Изучаем резонанс

• Сб (АНТ-40), они были первыми
• Испытатель транзисторов
• Модель двигателя Стирлинга
• Цена капли
• Фотоэлектронный тир «Импульс »

Этот физический прибор, сконструировал и изготовил Сергей Вакулин, член радиоконструкторского кружка Дома пионеров города Жданова.

Напомним: механическим резонансом называется резкое возрастание амплитуды колебаний тела при совпадении частоты внешнего воздействия с частотой собственных колебаний этого тела.

В качестве источника механических колебаний в приборе Сергея применен микродвигатель с эксцентриком на валу. Микродвигатель установлен на пластине-вибраторе, закрепленной на подставке. При включении двигателя эксцентрик, установленный на его валу, начнет раскачивать конец пластины.

И вот если постепенно увеличивать частоту вращения вала, может наступить момент, когда частоты собственных колебаний эксцентрика и пластины совпадут. В этом случае амплитуда колебаний пластины вдруг резко возрастет, а при дальнейшем повышении частоты вращения вала двигателя так же резко спадет.

Кое-кто из вас скажет: да ведь я уже видел где-то аналогичное приспособление!.. Верно, этот прибор напоминает станок для балансировки колес и маховиков, опубликованный в «ЮТ» №12 за 1983 год (статья называется «Борьба с центробежной силой»). Только на этот раз мы не боремся с центробежной силой, а напротив, используем ее. Теперь поговорим, как устроен прибор Сергея Вакулина.

Пластиной-вибратором служит кусок фанеры толщиной 4 мм, шириной 40 мм и длиной 600 мм. На конце ее прорезано окно, в которое вставлена крышка двигателя, сам же двигатель закреплен жестяным хомутом. Основание должно быть достаточно массивным, чтобы прибор во время опыта не сдвигался. На основании располагается подставка для вибратора, который закреплен на подставке двумя уголками, пластиной и винтами М4. На противоположном конце основания смонтированы две клеммы, к которым подключают провода . от двигателя (они не должны мешать колебаниям эксцентрика и вибратора).

Микроэлектродвигатель типа «Гном-2М» (или ДП, ДИ, МДГ) питается от источника постоянного тока с регулятором напряжения в пределах 0—6 В — реостатом. Источником питания могут быть четыре последовательно соединенных элемента 373, но лучше всего питать двигатель от сети переменного тока через понижающий трансформатор и выпрямитель. Напряжение в этом случае регулируется ЛАТРом.

Об эксцентрике скажем особо. Во-первых, в нашем случае ему вовсе не обязательно быть круглым. Сережа, например, использовал прямоугольный кусок четырехмиллиметровой фанеры размерами 100X15 мм. Дисбаланс — 3 мм.

Впрочем, эксцентрик может быть и эллиптическим, и даже иметь форму стержня — главное не сам эксцентрик, а его дисбаланс. Ведь энсцентрин — это своеобразный маятник (маятником в физике называется любое тело, подвешенное так, что его центр тяжести находится ниже точки подвеса). Попробуйте поэкспериментировать с эксцентриками-маятниками разных размеров, разной формы и с разной величиной дисбаланса — каждый из них будет маятником с определенной частотой собственных колебаний. А измерить ее вам поможет… тот же прибор: ведь именно при этой частоте наступает резонанс.

После изготовления прибор нужно наладить. Делается это так. Включите двигатель и, постепенно повышая напряжение в цепи, добейтесь резонанса эксцентрика с пластиной-вибратором. Он должен возникать при напряжении 3,5—4 В. Если же прибор «не показывает» резонанса — значит, какие-то из параметров эксцентрика или пластины следует изменить.

Готовый прибор можно покрасить или покрыть лаком. Только не нужно красить пластину: она станет менее гибкой.

Г. КОТЕЛЬНИКОВ г. Жданов

Рисунки А. МАТРОСОВА

ЮТ №4 1984 год |