¿Cómo estimar la velocidad de rotación de un motor de Beakman?

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¿Cuál es la ecuación para determinar las rotaciones por segundo de un Motor de Beakman's (también conocido como pulso de un solo motor o de polo único) motor, compuesto por una fuente de alimentación y una bobina única con 1/2 conductores de bobina expuestos que se conectan a los soportes / terminales de los ejes)?

También me interesa una ecuación en la que se pueda ingresar la longitud de la bobina, el tipo de bobina, el calibre del imán / cable de cobre en la bobina, la distancia entre las bobinas, el diámetro de la bobina, la distancia del eje al imán, el tamaño de Imán (o flujo, pero no estoy seguro de que el flujo sea útil para alguien que intenta comprar un imán adecuado, por lo que necesitaría esa información), el voltaje y el amperaje de los terminales de CC. La razón por la que pregunto es que mi hija y yo armamos un medio motor esta noche y notamos que con mayor voltaje y amperaje, no fue más rápido, pero pudimos tocar el terminal (encendido / apagado) para reducir la energía y fue más rápido Entonces, me imagino que puede haber una manera práctica de determinar esto. Si necesita restricciones, estamos utilizando un cable magnético de calibre 24 y una bobina de aproximadamente 2/3 de pulgada de tal vez 25 bucles sin casi distancia entre cada bobina, y aproximadamente 1 1/4 de pulgada desde el eje hasta el 2 en x 7 / 8 "por 3/8 en imán de cerámica. Parece estar diseñado para una batería D

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pregunta Gary S. Weaver

1 respuesta

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Solía amar estos pequeños motores cuando enseñaba los conceptos básicos del electromagnetismo. Supongo que sería posible establecer un modelo matemático completo, pero dado el número de variables involucradas, haría que un juguete divertido (experimental) sea muy aburrido; digo aprender haciendo. Lo bueno de esta pregunta es que no es la tarea de alguien, es un verdadero "deseo de saber".

Algunas teorías y ecuaciones básicas en las que debes reflexionar.

La corriente que fluye en la bobina produce un campo magnético circular alrededor de cada cable (Experimento de Oersted - la regla del sacacorchos). Cuanto más grande es la corriente, mayor es la fuerza magnética que produce. Ahora cada conductor (cable) en la bobina contribuye a la fuerza. Por lo tanto, cuanto mayor sea el número de giros, mayor será la fuerza de giro para una corriente dada.

La dirección de la corriente controlará la dirección del campo (Regla de izquierda de Flemings)

Laconstruccióndelabobinasignificaquelacorriente(I)cambiaefectivamenteladirecciónencadalado(saliendoyregresando)produciendounefectodegirocuandoseasientaenelcampomagnético(B)producidoporlosimanes.ParauncabledelongitudLubicadoenuncampomagnéticoB,laFuerzasepuedecalcularutilizandoF=BIL.ConNvueltas,estosimplementesemultiplicaporN.

Loquelafórmulanosdiceesquesiaumentamoslaintensidaddelcampomagnéticomedianteelusodeimanesmáspotentes,reducimosladistanciadelespaciodeaireoutilizamosunmaterialferroso,obtenemosmásfuerzaporunidaddecorriente:podemosmejorarelmotor.

Lageometríaesimportante:sedebemaximizarlalongituddelconductorenelcampo.Unabobinacirculartienesolodospuntosenángulorectoconelcampo,porloquepuedesintentarhacerbobinasrectangularesconelladolargoparaleloalejederotaciónyversiestotieneunefecto.

Lafuerzaproducidagiraelmotorperonocontrolalavelocidadderotación.Aquíesdondenecesitamosverelmotorcomoungenerador.Unconductor(cable)quesemueveatravésdeuncampomagnéticotendráunvoltajeinducidoatravésdeél.(Losconceptosbásicosdelostransformadores,etc.)Estoseconocecomovoltajeinducidooretrocesoe.m.f.o-E=BLv(LeydeFaraday)dondeLeslalongituddelconductoryvsuvelocidad(unacantidadvectorial).PodemosusarlaRegladelaManoDerechadeFleming(Generador)paraobtenersudirección.Estoesenladirecciónopuestaalacorriente/voltajequeimpulsaelmotor.

Sololadiferenciaenelvoltajeaplicadoyenlaemfposteriorestárealmentemoviendolacorrientequefluyeenelrotor.Esporesoquelacorrienteinicialenunmotorcomienzaaltayluegocaerápidamenteamedidaqueelmotorseacelera(incrementandoelretrocesoe.m.f).Tambiénsignificaquesidetieneodetieneunmotor,laaltacorrientequefluirápuedequemarlo. Se puede calcular a partir de

Estaresistenciadelabobinadependedelalongitud,eláreadelaseccióntransversal(calibredelcable)ylaresistividaddelmaterial.(Cablemásdelgado,mayorresistencia,menorcorrienteporvoltio)

Suexperimentodegolpeteoprobablementemejorólaresistenciadecontactoconlos'cepillos'dealambredesnudoosuperóalgunasfricciones(stic)debidoaladesalineación,etc.Elmotorestabaenunaparada(altacorriente,bajavelocidad).Cuandolapulsó,lavelocidadaumentó,lafrecuenciaderetrocesoaumentóylacorrienteseredujoytomómenosenergía.Heestadoallí,hechoqueconsiguiólacamiseta.

Esperoqueestalargaexplicacióntebrindeunaideadelmaravillosomundodelosmotoreseléctricos"simples".

    
respondido por el JIm Dearden

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