3D打印小制作:自制静电电动机
随着人们对于替代能源和可再生能源的追求,一种名为静电电动机的能量转换装置因其结构简单,空载转速高的优点而日益受到关注。近日,在开源硬件热站Instructables上也出现了一个3D打印静电电动机的教程,这是一位名为“Joehan”的贡献者提供的,简单易制,很利于初入门的3D打印爱好者们练手(点击此处浏览制作教程)。
那么什么是“静电电动机”呢?静电马达(也被称为“电容式电动机”)并不是一种新生事物,它是由两百年前的著名科学家富兰克林发明的,因此又被称为富兰克林铃。它的工作方式与常规的电动机不同。后者主要借助电动机内的磁场和绕组电流之间的相互作用而产生动力。静电电动机则与此相反,它主要借助静电感应产生的引力和斥力来做功。由于它不需要磁铁、铜绕线或者稀土矿物,所以制作成本相当低。 此外,由于静电电动机不使用轴承或电刷,没有因此而产生的摩擦,所以它的能量损失是最小的。一般来说静电电动机所产生的能量值并不是很大(通常小于100V),但相当稳定。
由于其功率一般较小,所以以前静电电动机的应用范围很小,我们更多地会在科普展览上看到它,此外它一般会用在微机电系统(MEMS)或非常小的机电设备上,甚至是使用了纳米技术的设备,随着MEMS的不断发展以及微观领域的基础理论的不断深入研究,作为微型机械的动力,静电电动机将会发挥其优势,在各种纤细复杂的微环境里有着广阔的应用前景。
根据Joehan的教程,要构建自己的3D打印静电发电机,您需要准备以下材料:
- 1个3毫米螺丝,长10毫米左右(比如可用旧PC上的螺丝)
- 1个50毫米线(0.5-1毫米)
- 1个铝箔或铜箔(比如密封用的不干胶铝带或者可粘合的纯铝箔)
- 1个高压电源(Wimshurst、Van-de-Graaff、Flyback变压器)
- 3D打印机和线材
Joehan提供了所有部件的可3D打印.STL文件。需要提醒的是,打印的时候您需要设置为100%的填充率,而且不能设置支撑结构。Joehan的教程非常简单明了,不过要明白您在与电打交道,所以如果您不熟悉静电电动机的工作原理,您应该提前做一些准备性的研究。
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