Свежие комментарии

Материал для постоянного магнита

Тут постоянно рекомендуют сделать попаданцу электродвигатель постоянного тока на постоянных магнитах.
Двигатель-то сделать можно — но для начала хорошо бы сделать сам постоянный магнит.

Давайте посмотрим, какие свойства магнита важны для попаданца и какие магниты он в состоянии получить…

Прежде, чем будем разбираться с материалом, сделаем лирическое отступление, разберемся сначала с самим магнитом — поймем что оно такое, какие типы бывают и в чем измеряется «сила» магнита.

Собственно, таких параметров всего два.
Первый — это коэрцитивная сила. То есть какое внешнее магнитное поле следует к магниту приложить, чтобы его размагнитить в ноль. По простому — насколько хорошо магнит «держит» поле. У разных материалов эта сила разная, но с практической точки зрения все материалы разделили на магнитотвердые и магнитомягкие — которые долго остаются магнитами и которые со временем сами размагничиваются.

Естественно, из второй категории, из магнитомягких материалов нормального магнита не сделать. Даже компаса не сделать — он легко размагнитится, а то и вообще перемагнитится наоборот, что для компаса катастрофично. Самый распространенный пример такого материала — железо. Намагнитить-то его можно, но хорошо это не получится. Поэтому если вы оказались в Египте, то сделать простой магнит из чистого метеоритного железа можно. Но это будет лажовый магнит.

Нельзя сказать, что такие магниты не нужны. Из них делают, например, сердечники трансформаторов, которые легко перемагничиваются 50 раз в секунду, с частотой тока в розетке, а если необходимо — то и с частотой сотни герц. Это магнитный материал, но магнитом его называть как-то рука не поднимается.

Первая же категория — магнитотвердые, нас сейчас и интересует.
Самый простой пример такого материала — углеродистая сталь, причем хорошо так углердистая, 1.2 — 1.5%.
Но этого мало — сталь не просто должна быть углеродистой, но и закаленной.
Если наштамповать таких иголок, то компаса из них получатся вполне приличные (а как для древнего времени — то вообще отличные).

Однако, если вы собрались сделать из таких магнитов электродвигатель, то все не так радужно.
Тут вступает в дело второй параметр — максимальная удельная энергия.
Дело в том, что для генератора или электродвигателя она очень важна (как и большое количество витков провода или плотность намотки). Максимальная удельная энергия определяет именно «плотность» магнитного поля, то есть магнитный поток и напряженность магнитного поля.
В случае с простой углеродистой сталью удельная энергия невелика и, кроме того, такие магниты «стареют», что связано с внутренней структурой стали. Но и этого мало — из-за малой коэрцитивной силы такие магниты легко теряют силу из-за ударов, а вибрации в электродвигателе будет с избытком.
И такие магниты не производятся.

MagnetКонечно, тут возникнут голоса, которые сами держали в руках стальные магниты.
Да, такие магниты есть, но там не просто углеродистая сталь. Добавка 3% вольфрама улучшает свойства стального магнита в три раза. А 6% кобальта улучшают свойства еще в три раза. Именно из подобных сплавов делаются самые простые современные магниты, и их удельная энергия держится в пределах 3 — 9. В данном случае — сплав «комоль», Fe-Co-Mo-W.

В реале такие магниты впервые были получены Котару Хондой в 1916 году. Кроме подбора состава стали, она еще достаточно сложно термически обрабатывалась. Кстати, именно эти магниты начали изготавливаться характерной подковообразной формы, которая у нас ассоциируется со словом «магнит».
Если с кобальтом проблем не будет, то вольфрам нормально доступен примерно с 1800 года, и вряд ли получится раньше. Вольфрам — штука тугоплавкая, такой сплав придется выплавлять в тиглях электрическим способом, что будет для попаданца совсем непросто.
Однако, сдвинуть это изобретение на сто лет вполне возможно, ведь магнитные свойства вольфрамовых сталей были обнаружены случайно и достаточно поздно.

Следующий прорыв произошел в 1931 году, когда был найдет сплав «Альнико» (в советской классификации ЮНДК) — сплав 53 % железа, 10 % алюминия, 19 % никеля и 18 % кобальта. Удельная энергия этого сплава — 9-11, это лучше чем у вольфрамовых сталей.

Сейчас есть куча разных магнитных сталей, вот вам небольшая табличка:

magnet_splavi

Надеюсь, рассказывать о недоступности для попаданца всяких молибденов и ванадиев не стоит. Тут с алюминием или никелем будет полный завал.

Однако, кое — какой выход у попаданца есть.
Ну, если это можно назвать выходом… но можно попробовать использовать платинакс.
Это — сплав 76% платины и 24% кобальта.
Сплав удивительно хорош. Коэрцитивная сила у него вообще рекордная, а удельная энергия доходит до 47:

magnet_platinaks

Сплав удивительно стабилен и применяется в современных приборах.
В нем все хорошо, кроме цены. А для попаданца — платину привезли из Южной Америки только в районе 1770 года, то есть в любом случае — ни о каком средневековье или Древнем Риме речи не идет. Ну и хорошо бы учесть тугоплавкость платины, а нам нужно ее проплавить качественно, у нас ведь сплав.

Конечно, сейчас технологии куда продвинутее.
Очень хороши оксидно-бариевые магниты, они стойкие к ударам и нагреву. И, вроде бы, не требуют дефицитных металлов — вот только изготавливать их приходится методами порошковой металлургии, что недоступно попаданцу. Да и все-таки удельная энергия у них ниже, чем даже у альнико.

