Проекты

Создание и исследование коронно-разрядного двигателя

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» в секции «Идея» среди работ учащихся 10-11 классов

Направление работы: Физика, Инженерия
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1580
Предметы: Физика
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Курчатовский проект − от знаний к практике, от практики к результату» 17 апреля 2019 года

Актуальность

В наше время, в эпоху быстрого развития технологий, актуальным стал вопрос создания малогабаритного двигателя, способного эффективно работать в специфических условиях: замкнутых объемах, при нестандартных и нестабильных давлении и температуре. Именно за счет использования подобных технологий возможно создание миниатюрного электростатического коронно-разрядного двигателя (КРД) с сравнительно большим КПД, который будет иметь ряд преимуществ: простоту в сборке, уже упомянутые повышенный КПД и работоспособность.

Цель

Изготовление рабочей модели КРД; исследование параметров вращения тела в электрическом поле движущихся зарядов для оптимизации работы установки; проектирование миниатюрного мотора на принципе работы КРД.

Задачи

  • Разработать, спроектировать и собрать двигатель, работающий от коронного разряда.
  • Изучить физические основы работы КРД.
  • Изучить рабочие характеристики двигателя.
  • Оптимизировать работу КРД на основе выявленных зависимостей.

Описание работы

Рабочая модель состоит из генератора высоковольтного электричества, создающего коронный разряд на электродах (лезвиях) и барабана с покрытием из материала, накапливающего заряд.

Принцип действия установки основан на взаимодействии дипольного электрического момента ротора с внешним электрическим полем. При этом электрический заряд диполя создается за счет тока коронного разряда, в связи с чем двигатель назван коронно-разрядным. Цель моей работы – создать двигатель, работающий от коронного разряда, и исследовать его характеристики для оптимизации работы.

В ходе работы была собрана рабочая модель и рассчитаны зависимости характера вращения двигателя от различных параметров, составлены графики зависимости угловой скорости от напряжения на электродах, расстояния до электродов и др.

Для удобства измерений скорости вращения был разработан и собран лазерный измеритель скорости на Arduino Uno.

Результаты

Была разработана, спроектирована и собрана опытная модель коронно-разрядного двигателя; на основе работы установки были выявлены общие закономерности; установка была модифицирована в соответствии с найденными законами и принципами работы коронно-разрядного двигателя.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

  • Опытные установки
  • Генератор высокого напряжения
  • Лабораторный блок питания
  • Киловольтметр
  • Тахометр
  • Секундомер
  • Лазерный измеритель скорости

Перспективы развития результатов работы

В ходе дальнейшего развития работы будет спроектирован и собран миниатюрный двигатель, обладающий тем же принципом работы и КПД, способным конкурировать с электромагнитными двигателями.