Юный техник
(35 самодельных приборов и моделей для школы, пионерского отряда и дома по оптике, - Абрамов Александр Иванович - Страница 20

Третье: магнитное поле вокруг соленоида с сердечником довольно слабое везде, кроме концов — полюсов магнита. Сила тяги магнитного поля быстро уменьшается по мере отдаления от полюсов. Чем ближе к полюсам, тем больше сила притяжения, и около самых полюсов она резко возрастает.

Понятно, что использовать притяжение электромагнита можно только на самом небольшом расстоянии от полюсов.

Другое дело с соленоидом. Основная масса силовых линий проходит внутри спирали, почти равномерно по всей длине. Когда к соленоиду подносят железный прут, магнитные силовые линии сгущаются в нем и втягивают его внутрь соленоида.

Воспользовавшись этим свойством соленоида, нетрудно осуществить модель электромагнитной пушки. Идея эта не нова: уже довольно много лет назад ее предложил французский изобретатель Фашон-Виллепс.

По идее изобретателя, вдоль огромной фермы, похожей на железнодорожный мост, помещается один за другим ряд соленоидов. Снаряд втягивается первым соленоидом, затем ток автоматически выключается, тут же включается второй соленоид, затем третий и т. д. Включения и выключения происходят автоматически и следуют одно за другим с очень большой скоростью.

По теоретическим расчетам, снаряду в такой пушке можно сообщить начальную скорость (скорость вылета из ствола) 3000–5000 м в секунду. Это дает дальность стрельбы примерно в 2000–2500 км снарядом, обладающим огромной разрушительной силой. Но для этого потребуются чрезвычайно мощные, специально оборудованные электростанции, способные выдержать в момент выстрела электрический удар тока такой силы, при котором все установки современной электростанции были бы разрушены.

С помощью деталей «конструктора» легко сделать различные модели электропушек. Так как довольно трудно осуществить автоматическое переключение нескольких соленоидов, в нашей пушке помещен только один соленоид. Он на мгновение включается, втягивает снаряд, но ток тут же выключается, снаряд по инерции проскакивает дальше и вылетает из ствола.

Конструкция ствола и затвора понятна по рисунку (см. таблицу 26).

Таблица 26. Электромагнитная пушка.

Все части изготовляются из латуни. Трубка тоже латунная, с гладкими стенками внутри.

Внутренний диаметр ее — 4–5 мм. Если не достанете латунной трубки, можете взять стеклянную. К ней трудно только прикрепить части затвора.

Ствол пушки крепится отростками шайб Между внутренней шайбой А и шайбой Б наматывается соленоид: 30 м провода диаметром 0,5–0,7 мм в двойной бумажной (ПБД) или лучше двойной шелковой (ПШД) изоляции. Снаружи обмотка обертывается черной бумагой, в которую обычно завертывают фотопластинки и фотобумагу. Для закладывания снаряда часть В затвора отводится, а затем запирается проволочным хомутиком Г. Снаряды — обрезки гвоздей без шляпок.

Пушка работает от городской сети напряжением 120 вольтов. Но сопротивление соленоида пушки очень невелико, и его нельзя включать в сеть надолго. Нужно только «чиркнуть» проводом, как спичкой о коробку. После нескольких опытов легко найти наивыгоднейшую продолжительность включения соленоида. Чтобы удобнее было включать ток, один провод подведите к пластинке, укрепленной на дощечке, а другим проводом будете прикасаться к ней.

Пользуясь деталями «конструктора», жестью, картоном и другими обиходными материалами, можно соорудить множество интересных военных моделей с соленоидными пушками: пушку на железнодорожной платформе, пушку на гусеничном ходу, зенитную пушку или пушечный танк.

8. Ходики с механическим будильником

Во всех описанных конструкциях переделок ходиков в будильник обязательно применяются элементы для электрического звонка или используется городская осветительная сеть. В этой конструкции не нужен источник тока: будильник действует механическим способом и поэтому может быть применен в любой сельской местности.

