Elektromotor Groepje 9 DEF 1

Wij hebben een elektromotor gebouwd. Door stroom door twee koperen spoelen te laten lopen in een magneetveld gaat de component waar de spoelen omheen gedraaid zitten draaien.

Benodigde materialen

1. 2 zeer sterke magneten of meerdere iets zwakkere magneten
2. Ongeveer 100 meter koperdraad om spoelen van de draaien
3. MDF plaat, 3mm dik, om uit te laser snijden
4. Stukje pvc buis van 30 cm
5. Ducttape
6. Metalen shaft met een diameter van 8mm
7. 3D geprint uiteinde van behuizing
8. Kopertape
9. 2 draden om als brushes te functioneren
10. Item (aluminium extrusies) staven voor behuizing
11. Schroeven
12. Schakelaar

Benodigde tools

1. Soldeerbout
2. 3D printer
3. Lasersnijder
4. Bankschroef
5. Stroombron

In deze stap gaan we de behuizing voor de spoelen bouwen. Hiervoor zijn de houten plaat, het stukje pvc buis, ducttape, de shaft en de uiteindes die ge3Dprint worden nodig.

Eerst moet de houten behuizing gelasersneden worden. Hierboven is onze cutout voor een 10x10x20 cm doosje met een cirkelvormig gat er doorheen weergegeven. Wanneer deze gesneden is moet het in elkaar gezet worden. Bij een nauwkeurige lasersnijder kan dit gedaan worden door deze simpelweg in elkaar te duwen, maar bij minder nauwkeurige snijwerken moet er misschien gelijmd worden.

Vervolgens moeten de randjes van ducttape geplakt worden, gedeeltelijk om te zorgen dat het niet uit elkaar valt, en om een randje te maken waar de windingen van de spoel tussen gaan zitten. Daarna moet het stukje pvc buis door het gat in het midden geduwd worden, zo dat deze strak vast zit. Ook hier geldt weer dat er misschien wat lijmwerk nodig is.

Dan moet het dopje aan het einde van de pvc buit gemonteerd worden. Deze moet 3D geprint worden zodat de shaft er precies doorheen past en zodat deze precies goed zit voor de kopertape in een latere stap. De shaft moet zo afgezaagd worden dat deze 40 cm is. Zo kan deze goed gemonteerd worden aan het frame dat we later gaan bouwen.

Voor deze stap is niet zeer veel uitleg nodig. De benodigde materialen voor deze stap zijn de behuizing die in de vorige stap gebouwd is, 100 meter koperdraad en een bankschroef. Zet als eerst de behuizing rechtop vast in de bankschroef. Vervolgens begin je met de spoel koperdraad aan een kant van de shaft te wikkelen, 25 keer. In het begin is het een beetje gerommel, als je het handig vindt kan je het begin van de draad ook vast zetten. Wanneer je 25 keer gewikkeld hebt, wikkel je ook 25 keer aan de andere kant van de shaft, dus in totaal zitten er 50 windingen in een spoel. Dit proces herhaal je ook met de spoel een kwart slag gedraaid, waardoor er een + ontstaat, zoals in het plaatje. Het is handig om te labelen hoe om de draden lopen, zodat deze in een latere stap correct gemonteerd kunnen worden.

Zet het frame in elkaar met vier 40 cm, vier 30 cm en zes 15 cm ITEM aluminium extrusies en de hoekstukjes zoals weergegeven in de eerste afbeelding. De configuratie is te zien in de tweede afbeelding.

Verdeel vervolgens het mondstukje/eindstukje van de spoel op in vier delen en plak op deze vlakken kopertape. Zorg dat de kopertape goed contact maakt met zichzelf (als je meerdere “stroken” kopertape nodig hebt), maar let op dat ze geen onderling contact maken. Soldeer vervolgens de uiteindes (nadat je ze hebt geschuurd om de lak te verwijderen) van de spoelen/koperdraden op deze koper tape. LET OP: het is van belang dat de goede spoelen aan staan op het goede moment. Welk draad je waarop soldeert is dus van belang. De uiteindes van dezelfde spoel moet dus aan tegenovergestelde kant zitten. Voor verdere oriëntatie van het mondstuk en het solderen moet de richting van het magneetveld en richting van de stroom ook vastgelegd worden. Hiervoor refereren we u naar de natuurkundevideo zodat u zelf kan redeneren welke kant de draden op gesoldeerd moeten worden. Bevestig vervolgens twee dikke draden aan het frame (zie derde afbeelding) en zorg dat deze elektrisch contact maken met de twee koperen oppervlaktes aan de zijkanten van het mondstuk/eindstuk van de spoel. 

In de laatste stap gaan we de magneten en een schakelaar aan de opstelling toevoegen. Hoe je de magneet het best bevestigt ligt aan de vorm van de magneet, maar het belangrijkst is dat de magneet midden om de spoel heen zit zodat het magneetvelden de sterkste interactie mogelijk hebben.

Vervolgens moet de schakelaar gemonteerd worden. Neem de twee koperen draden die in de vorige stap gemonteerd zijn en draai deze om de pinnen van de schakelaar, zo dat deze stevig vast zitten en elektrisch contact maken (zie tweede afbeelding). Bevestig dit aan de behuizing met ducttape.

Als laatste stap moet de stroombron aangesloten worden. Voor onze elektromotor hebben wij gekozen voor een stroombron die constant 3 ampère levert, maar op basis van de sterkte van de beschikbare magneten zal je misschien een andere instelling moeten gebruiken.

En voilà, een (hopelijk werkende) elektromotor!