Существуют еще редкоземельные магниты — неодимовые и самариевые, но это именно «рокет сайнс» и для попаданца это направление недоступно.

Итак, если мы решили строить электродвигатель (и электрогенератор) на постоянных магнитах — не следует это делать.
Попаданцу куда проще будет сразу строить электродвигатель с электромагнитом.

53 комментария Материал для постоянного магнита

  • vashu1

    Удельная энергия меряется в дж на м3. Те большой магнит из плохого материала будет равен маленькому из хорошего. А если посмотреть на размер магнитов в современных, то становится понятно что их можно и увеличить без особых проблем. Пылесос на таком моторе будет тяжеловат :), а для стационарного генератора сойдет.

    Хотя конечно проку от генератора на постоянных мало.

    • kraz

      Не равен большой материал.
      Магнитное поле падает с расстоянием и те магнитные домены, что глубоко внутри, почти не будут давать влияния на внешние силовые линии.

      Но вопрос в другом.
      Какой материал вы рассматриваете? Закаленную сталь? А как вы будете закалять здоровенную болванку? Нам ведь нужен именно мартенсит — и по всему объему, а не только по поверхности. Дальше возникнут проблемы с намагничиванием — и все равно в результате от вибрации это все будет регулярно размагничиваться. И что, раз в два дня разбирать генератор и повторять процесс намагничивания? Да на это уйдет больше энергии, чем этот генератор выработает!

      • vashu1

        Пардон, глупость написал, конечно неравен. Большим магнитом можно заполнить полем объем побольше и уменьшить требования к точности изготовления.

        >> Закаленную сталь? А как вы будете закалять здоровенную болванку?

        А это уже не по теме 🙂 Как говорил филин: я стратег, а тактика ваше дело 🙂
        Если печь только сыродутная — то ковать стальные полосы и соединять, если есть чугун то можно его разбавить железом из обычной(китайцы так вроде еще до н.э. делали)

        >> Дальше возникнут проблемы с намагничиванием — и все равно в результате от вибрации это все будет регулярно размагничиваться. И что, раз в два дня разбирать генератор и повторять процесс намагничивания? Да на это уйдет больше энергии, чем этот генератор выработает!

        Ну, больше энергии чем выработает это поэтическое преувеличение. Да и магнит в статоре особо не трясет.

        И если не заметили я не сторонник генераторов на постоянных. Надо бы в тему по генераторам прикидки расхода на обмотку добавить. Вечером гляну.

        В статье упоминается только удельная энергия. С точки зрения генератора энергия магнита нас не интересует. Нас интересует остаточная маг. индукция — ЭДС прямо пропорциональна именно ей. Энергия пропорциональна квадрату индукции и ее удобно использовать при расчете силы взаимодействия магнитов, а не при расчете генераторов.

        • kraz

          >>Да и магнит в статоре особо не трясет

          Если бы все в тряску упиралось!
          Тут чуть состав другой, чуть не так закалили и мартенсит левый, чуть криво намагнитили, чуть неточно отцентровалис — и все, лажа.
          То есть на практике задача расползается на десятка два мелких задачек, без решения которых генератор будет почти вхолостую крутиться.

          >>Нас интересует остаточная маг. индукция

          Можно и эти числа нарыть и в статью добавить..

        • Taras

          >Ну, больше энергии чем выработает это поэтическое преувеличение. Да и магнит в статоре особо не трясет.

          Его бывает трясёт побольше отбойного молотка. Причём, вместе со стиральной машиной.

  • dan14444

    Во-первых надо чётко разграничить генераторы и двигатели. При их «родстве» по дизайну — они нужны абсолютно в разные периоды, и если первые — стратегические продукт, то вторые — так, финтифлюшка. В сравнении, ессно.

    Дальше — платинакс. Интересная тема. Древние времена бывают не только в Европе, попаданец в Центральную/Южную Америку будет озадачен — а как такое сварить. Ибо очень надо, а платину плавить — та ещё задачка. Через амальгаму, разве что…

    И тут мы приходим к очевидной вещи — гальванопластике. То, что хрен сделаешь в печи — можно нарастить на электроде. И речь не только о платинаксе — но и о том же вольфраме. Может быть прямое соосаждение, может быть слойка с последующей термо-ассистед диффузией (т.е. прогревом в печке — но не до расплавления).

    Аналогично — с оксидными технологиями. Суперпарамагнетики (феррофлюиды — частный случай) — элементарно готовятся осаждением щёлочью из смеси солей. Вполне допускаю, что спекание этого безобразия при вменяемой температуре — будет неплохим магнитом.

    Самое же интересное — что в РИ эти технологии разработаны очень слабо (нужды не было — додумались слишком поздно), и готовых рецептов найти будет непросто.

    • kraz

      >>Во-первых надо чётко разграничить генераторы и двигатели.

      Не нужно. Строим генератор, а электродвигатель при необходимости сам собой образуется.
      Но то, что нам это нужно в первую очередь для генератора — абсолютно верно.

      >>а платину плавить — та ещё задачка

      Вопрос даже не в плавке, вопрос в очистке. В статье про платину и платиновую проволоку я уже писал.
      И о вольфраме я тоже писал, тоже совсем невесело и выходов с гальванопластикой я не увидел.

      >>Суперпарамагнетики (феррофлюиды — частный случай) — элементарно готовятся осаждением щёлочью из смеси солей. Вполне допускаю, что спекание этого безобразия при вменяемой температуре — будет неплохим магнитом.

      Это я еще буду разбирать, но, похоже, попаданцу без шансов, там чистые материалы и прочее. Но посмотрю.

