DC 모터 만들기

 

 

빙글빙글 DC 모터를 만들어 봅니다.

 

 

 

우선 필요한 준비물은 아래와 같습니다.

 

• 전선 (에나멜선, 구리선 등)
• 자석
• 1.5V 건전지
• 건전지 홀더(케이스)
• 아이스크림 막대(원통형)
• 클립
• 골판지
• 알루미늄 테이프

 

저는 집에 굵은 에나멜선이 없어서 있는 걸로 만들다 보니 조금 재료가 많아졌습니다. 

 

인터넷에 찾아보면 키트 제품으로도 있는 것 같습니다. 편하게 해 보실 분들은 키트 제품을 구매하셔도 될 것 같습니다. 

 

 

 

우선 가장 많이 보는 DC 모터의 구조입니다.

 

https://www.researchgate.net/figure/operating-principle-of-DC-motor_fig4_338224609

 

가장 교과서적인 모습입니다만 위 모양처럼 만들기는 조금 어렵습니다. 바로 브러쉬와 정류자(Commutotor)라는 원통형 접점을 만들기가 어렵기 때문인데요. 그래서 해당 파트들을 2개로 분리하여 좌우 배치하는 방법으로 많이들 만듭니다.

 

 

 

 

DC 모터의 원리는 플레밍 왼손법칙을 따르고, $F=BIlsin\theta$ 니까 자석이 세거나 전류만 많이 흘려주면 됩니다.

 

 

 

 

그럼 그냥 만들어봅니다.

 

 

 

우선 제일 중요한 코일(회전자)부터 감아줍니다. 전선을 동그란 물체에 돌돌 감아줍니다. 저는 지름 4cm인 랩 심(?) 에다 감아주었습니다. 다시 빼야 하니깐 너무 꽉 감지 않으셔야 합니다. 대략 5m 정도 되는 길이를 감았습니다.

 

 

 

 

 

감은 코일을 빼내 가운데 아이스크림 막대(스*류바 먹었습니다ㅋㅋ)를 넣고 잘 묶어 줍니다. 그럼 대략 다음과 같은 모습이 됩니다. 잘 돌아갈 수 있게 무게 중심을 잘 잡아주세요. 돌려가며 조정해 줍니다.

 

 

다음으로 정류자(Commutotor) 역할을 하는 부분을 만들어줍니다. 기존 에나멜선으로 하는 경우 칼로 에나멜 코팅을 벗겨주면 되지만, 저는 알루미늄 테이프로 감아 만들어 주었습니다. 

 

 

180도 채 못되게 감아주면 되는데, 감는 방법은 동그란 코일의 반원 부분 쪽에만 양쪽 다 감아줍니다. 아래 그림으로 보시면 더 이해가 쉬우실 거예요.

 

정면에서 바라본 모습

뒤에서 바라본 모습

 

위에서 바라본 모습

아래에서 바라본 모습

 

그런 다음 구리선의 피복을 벗겨 전류가 잘 흐를 수 있도록 정류자에 꼭 붙여줍니다. 알루미늄 테이프로 붙였습니다.

 

 

 

 

다음으로는 브러쉬를 만들어줍니다. 클립을 펴서 아래 그림처럼 한쪽을 동그랗게 만들어 줍니다. 이때 주의할 점은 아이스크림 막대보다 큰 지름의 원을 만드셔야 알루미늄 테이프가 아래로 향했을 때만 도통됩니다. 항상 닿아 있으면 안 됩니다. 저는 네임펜에다 감아주었습니다. 2개 만들어 줍니다.

 

 

 

이제 몸체(고정자)를 만들기 위해 골판지를 적당한 크기로 잘라 몸체(바닥)를 만들어 줍니다. 저는 10cm * 20cm로 2개 장만했습니다.

 

 

 

한쪽 면에 자석이 들어갈 자리와 클립을 꽂을 자리를 표시해주고 칼로 오려냅니다.

 

 

남은 종이 하나는 글루를 이용해 뒷면에 붙이고, 자석을 넣고 테이프로 고정합니다. 자석은 1cm*3cm*0.5cm ND자석을 사용하였는데, 엄청 강해서 사용 시 손 조심을 하셔야 합니다.  넓은 면(1cm*3cm)이 극성을 띄는 자석을 2개 사용했습니다. 둘 다 같은 극이 아래에서 위로 향하게 합니다.

 

 

 

 

그리고 클립을 글루로 고정합니다. 그리고는 건전지의 +-전원을 각각 클립에 감아주면 몸체 완성입니다.

 

 

 

 

 

이제 회전자를 몸체에다 걸어주면 완성입니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

잘 돌아가는지 확인해 봅니다.