kacau balau!

Langkah 2: Cari Tabung Plastik untuk Perumahan & Rotor

Saya menemukan tabung akrilik ini di tempat sampah di toko plastik lokal. Saya menggunakannya untuk membuat rumah turbin dan rotor. Dimensi yang tepat tidak masalah. Satu tabung harus muat di dalam tabung lainnya dengan jarak beberapa cm di sekelilingnya. Botol plastik kaku, seperti wadah vitamin, dengan bagian atas dan bawah terpotong juga bisa digunakan.

Langkah 3: Potong Elektroda Dari Panci Turki

Enam elektroda dipotong dari loyang kalkun aluminium bekas yang tersisa dari pesta makan malam. (Tips Konstruksi: Gunakan panci untuk memasak burung besar, logam lebih berat dan kecil kemungkinannya untuk bengkok.) Saya memotong panjang setiap elektroda kira-kira sama dengan panjang rotor sambil berusaha untuk tidak menghancurkan tepi yang digulung.

Langkah 4: Masukkan Batang Pendukung Elektroda

Saya memasukkan 8-32, segmen batang berulir melalui lubang masing-masing elektroda (cocok tepat!!). Segmen lebih panjang 3,0 cm dari rumah turbin.

Langkah 5: Ratakan Tepi Utama Elektroda

Saya menghilangkan kerutan dan bantingan di foil dengan rolling pin.

Langkah 6: Pangkas & Bulatkan Tepi Elektroda

Tepi depan masing-masing elektroda dipangkas menjadi 1,0 cm menggunakan pemotong kertas. Sudut dibulatkan dengan file hobi untuk mengurangi kebocoran korona.

Langkah 7: Potong Pelat Penahan & Tutup Akhir untuk Perumahan & Rotor

Saya memotong satu set 6 cakram karton untuk membuat tutup ujung rumahan; satu set cakram untuk tutup ujung rotor; dan akhirnya, saya memotong set ketiga cakram untuk membuat pelat penahan untuk bantalan.

Langkah 8: Periksa Tutup Ujung, Rotor & Perumahan

Saya menyelipkan tutup ujung rotor dan housing di atas paku kayu berdiameter 1/4 inci yang berfungsi sebagai poros turbin. Kemudian dalam konstruksi, dowel ditingkatkan menjadi batang akrilik untuk penampilan yang lebih baik. Saya memverifikasi penempatan tutup ujung dan memeriksa bahwa rotor diposisikan secara konsentris di dalam rumahan. (Tips Konstruksi: Bungkus pita kertas yang diolesi dengan lem kayu di sekitar cakram sampai terpasang erat di dalam tabung.)

Langkah 9: Bor Ulang Tutup Ujung Perumahan untuk Bantalan

Saya menggunakan lem kayu untuk merakit housing dan tutup ujung rotor. Selanjutnya, lubang dibor dengan jarak 60 derajat di sepanjang keliling luar tutup ujung rumahan sehingga dapat menerima batang penopang berulir. Cincin lubang kedua yang terpisah 120 derajat dibor di tengah antara cincin luar dan pusat. Sebuah set lubang yang sesuai dibor melalui pelat penahan. Awalnya, saya mengebor bagian tengah tutup ujung rumahan untuk menerima bantalan logam. Namun, mereka menarik percikan api dari ujung elektroda saat turbin mendekati kekuatan penuh. Saya menemukan solusi yang melibatkan ID 1/4 inci, spacer nilon non-konduktor sebagai bantalan. Saya mengamankannya dengan tiga baut nilon 8-32 yang dimasukkan melalui pelat penahan. Ada beberapa rolling resistance ketika saya memutar rotor dengan tangan, tetapi turbin mungkin tidak akan hangus dan berubah menjadi SHM (merokok panas).:>D

Langkah 10: Bor Lubang Pemasangan di Perumahan

Saya mengebor dua lubang pemasangan 1/4 inci melalui setiap ujung tabung perumahan. Lubang menerima baut nilon 1/4 inci dengan ring kunci dan mur hex.

Langkah 11: Pasang Perangkat Keras Penghubung & Dukungan ke Elektroda

Dua konektor cincin diselipkan di setiap batang arde seperti yang ditunjukkan. Saya menggunakan karet grommet (3/16 ID) sebagai penyangga. Prosedur ini diulang untuk ujung turbin yang dialiri listrik. Semuanya sementara diamankan dengan mur biji nilon untuk memeriksa kesesuaiannya. (Rotor tidak dipasang pada saat ini titik.)

Langkah 12: Persiapan Perakitan Rotor

Awalnya, saya menutupi tabung rotor dengan lembaran logam yang dipotong dari kaleng bir dan kemudian melilitkan pita plastik spiral di sekitar tabung. Kemudian, ketika menyalakan turbin, tidak lama kemudian busur internal dari elektroda menusuk pita dan merusak rotor -- !@#$, turbin panggang lainnya! (Tiga busur tusukan muncul sebagai ledakan bintang dalam gambar cahaya rendah). Ide yang lebih baik adalah melepaskan pita asli dan menutupi lembaran logam dengan bahan isolasi yang lebih tebal yang memiliki kekuatan dielektrik yang lebih tinggi. Saya menggunakan selembar potongan plastik tugas berat dari paket makanan anjing yang saya amankan dengan selotip.

Langkah 13: Pasang Rakitan Rotor

Saya melepas perangkat keras ujung tanah dari turbin dan memasukkan rotor yang telah selesai sampai poros sepenuhnya menggunakan bantalan. Konektor cincin ditambahkan pada posisi jam 5:00 dan 7:00 untuk input daya.

Langkah 14: Perbaiki & Isolasi Elektroda

Turbin tidak mungkin bekerja dengan baik karena beberapa ujung depan bengkok saat memasukkan rakitan rotor. Pekerjaan saya adalah membongkar turbin dan kemudian mengepoksi tongkat pengaduk kopi ke setiap elektroda sebagai balok pendukung. Tongkat disiapkan menggunakan kertas pasir med / halus dan kemudian diwarnai dengan pena cat perak. Saya menggunakan 12 bagian sedotan berkode warna (0,5 cm ID x 3,5 cm) untuk menyekat batang penopang. Setiap bagian tergelincir melewati batang penopang, melewati lubang grommet dan tutup ujung.

Langkah 15: Pasang Kembali Turbin & Sesuaikan Kesenjangan

Setelah memasang kembali turbin (lagi!) dan menghubungkan elektroda panas dan ground, saya memasang kabel input ke tiang pengikat. Jarak celah diatur dengan memutar mur biji ek di ujung setiap batang sampai tepi terdepan berada dalam jarak 1 mm dari permukaan rotor. Saya memotong selongsong dari sedotan "Big Gulp" ID 1/4 inci dan menyelipkannya di atas ujung gandar untuk membatasi gerakan rotor dari sisi ke sisi.

Langkah 16: Uji Jalan

Turbin berdengung pada 13,5 kV dengan penarikan 1,0 mAmp; potensial yang lebih tinggi menyebabkan lengkung dan kehilangan daya. Berikut adalah video yang menunjukkan EST beroperasi dengan kecepatan tinggi. Video kedua ada di sini. Nantikan pembaruan tentang apa yang dapat dilakukan EST!