      >>готовых рецептов найти будет непросто

      Тут на все готовые рецепты найти непросто, только в старых советских книгах попадается, но не все.

      • dan14444

        По чистоте требования, кстати, на редкость низкие — говорю, как не раз варивший эти частицы в том числе из технического железного купороса и хлорного железа. Самоочистка, аднака…

        Почистить (было бы зачем!) ту же платину не вопрос, «это не проблема — это расходы» 🙂

        По рецептам — дело не в редкости книжек, а в отсутствии таковых рецептов вообще. Это не мэйнстрим — т.е. инфу надо копать в статьях среди побочных результатов. И наткнуться можно, скорее, случайно… Ну не нужен никому средненький магнит из ржавчины в 20 веке… Или из амальгамы драгметаллов.

        • Iozh

          Суперпарамагнетики не рулят.
          Задача же — не получить максимальную магнитную проницаемость, а получить постоянный магнит.

          Чем тут поможет магнитная жидкость?

          Хотя как альтернатива наборному сердечнику феррофлюид для некоторых случаев можно рассматривать: жидкий, легко охлаждаемый феррит.

          • dan14444

            Речь не о суперпарамагнетиках как таковых — а о том, чтобы «из них» ферромагнетик сделать «на коленке».
            Ну а сердечник — да, как частный случай…

            • Iozh

              В смысле, контролируемое изготовление наночастиц размером в магнитный домен, ориентация в магнитном поле, затем спекание?
              Я верно представляю предлагаемый процесс?

              Откуда начальное поле? И где гарантия, что спекание всё не поломает?

    • Nw

      Сплав платины с мышьяком плавится при температуре 600 градусов, потом добавляем туда кобальт, а мышьяк выпариваем

    • Taras

      >Во-первых надо чётко разграничить генераторы и двигатели. При их «родстве» по дизайну — они нужны абсолютно в разные периоды, и если первые — стратегические продукт, то вторые — так, финтифлюшка. В сравнении, ессно.

      А нафига генераторы, если нет двигателей? Лампочками светить? Их и керосинки заменят. Не так, чтоб отлично, но и стратегический продукт не получается. Медали гальванопластикой делать? Ну если в то время найдёте согласного такое носить, то можете вешать медаль себе на шею. Причём, уже полностью золотую. Телеграфный аппарат? Ну на безрыбье его можно и от гальванической батареи запустить. Алюминий восстанавливать? Нифига не попаданческая технология. Двигатели же нужны всегда. Если в этом: http://www.popadancev.net/wp-content/uploads/2013/06/tokar12.jpg чудо-юде заменить педаль электродвигателем, то уже вместо мануфактуры имеем фабрику, или завод. А это совсем другие объёмы производства, другие скорости резания и лучшая устойчивость позы мастера, а значит и выше качество. Даже при отсутствии приличного суппорта. Причём, в мастерской на безрыбье даже его можно от гальванической батареи запустить, на заводе уже нельзя, слишком много станков и слишком большое время работы каждого. А один министанок в мастерской, или эпизодически работающий станок в домашней мастерской можно.

      • Taras

        Более того, даже лодочный мотор питался от вольтова столба. До того, как Эдисон сделал свой генератор.

      • Taras

        Так что пока нет двигателей, генератор можно выбросить.

      • Grue

        А нафига генераторы, если нет двигателей? Лампочками светить? Их и керосинки заменят. Не так, чтоб отлично, но и стратегический продукт не получается. Медали гальванопластикой делать? Ну если в то время найдёте согласного такое носить, то можете вешать медаль себе на шею. Причём, уже полностью золотую. Телеграфный аппарат? Ну на безрыбье его можно и от гальванической батареи запустить. Алюминий восстанавливать? Нифига не попаданческая технология.

        Слышь, ты, чукча, который писатель, а не читатель. Читал бы ты хоть чуть-чуть этот сайт! Электричество нужно как минимум для получения бертолетовой соли и хлоратного пороха.

        Краз, забань этого придурка, а? Он продолжает срать в больших количествах по всем статьям, и, судя по клинике, может этим заниматься еще очень долго.

  • dan14444

    И ещё одно: для генератора важен не столько сам магнит, сколько магнитопровод. И это тоже стоит рассмотреть — в том числе на рудных порошках без восстановления, на амальгамах и т.д.

    • kraz

      Да, про арматуру еще будет (и, подозреваю, не раз) когда дойдет до конкретных схем генераторов.

  • Alex

    Где брать кобальт?

    • dan14444

      Универсально — нигде. При удаче — в шахтах, где руда «заражёна злыми духами» т.е. металл хренов 🙂

    • kraz

      Про кобальт уже писалось. Вообще «кобальт» — это средневековое название.