Принцип действия будильника основан на том, что цепочка ходиков опускается совершенно равномерно в течение часа, точно на двенадцать звеньев-колец.

Сбоку ходиков пристраивается на оси блок с висящими на его окружности двумя гирьками — бойками. Под блоком помещена небольшая коробочка без передней стенки и с подвижным, на шарнире, дном. К блоку привязывается нитка и наматывается на него. Другой конец нитки привязывается к грузику-гайке от полудюймового болта, лежащему на дне коробочки (см. рисунок в центре таблицы 27).

Таблица 27. Ходики с механическим будильником.

Если высчитать, через сколько времени должен заработать будильник, отсчитать соответствующее количество колец на левой части цепи (без гири) и повесить последнее отсчитанное кольцо на крючок подвижного донышка коробочки, то, понятно, едва это колечко цепи потянется в механизм ходиков, донышко наклонится, и гайка соскользнет с него.

Так как к гайке прикреплен конец нитки, нитка потянется вниз, завертит блок, и бойки блока станут ударять по циферблату ходиков или по пристроенному тут же колокольчику. От длины нитки, которая берется до пола, и диаметра блока зависит продолжительность звонка. Это устройство было проверено в работе в течение продолжительного времени и действует совершенно безотказно.

Для удобства отсчета необходимого количества колец цепи сделайте гребенку с шестью зубцами. Эту гребенку, чтобы она не терялась, прикрепите к свободному концу цепи вместо имеющегося там железного кольца, удерживающего конец цепи от проскакивания в механизм ходиков. Крайние длинные зубцы гребенки отсчитывают двенадцать колец — один час; крайний и один из средних зубцов (ближайший) — шесть колец — полчаса; крайний и ближайший короткий зубец — три кольца — четверть часа; одно кольцо проходит за пять минут.

Отсчитывать количество колец нужно всегда в одном и том же положении цепи, лучше всего с подтянутой до-отказа гирей. Опыт показал, что в этом положении восьмое кольцо от донышка ходиков поворачивает донышко коробочки и сбрасывает гайку. Это восьмое кольцо нужно каким-нибудь способом отметить — привязать к нему ниточку, как сделано у нас, или окрасить белой краской — и отсчет количества колец цепи всегда вести от этого кольца, предварительно подтянув гирю доверху.

Понятно, что отсчет ведется от восьмого кольца только в том случае, если все детали изготовлены точно по нашим размерам.

Если под бойки блока не подставляется колокольчик звонка, а они просто бьют по жестяному циферблату, то в этом месте нужно вырезать фанеру, на которую набит циферблат. Механизм будильника — коробочка с блоком — укрепляется на ходиках с помощью гаек того же крючка, который удерживает весь механизм ходиков.

Описания изготовления отдельных частей будильника мы не даем, так как помещаем весьма подробные рисунки с размерами. Почти все детали изготовляются из жести от консервных банок. Остается только сказать, что на работе ходиков будильное устройство никак не отражается — ходики не отстают, не портятся, и увеличивать вес гири не нужно.

9. Точный электробудильник из ходиков

Было предложено много конструкций устройств, обращающих ходики в электробудильник. Самое простое — пристроить на стене за гирей линейку с передвижным контактом, и так как опускание гири точно соответствует прошедшему времени, в нужный момент гиря замыкает контакт, и звонок звонит. Однако на практике оказалось, что такой будильник не точен, его трудно установить на нужное время и пользоваться им неудобно.

Была предложена другая, более удачная конструкция. Обыкновенные ходики имеют жестяной циферблат, прибитый к деревянной коробочке и таким образом изолированный от механизма. Это очень удобно. В середине циферблата сделано отверстие, через которое проходят оси часовой и минутной стрелок. Стрелки нигде не прикасаются к циферблату, поэтому, если на нем расположить контакт, стрелки могут служить одним полюсом, а циферблат — другим. Но как сделать, чтобы контакт на циферблате мог быть установлен в любом месте? Очень удачно решается эта задача установкой третьей стрелки, с пружинным контактом на конце.