Домашнее приготовление фруктовых и ягодных соков...("Сделай сам" №3∙2005) - [61]
Одновременно с левой стороны колеса из горячей воды выходит другой биметаллический элемент, остывает на воздухе и принимает первоначальную форму, сгибаясь и подтягивая груз 4 к оси, уменьшая этим вращающий момент против часовой стрелки.
За счет петлеобразных деталей в левой и правой половинах колеса появится асимметрия по числу выдвигаемых спицами грузов. Так, грузы будут выдвинуты от оси при нахождении спиц в угле А и выдвинуты при нахождении спиц в угле Б, который больше А.
Выдвинутые с правой стороны грузы образуют для колеса вращающий момент по часовой стрелке, а грузы, выдвинутые в левой стороне, образуют вращающий момент против нее.
Естественно, большее число отодвинутых грузов справа создают вращающий момент больший, нежели отодвинутые слева, и колесо вращается по часовой стрелке.
Когда очередная спица достигает угла Б, связанный с нею биметаллический элемент касается горячей воды, распрямляется и отводит свой груз от оси колеса, которое продолжает вращаться, погружая в нагретую воду следующие биметаллические элементы.
А с левой стороны колеса биметаллические элементы, выйдя из горячей воды, остывают и принимают первоначальную форму, подтягивая свои грузы ближе к оси.
В сущности, это тепловая машина. Перенос в ней тепла от нагретой к холодной среде осуществляется за счет теплоемкости биметаллических элементов. Поскольку они не велики, на их нагрев не нужно много тепла и прочие элементы двигателя должны иметь небольшую теплоемкость.
Этот двигатель станет работать и тогда, когда температура воздуха будет выше, чем у воды, но вращаться он будет в противоположном направлении.
Как видно, конструкция двигателя предельно проста, для него не требуется электроэнергии или топлива. Для нагрева биметаллических элементов можно использовать сфокусированный солнечный луч, излучение лампы, подвод тепла от батареи отопления, печки, газовой горелки.
Этот двигатель позволяет получить достаточно интересный и неожиданный эффект (рис. 3).
Рис. 3.Плавающее устройство:
>1 — колесо двигателя; 2 — лопасти; 3 — поплавки
Обод колеса 1 оснащаем лопастями 2, а затем закрепляем на двух поплавках 3. Получилось устройство, напоминающее катамаран.
Если это устройство опустить в горячую воду, то оно поплывет!
Как уже рассматривалось выше, частично погруженное в горячую воду колесо 1 будет вращаться, и своими лопастями 2 вода будет отбрасываться назад, а колесо с поплавками поплывет вперед. Если температура воздуха будет выше, чем у воды, то колесо 1 будет вращаться в другую сторону и устройство с поплавками поплывет в обратную сторону.
Просто удивительно — несложное устройство, основанное на всем известных принципах, а позволяет преобразовать небольшую разность температур сред в собственное движение. Причем без каких-то других преобразований энергии.
Чем выше разность температур сред, тем быстрее будет вращаться колесо и тем быстрее будет плыть наше транспортное средство.
Эффективность работы таких двигателей зависит от величины разности температур воды и воздуха, а также от характеристик биметалла, определяемых разностью коэффициентов линейного расширения металлов, из которых он изготовлен.
Так, например, коэффициент линейного расширения железа равен 0,00001, а у латуни этот коэффициент составляет 0,000019. То есть коэффициенты линейных расширений латуни и железа различаются почти в два раза.
У инвара коэффициент линейного расширения равен 0,0000005. Значит, что коэффициенты линейных расширений у латуни и инвара различаются в 40 раз. Естественно, что биметаллические элементы, выполненные из этих металлов, будут работать весьма эффективно. В подобных устройствах вместо биметаллических элементов можно использовать термочувствительные элементы, изготовленные из нитинола — это сплав (никеля и титана) с памятью формы, которая изменяется при определенных температурах. Эти элементы из нитинола при обычной температуре могут иметь изогнутую форму, а при нагреве до определенной температуры распрямляются и удаляют грузы от оси колеса. При охлаждении (тоже до определенной температуры) элементы принимают прежнюю форму и возвращают грузы в первоначальное положение.
Электросамолет
Дома или на даче легко можно сделать интересную электромеханическую игрушку.
Для этого нужно иметь миниатюрный электродвигатель любого типа для моделей, работающий от батарейки карманного фонарика с напряжением 4,5 В, медную проволоку диаметром 0,6–1,0 мм, электрический ключ или кнопку. А еще надо из деревянной дощечки сделать небольшой пропеллер.
Игрушка представляет собой следующее (рис. 1).
Рис. 1.Электросамолет
На валик двигателя 1 насаживают сделанный пропеллер 2. А к каждому электрическому выводу двигателя припаивают проволочные петли 3 и 4. Их изготавливают из медной проволоки диаметром 1,5 мм. При помощи этих петель электродвигатель с пропеллером надевают на две проволоки диаметром 0,6–1,0 мм, протянутые по комнате, в огороде, в саду. На рисунке эти проволоки-троллеи обозначены цифрами