  • Serg

    Есть кстати неплохая популярная книжка для детей В. Карцева. «Магнит за три тысячелетия». М.: Энергоатомиздат, 1988.(издание 1988 лучше т.к. издание 1968 г. куцее какое то)
    Если попаданец решит, что ему будет достаточно и природных магнитов(магнитного железняка), то в зависимости от места попадания ему будет необходимо поинтересоваться у местных жителей определенными минералами — китайцы называли его чу-ши; греки – адамас и каламита, геркулесов камень; французы – айман; индусы – тхумбака; египтяне – кость Ора, испанцы – пьедрамант; немцы – магнесс и зигельштейн; англичане – лоудстоун. Не всегда природные магниты слабые — эти магниты частенько способны удерживать груз, превышающий по массе сам магнит раз в семь – десять. В случае если попаданцу не смог обнаружить природный магнит, то зная химический состав магнетита ( магнетит состоит на 31% из FeO и на 69% из Fe2O3) попаданец может получить его искусственно. Как получить нужные оксиды очень подробно описано у Перси “Руководство по металлургии” 1869 г.(кстати весьма любопытная книга-все кратко и по делу).
    Если же попаданца потянет на экзотику и он решит создать мощные искусственные постоянные магниты на базе платины, Как абсолютно справедливо заметил Nv сплав платины с мышьяком плавится при температуре 597° С.Детально описал процесс Франц Карл Ахард – никакого хайтека(платина, мышьяк и поташ в замазанном тигле(такого же эффекта по понижению температуры плавления можно достичь с помощью добавления фосфора-сплавы с фосфором плавятся при 588° С или путем добавления сурьмы — температура плавления около 630° С ) Далее если попаданец оказался в Швеции(в Тунаберге) или на территории современной Канады(провинция Онтарио, место так и называется Кобальте 😉 )-попаданец ищет Кобальтин ( CoAsS-его сложно с чем либо перепутать ) и сплавляет его со сплавом платины с мышьяком. Далее несколько часов нагрева для выпаривания мышьяка и серы и в руках у попаданца супермагнит из платинакса ;).
    Евли же попаданца занесло в Германию(Рудные горы), Норвегию(Скуттеруд) или в Италию на Эльбу и под рукой у него нет платины, а только плохонькое железо – то ему прямой путь в горы на поиски минерала Скуттерудит (Co, Ni)As3 – магнит(сплав магнико) получится еще более мощный чем из сплава Альнико 😉

    А в общем, так ли уж необходим попаданцу мощный постоянный магнит ?(хотя никаких непреодолимых технических трудностей для его создания нет даже в средние века(все зависит от подручных материалов и знаний попаданца)).
    Но как правильно написал Kraz >>> Итак, если мы решили строить электродвигатель (и электрогенератор) на постоянных магнитах — не следует это делать.
    Попаданцу куда проще будет сразу строить электродвигатель с электромагнитом.>>

    • kraz

      У платины есть один-единственный недостаток — она стала известна сравнительно недавно. А точнее — в аккурат с запуском технической революции.
      Соответственно, в предыдущие тысячелетия — «нет ножек — нет конфетки».
      И более того — в момент, когда платина уже появилась, построение нормального генератора с электромагнитами не представляло уже большой проблемы, все материалы были в наличии. И зачем тогда нам игрушечные моторчики на постоянных магнитах?

      • dan14444

        Это в центральной-южной америках-то платина стала известна
        «с запуском технической революции»? 🙂

        Не Европой единой! 🙂

      • Serg

        >>>kraz
        26.08.2013 at 15:23 · Ответить
        У платины есть один-единственный недостаток — она стала известна сравнительно недавно. А точнее — в аккурат с запуском технической революции.>>>>

        Игрушечные моторчики на постоянных магнитах действительно нет никакого смысла делать. Но если попапанцу потребуется платина для других целей — например для химии( то попаданцу платина, в отличии от местных аборигенов прекрасно известна, и если его угораздило попасть пусть не в Эфиопию а на территорию родной страны — то тут в каждом углу по месторождению от Кольского полуострова (в районе Печенги) до Камчатки(Левтыринываям)Тут и Нижне-Тагильском массиве (Средний Урал). В массиве Кондер (Хабаровский край))Только за 1828 г. Россия добывала платины примерно в полтора раза больше, чем было добыто в Южной Америке за все годы с 1741 по 1825
        Для попаданца главное знать где искать 😉

        • kraz

          Да, платина понадобилась бы — для катодов электронных ламп.
          И тут на форуме уже обсуждали, куда лучше за ней ехать. Пришли к выводу, что никуда не получится.

          Ну а если вспоминать 1828 год — то да, тогда платины было много.
          Вот только как ее добыть на пару тысяч лет раньше?

  • Химик

    1) Кобальт получить потруднее никеля.
    2) Для постоянных магнитов подходит гейслеров сплав медь-олово-марганец. Вместо марганца приемлем углеродистый силикомарганец со снижением доли олова в бронзе. При замене в процессе сплавления компонентов всплывёт грязный карбид кремния. Сплав твёрдый, хрупкий, легкоплавкий, коррозийно стойкий, магнитотвёрдый. Портят магнитные свойства цинк, кадмий, свинец, механические — галлий, мышьяк, селен, кадмий, индий, сурьма, теллур, ртуть, таллий, свинец, висмут, коррозийные — цинк, галлий, ртуть. Этот же углеродистый силикомарганец идеален для выплавки бессемеровской стали.

    • dan14444

      Статья про раннюю металлургию марганца была бы интересна… как про термическую, так и про электрохимическую… ну и руды не забыть…

      • Химик

        Термическая металлургия не сможет дать марганец, а только углеродистый силикомарганец. Выплавка потребует +1410, в то время как шамот держит до +1350. Поэтому шамотные печи для выплавки этого сплава будут служить единственную плавку. Так что термический способ потребует освоения динасовых огнеупоров, а значит освоения получения извести.
        Электрометаллургия в этом плане смотрится более выигрышно:
        1) Осваиваем производство керамики и глазури (чтобы растворы солей не сбежали из керамических сосудов и ёмкостей их нужно глазировать).
        Из карбоната или сульфида цинка обжигом получаем окись цинка.
        Влажную окись цинка перетираем с древесным углём и гранулируем, сушим.
        Гранулы закладываем в шамотный перегонный куб и перегоняем при температуре +900 — +1100. В холодильнике с водяным охлаждением скапливается расплав чернового цинка (содержит примеси мышьяка, кадмия, сурьмы, ртути и таллия). При высокой чистоте сырья и правильных пропорциях в перегонном кубе будет оставаться совсем мало золы, и процесс можно будет ускорять подсыпкой гранул без охлаждения куба. При грязном сырье в кубе будет накапливаться песок. После окончания перегонки весь перегонный куб будет наклонятся и из трубки-охладителя в формочку будет вначале выливаться черновой цинк, а потом (в другой сосуд) высыпаться пыль плававшая на цинке в конденсаторе.
        Черновой цинк подвергнутый дробной дистилляции с отделением «голов и хвостов» уже удовлетворяет ГОСТу на цинк для батареек. В голове будет сконцентрирован кадмий и ртуть, остальные примеси — в хвосте.
        Цинк — вещь самоценная: оксидные руды ряда металлов хорошо растворяются в уксусе, и положив в такой раствор цинковый порошок (стружку) получим ацетат цинка и металлический порошок. К этим металлам относятся: железо, кобальт, никель, медь, германий, серебро, кадмий, индий, ртуть, таллий, свинец, висмут. Сюда можно было бы отнести золото и платиновые металлы, вот только они встречаются в природе исключительно в самородном состоянии и уксус их не растворит. Аналогично и с оловом — природная двуокись олова абсолютно устойчива к уксусу.
        Причём цинком можно разделить и полиметаллические руды добавляя в их раствор цинк постепенно — металлы высадятся в соответствии с рядом напряжений металлов.
        Цинк из ацетата регенерируется весьма просто — при нагреве до +200 он обезвоживается, а в диапазоне +200 — +350 разваливается на окись цинка, углекислый газ и ацетон — весьма полезный промышленный растворитель.

      • Химик

        Из меди, цинка и уксуса можно сделать замечательные батареи. Три последовательные батареи дадут достаточное напряжение чтобы с платиновым электродом развалить на кислород и водород воду, получить бертолетову соль и высадить любой металл вообще способный высаживаться из водного раствора. Перечень этих металлов (кроме высаживаемых непосредственно на цинке): хром, марганец, галлий. Причём осаждающийся хром может в осадок утянуть немного ванадия (вплоть до 1%) — так что становится реальной порошковая металлургия хром-ванадиевых сталей.

      • Химик

        Электрогенератор постоянного тока:
        Но всё-таки получать сразу металлическое железо хоть и возможно, но не стоит: в первую очередь нужны марганец, медь, цинк, серебро, кадмий, олово и свинец. Из них готовим следующее:
        1) Проволоку из чистой меди.
        2) Кованный стержень из марганцовистой латуни (ось генератора), из такой же латуни гвозди.
        3) Литой ротор из марганцовистой бронзы (гейслеров сплав насыщается при 0,77 Тл — а значит по ЭДС проиграет железу всего втрое при намного более простом изготовлении).
        4) Цинковые подшипники скольжения (экономия олова — всё равно металл будет истираться в пыль и теряться.
        5) Скользящие контакты и лепестки из серебра.
        6) Припой ПОСК 50-18.
        Проволоку облуживаем припоем — дольше прослужит и легче будет паяться. На проволоку наматываем виток к витку нитку и проклеиваем живицей. Из проволоки навиваем трёхфазную обмотку статора (звездой) и однофазную ротора. С похожей технологией изготовления раньше делали провода на 127 вольт.
        Ротор надеваем на ось и заклиниваем. На оси заклинивается кольцевой керамический изолятор с серебрянными скользящими контактами и кольцами. Внатяг на ось забиваются цинковые кольца подшипников.
        Статор изготавливаем из просмоленных досок. На «бочку» накладываем обмотки и плотно приматываем просмоленной верёвкой. «Бочку» прибиваем внутрь ещё большей с кольцевым дном и заполняем до упора магнетитовым концентратом, забиваем герметично кольцевой же крышкой. устанавливаем в статор серебряные контакты и лепестки на кольцевом керамическом изоляторе.
        Припаиваем провода к серебряным деталям, вставляем ротор в статор, фиксируем досками с цинковыми кольцами смазанными дёгтем. Генератор крепим к досчатому водяному колесу через редуктор. Включаем, вначале тока нет, даём разогнаться и подсоединяем одноэлементную сильноточную медно-цинковую батарею к выходу генератора. Первичный импульс тока создаёт первичное магнитное поле в роторе, оно в свою очередь наводит переменную ЭДС в статоре, контактная группа выпрямляет переменный ток усиливающее магнитное поле ротора и процесс развивается по нарастающей до полного намагничивания магнитопровода. Магнитотвёрдый статор за десяток-два оборотов полностью намагничивается и в будущем при пуске батарея уже не потребуется.
        Сразу после подключения батареи к выходу генератор создаст сопротивление вращению, а электролит в батарее вскипит.
        Такой генератор киловольта не даст с гарантией из-за пробоев, но сотни вольт вполне реальны.
        По току сотня ампер тоже недостижима из-за выгорания контактной группы, реальны десятки ампер. Итого получается генератор масштаба десятка киловатт, причём самый высокотемпературный процесс в его изготовлении — плавка чистой меди.
        Под контактной группой стоит предусмотреть мешочек для сбора серебряной пыли. Цинковой пылью заниматься не стоит — проще добыть новый металл.

        • dan14444

          «в первую очередь нужны марганец, медь, цинк, серебро, кадмий, олово и свинец»

          Ужос! вполне можно обойтись без большей части перечисленного, на каждый элемент из этого списка попаданец годы потратит, начиная с геологии…

          Насчёт «самый высокотемпературный процесс в его изготовлении — плавка чистой меди» — ага, а тот же цинк откуда взялся?

          В частности, ротор проще из чугуна отлить. Экономить олово на подшпниках за счёт цинка — нафиг, нафиг, металлургию цинка с нуля развивать. Если нет олова — дерево и дёготь спасут попаданца. Контакты я бы делал из чего подешевле, той же меди.

          Редуктор, изоляция, керамика, нанесение на неё сменных контактов — не освещены вовсе. Механическикий (или какой?) выпрямитель где?

          Далее, «сотни вольт и десятки ампер» — это на каких оборотах и габаритах?

          • Maxim

            1) Есть сульфидные полиметаллические руды — можно при электролитическом рафинировании выплавленного из них сплава получить ВСЕ перечисленные металлы и не только, притом в самом удобном для получения сплавов виде — чистых порошков.
            2) Окись цинка во влажном виде перетёртая с древесным углём и высушенная, даст пары цинка начиная с +900, а если тёрли тщательно то при температуре плавления меди цинка не останется. Но если вы просто ссыпете в сосуд компоненты, то конечно — без +1100 — +1300 цинка не увидите.
            3) У простого чугуна с коэрцитивной силой плохо — без пусковой батареи генерации недождётесь. Если же для этой силы в него добавить хром или марганец, то обработать в размер вам станет его нечем. Предложенный же сплав можно отлить намного точнее из-за низкой температуры плавления и химической активности.
            4) Цинка в природе навалом везде — лично чёрненький сфалерит сросшийся с золотистым пиритом ковырял в котловане родной школы. А вот об олове этого к сожалению не скажешь — редкость большая, пока в Ильменском Минералоическом Институте карту не сфоткал касситерит и ряд других редкостей найти не мог, а сейчас у меня даже самородное серебро имеется, и если цена на него удесятерится — станет рентабельно заняться добычей в заповеднике. Потом при +100 (кипения охлаждающей воды) цинковые подшипники лучше оловянных.
            5) Ну эти вопросы яйца выеденного не стоят: шестерёнки редуктора литые из того же цинка (из этого металла лью в размер ту мелочёвку для лабы и дома которой нет в продаже, потом хватает доводки шкуркой а литники отламываются голыми руками), изоляция из приклеенной живицей накрученной соломы, в керамике до обжига делаются пазы, а после обжига туда вставляются и загибаются литые серебряные полосы, выпрямитель именно механический.
            6) Десяток киловатт реалистичен на оборотах около 50 Гц, массе в пару тонн, длине метра три и диаметре в полметра. Все монолитные детали не более 100 кг — а значит собирается без помощников если грамотно распланировать сборку.

            • vashu1

              >> Если же для этой силы в него добавить хром или марганец, то обработать в размер вам станет его нечем.

              Для этого я статью про электроэррозию и написал ) Медленно, но что угодно )

              >> шестерёнки редуктора литые из того же цинка (из этого металла лью в размер ту мелочёвку для лабы и дома которой нет в продаже, потом хватает доводки шкуркой

              Интересно, можно фото?

            • dan14444

              «1) Есть сульфидные полиметаллические руды — можно при электролитическом рафинировании выплавленного из них сплава получить ВСЕ перечисленные металлы и не только, притом в самом удобном для получения сплавов виде — чистых порошков.»

              Ага, если есть логистическая инфраструктура, данные геологической разведки… потребитель под всё это производство тыщщи и одной компоненты…
              В общем, ни разу не попаданчество!

              «2) Окись цинка во влажном виде перетёртая с древесным углём и высушенная, даст пары цинка начиная с +900, а если тёрли тщательно то при температуре плавления меди цинка не останется. Но если вы просто ссыпете в сосуд компоненты, то конечно — без +1100 — +1300 цинка не увидите.»

              Газофазные печи не лоу-тех, согласны? 🙂 Так что ставить производство цинка ради… а ради чего? Копеечной экономии того, что уже можно купить? 🙂

              «3) У простого чугуна с коэрцитивной силой плохо — без пусковой батареи генерации недождётесь. Если же для этой силы в него добавить хром или марганец, то обработать в размер вам станет его нечем. Предложенный же сплав можно отлить намного точнее из-за низкой температуры плавления и химической активности.»

              Ага, только надо найти руды, доставить, организовать производство… Чего ради? Один ротор отлить? А чугун — он доступен практически всегда и везде.

              «4) Цинка в природе навалом везде — лично чёрненький сфалерит сросшийся с золотистым пиритом ковырял в котловане родной школы. А вот об олове этого к сожалению не скажешь — редкость большая, пока в Ильменском Минералоическом Институте карту не сфоткал касситерит и ряд других редкостей найти не мог, а сейчас у меня даже самородное серебро имеется, и если цена на него удесятерится — станет рентабельно заняться добычей в заповеднике. Потом при +100 (кипения охлаждающей воды) цинковые подшипники лучше оловянных.»

              Сколько даже из посетителей этого сайта распознают тот же сфалерит? И какова вероятность попаданцу наткнуться на «котлован» с оным? Это если забыть по постановку производства…

              «5) Ну эти вопросы яйца выеденного не стоят: шестерёнки редуктора литые из того же цинка (из этого металла лью в размер ту мелочёвку для лабы и дома которой нет в продаже, потом хватает доводки шкуркой а литники отламываются голыми руками), изоляция из приклеенной живицей накрученной соломы, в керамике до обжига делаются пазы, а после обжига туда вставляются и загибаются литые серебряные полосы, выпрямитель именно механический.»

              Ну-ну…
              Редуктор на 50Гц, мощностью десятки киловатт — на литых цинковых шестернях? Про постановку производства цинка уже писал, ИМХО чугун куда реалистичнее. Далее — что на оси идёт (таки производство марганца ставим? :)), на силовую раму, на трансмиссию? Предполагаю, что «доводки напильником» там будет на пару лет минимум.
              Изоляция провода накрученной соломой? Это каким проводом наматывать-то будем? 🙂 Я бы понял какую-нить бумагу из тины, но солома «как есть»?…
              Керамика… для начала придётся научится делать нечто вроде фарфора, иначе узел рассыплется на стадии «вставляния и загибания», ну или на третьем часу работы… Т.е. ещё одна задача попаданцу «на всю жизнь»…

              В общем, на эти «не стоящие выеденного яйца» мелочи — запросто уйдёт несколько попаданческих человеко-жизней.

              Я собственно, к чему веду — по исходной посылке у попаданца нет даже металлического железа (пост от 02/12)… при этом:
              1) у Вас волшебным образом из ничего возникают целые отрасли промышленности (в принципе реализуемые, но…) — ради чуть лучшего решения какой-то единичной задачи. Это не только для попаданца коллапс, но и для современных проектов частенько 🙂
              2) Вы как Сова — «стратегией занимаетесь». Тактика у Вас «не стоит выеденного яйца»… А результат не выглядит реалистичным. Ну, или надо уточнять «обстоятельства попадания», благодаря которым эти «мелочи» возможно решить или обойти…

              Тут обсуждались всякие качающиеся-вращающиеся лоу-тех варианты мощностью в десятки-сотни ватт «из дерьма и палок». Вот их можно попробовать сделать за несколько лет, и в изрядном количестве — что позволит сделать той же бертолетки на какую-никакую стрельбу и гранаты. Ну и гальванику для стволов и зарабатывания денег.

              А хай-тек, требующий в БРОНОЗОВОМ ВЕКЕ (железа ещё нет!) поставить геологию, логистику и производство для «в первую очередь нужны марганец, медь, цинк, серебро, кадмий, олово и свинец» — сон разума…

        • Grue

          1) Проволоку из чистой меди.

          Вот как инерция мышления работает — имитировать то, как делают сейчас. Вначале с диким трудом сделать проволоку, потом с не меньшим трудом решать вопрос ее изоляции.

          А я уже как-то приводил пример радиоприемника, выпускавшегося в начале 20го века в СССР, который состоял из керамического диска, на котором была нарезана аккуратная спираль, в нее засыпан серебряный порошок и диск просто запекался в муфеле. В результате готовая радиосхема с катушкой и не надо ни проволоку тянуть, ни изоляцию делать.

          Собственно, тем же способом можно и для электродвигателя сделать диски с намоткой.

          4) Цинковые подшипники скольжения (экономия олова — всё равно металл будет истираться в пыль и теряться.

          И убить полжизни на поиск цинка. Тогда как хороший подшипник скольжения делается на ура из дерева, вываренного в масле. Достаточно проварить его, чтобы перестали идти пузыри и сделать втулку, чтобы срез волокон был перпендикулярен валу.

          Ну или спилить бакаут и сделать подшипник из него, если он рядом растет, да.

          • dan14444

            Я где-то тут предлагал такой генератор — с металлическими дорожками на керамическом корпусе — при отсутствии железа вообще и проволоки в частности.

            И как совсем лоу-тех — не вращение а качание, сильно привод и трансмиссию упростит…

  • Maxim

    Обсуждения нету — значит динамомашина даром никому ненужна, зато туземцев хлоратитами обижать желающих море! Как вы их получите без динамомашины? Через РОЯЛИЩЕ?

    • vashu1

      Генератор обсуждался в http://www.popadancev.net/forum/?mingleforumaction=viewtopic&t=44 и http://www.popadancev.net/forum/?mingleforumaction=viewtopic&t=11, вы туда уже писали

      Без генератора — обсуждалась гальваника и https://en.wikipedia.org/wiki/Direct_carbon_fuel_cell

      • Maxim

        А воз и ныне там.

        • Grue

          А в чем воз заключается, что никто не сделал? Ну так сделайте и проверьте. Языком-то все горазды махать.

          • Maxim

            Могу скажем выплавить грамм сто гейслерова сплава поиграться, только зачем? В литературе он описан подробно. Если делать реальную динамо-машину, то его потребуется килограмм 5 и по столько же обмоточного провода (могу метр-другой изолировать сеном, но ВСЁ целиком — только за отдельную немалую плату) и бронзового стержня, по килограмму цинка и медного листа, грамм по 50 ПОСКа и серебра на контакты, по листу тонкой и толстой фанеры, кило двадцать магнетитового концентата и литров двадцать живицы. Всё это у меня или есть, или могу приготовить/достать и попробовать получить киловатт (если повезёт) в стиле раннего бронзового века — вот только кто оплатит материалы? Потом куда деть такого мастодонта? Захламлять подсобку нежелаю.
            В общем если кто заплатит тысяч 50 — потом сможет забрать такую конструкцию. Если же заплатит 5 миллионов — сделаю подобное строго из добытых в ильменском заповеднике природных материалов, и большая часть этих денег пойдёт за махание кайлом/взрывание в заповеднике и прокат медной катанки.
            Ну если на такие цены не разбежались, то могу просто продать всем желающим гейслеров сплав по удвоенной цене материалов, доставку оплачвает покупатель. ОК?

            • vashu1

              ЮЮ Ну если на такие цены не разбежались, то могу просто продать всем желающим гейслеров сплав по удвоенной цене материалов, доставку оплачвает покупатель. ОК?

              Почем сто грамм? 🙂

            • dan14444

              «Если же заплатит 5 миллионов — сделаю подобное строго из добытых в ильменском заповеднике природных материалов, и большая часть этих денег пойдёт за махание кайлом/взрывание»

              Да что ж Вас опять на деньги тянет… И взрывание — есть сугубо аутентичная технология для бронзового века, ага…

              Нее… начнём с такого: вам запретили пользоваться сетью и говорить на известных языках, после чего высадили в остатках староверческого поселения, в тайге. Место — неизвестно. Поселение перед этим — почистили от индустриальных артефактов. Дали пяток глухонемых дебилов в помощь. Скоро придёт зима и медведи.
              Вот теперь — выплавляйте Гейслеров сплав 🙂

              • Maxim

                1) Можно и не взрывать — только тогда придётся смуглых с десяток нанять кайлом махать чтоб не ждать десяток лет. А так все деньги мне достались бы. Взрывать в заповеднике во время праздника — милое дело — выворачивает и дробит тонну, а народ смотрит в небо.
                2) А как же, конечно тянет, станешь ЧП и поймёшь что на этом больше всего богатеешь не ты, а вот зато огребать будешь больше любого. У меня налоговая официально кровь сосёт — уже 7 лет всё никак на квартиру накопить не даёт, хотя подлизыватель бывшего мэра на мои деньги себе коттедж справил.
                Да и потом, про деньги, не так уж и много я беру. Можно и официально (вовсе не обязательно ко мне) — вот тут государство сделает действительно дорого.
                У нас вообще в контрактах прописывают форс-мажорный статус изменения законодательства ЗАДНИМ ЧИСЛОМ тем самым объявляя решение госдумы стихийным бедствием. 🙁
                3) Медведи — это прекрасно! Главное чтоб приходили регулярно (перед завтраком) и по очереди (не толпились) — говорят медвежий жир целебная шука! Можно будет не заморачиватся поиском еды. 🙂 А то я за всю жизнь медвежатинки не попробовал! :-))

                • dan14444

                  «Сколько государство не обманывай — своего всё равно не вернёшь!» 🙂

                  А насчёт медведей… Зубками загрызёте? 🙂

  • Maxim

    Почём 2*(18 г. марганца + 39 г. олова + 43 г. меди) + доставка при том что все компоненты электролитические? Чистоту сплава ожидаю не хуже 99,9%.
    Покупать будешь? Отталкивайся при расчётах от цен на крупный опт.
    Если будешь — при следующей поездке в технохимию возьму пару кило олова, остальное уже лежит в лабе.

    • vashu1

      Думаю ориентировочно кило — столько несложно выплавить? Мыло что в комментах указываете реальное? Кинул туда письмо, чтоб мои контакты были.

  • Maxim

    Можно и кило. У меня марганца кило, меди три центнера, олова пока нет, но в их прайсе есть. Так что максимум 5,5 кг — марганца у них нету, но мне его не жаль — неликвид.

  • Taras

    Ни в одном мощном генераторе вообще нет постоянных магнитов. Автомобильные — это типичное не то. И даже танковые тоже. А на электростанциях постоянные магниты водятся только во вспомогательных генераторах. На любой электростанции как минимум два генератора. Один генератор основной. Это синхронный генератор переменного тока с обмотками возбуждения ротора. А второй генератор вспомогательный. Это генератор постоянного тока. И именно от него питается ротор основного генератора. Так как он питает только ротор другого генератора, то большая мощность ему нафиг не нужна, а размеры у него приличные. Поэтому его статор можно сделать из любых больших магнитов, лишь бы не пришлось заново подмагничивать их от аккумулятора. Маломощные синхронные двигатели и генераторы имеют роторы с постоянными магнитами. В первую очередь это относится к синхронным микродвигателям (существует и такое чудо). Но на электростанциях такое не водится даже сейчас. Ниша же бариевых магнитов другая. Хотя можно предположить востребованность постоянных бариевых магнитов в роторах синхронных микродвигателей и синхронных микрогенераторов (если кому понадобятся ещё и такие). Или в статорах коллекторных двигателей постоянного тока и безколлекторных микродвигателей. В вольтметрах и амперметрах, в конце концов. В поляризованных реле. И много где ещё. Но не в роторах генераторов на электростанциях. Разве что сердечники тех самых катушек из бария сделать.

  • Taras

    >Нельзя сказать, что такие магниты не нужны. Из них делают, например, сердечники трансформаторов, которые легко перемагничиваются 50 раз в секунду, с частотой тока в розетке, а если необходимо — то и с частотой сотни герц.

    Трансформаторы на 400 Герц бывают, да. В каждом импульсном блоке питания такой трансформатор. Вот только даже феррит — не лучший материал для его сердечника. Сердечник то на такую частоту нужен в десятки раз меньшего размера, чем в трансформаторе той же мощности, но на 50 Герц. При этом его нельзя набрать из пластин, но в то же время в нём не должно быть вихревых токов. Поэтому железо не годно вообще.

  • Taras

    Там даже феррит плох. Хотя

    >Феррит — является полупроводником, а значит обладает собственным высоким электрическим сопротивлением.

    А Вы проводник предлагаете. Железо на такой сердечник можно пустить только в составе соединения, но не в чистом виде и не в составе смеси. Кстати, ферриты — и есть некоторые из таких соединений.

  • Taras

    А ещё для такого маленького сердечника мощного трансформатора важна индукция насыщения. И по этому параметру его превосходит альсифер.

Leave a Reply

You can use these HTML tags

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>