Свойство соленоида можно использовать в интересной модели соленоидной дороги. Она состоит из подставки, на которой укреплено несколько одинаковых соленоидных катушек, расположенных друг от друга на определенных расстояниях. На деревянных опорах укреплен однорельсовый путь (деревянная рейка), который проходит внутри соленоида.

Перед каждым соленоидом в рельсе установлена пара контактов, при помощи которых соленоид включается в электрическую цепь. По рельсу на шарикоподшипниках движется железный вагончик (рис. 63, а); размеры на рисунке даны в миллиметрах.

Принцип действия дороги состоит в следующем. Вагончик, двигаясь по рельсу, своим корпусом замыкает контакты цепи соленоида. Ток, проходя по соленоиду, создает сильное магнитное поле. Соленоид втягивает железный вагончик и сообщает ему значительную скорость. Как только вагончик сбежит с контактов, цепь соленоида размыкается, и дальше вагончик движется по инерции. Приближаясь к следующему соленоиду, он снова замыкает контакты цепи второго соленоида. Под действием магнитного поля второго соленоида вагончик снова получит ускорение, позволяющее ему добежать до следующего соленоида, и т. д.
Если расположить рельс и соленоиды по кругу, то вагончик будет совершать непрерывное движение (рис. 63, б).

Соленоидную дорогу можно сконструировать в различных вариантах. Ее можно изготовить для движения взад и вперед по прямому пути внутри одних и тех же соленоидов. На конечных пунктах такой дороги ставят пружины. Вагончик, ударяясь о пружины, получает скорость для обратного движения. При подобном варианте конструкции для дороги нужно меньше места, но зато придется расположить контакты с обеих сторон соленоида так, чтобы вагончик, двигаясь в одну сторону, замыкал по паре контактов с одной стороны каждого соленоида, а возвращаясь обратно, замыкал контакты, находящиеся с другой стороны каждого соленоида. В этом случае контакты лучше сделать подвесными. Одну пару контактов, соединенных параллельно, укрепляют неподвижно, другую пару контактов изготовляют из латунной полоски и подвешивают. Неподвижные контакты изготовляют из угольных стерженьков (рис. 63, в).

Однорельсовый путь собирают на деревянном основании. Он состоит из деревянных опор (столбиков). Форма и размеры их приведены на рис. 63, г. Количество опор подбирается практически. Благодаря наличию опор рельс можно устанавливать на определенной высоте. Изготовление опор не представляет особой трудности.
Очень тщательно нужно изготовить деревянную рейку для рельса. Не всегда удается подобрать доску нужной длины, из которой можно выпилить рейку. В таком случае из досок или фанеры выпиливают несколько одинаковых реек и сращивают их (склеивают столярным клеем). После сращивания рейку необходимо выверить, чтобы все ее грани и ребра были прямыми, без скосов и извилин. Затем шлифуют только ее верхнюю грань. Следует отметить, что окончательная шлифовка и лакировка рейки производятся только после того, как будет в ней подготовлено нужное количество отверстий для опор.

Теперь следует приступить к изготовлению соленоидов.
Соленоиды состоят из катушек, на которые намотан изолированный провод. Каркасы катушек выкраивают из довольно плотного картона по размерам, указанным на рис. 63, а; склеивают их и покрывают несколько раз асфальтовым или каким-либо изоляционным лаком, после чего хорошо просушивают.
На приготовленные каркасы наматывают обмотку изолированным проводом с любой изоляцией. Так как сетевой ток в 120—220 вольт представляет большую опасность, то удобнее рассчитать обмотку на напряжение в 48—50 вольт, полученное от понижающего трансформатора.

На $аждую катушку надо уложить около 500 витков провода толщиной 0,7—1 миллиметр вместе с изоляцией, после чего следует проверить действие соленоида.
ббмотку соленоида включают через трансформатор в сеть и испытывают силу втягивания. Если окажется, что сила втягивания мала, то доматывают еще витков 100 и снова испытывают силу втягивания. Если при этом обнаружится ослабление силы втягивания, то сматывают 50 витков и снова испытывают.

Подобным образом испытывают только первый соленоид, а на все остальные катушки наматывают такое число витков, которое будет считаться нормальным для первого соленоида. До тех пор пока еще точно не установлено, сколько нужно всего соленоидов для дороги, наматывают два — три одинаковых соленоида для испытания. Остальные соленоиды изготовляют после того, как будет сделан вагончик и проведено предварительное испытание.
Вагончик состоит из основания (рамы) и корпуса из жести.

Рама представляет собой две пластины из мягкого железа, скрепленные между собой осями. На рис. 63, д показана собранная рама и примерные размеры ее деталей в миллиметрах. На середине оси туго насажены шарикоподшипники, которые, являясь колесами, уменьшают трение и дают возможность вагончику получить большую скорость от соленоида.

Для того чтобы вагончик устойчиво двигался, нужно центр тяжести его вынести ниже точек опоры. Для этого к внешним сторонам рамы прикрепляют дополнительные грузики и проверяют устойчивость ее на рейке. Если рама неустойчиво держится на рейке, то ее надо сбалансировать, иначе вагончик будет падать с рельса. Балансировка производится просто. Сначала определяют, в какую сторону накренилась рама. Предположим, что она накренилась вправо, тогда грузик с правой стороны следует уменьшить (сточить) или же увеличить грузик с левой стороны.

После балансировки определяют устойчивость рамы при движении. Раму прокатывают по рельсу, толкая ее рукой, и наблюдают за ее устойчивостью.
Для того чтобы вагончик свободно передвигался по круговому пути с меньшим трением боковых стенок о рельс, раме вагончика придают изогнутый вид в соответствии с радиусом закругления рельса. Корпус вагончика делают из мягкой листовой жести. Готовый корпус устанавливают на раму так, чтобы его можно было легко снять во время балансировки вагончика. После того как вагончик будет готов, производят временную сборку соленоидной дороги с двумя—тремя соленоидами.

Сначала устанавливают первый соленоид. Затем вагончик ставят на рельс недалеко от соленоида, включают ток в соленоид и, приближая и удаляя вагончик, определяют, с какого места он будет получать наибольшую скорость движения. В этом месте, против передней части вагончика, помещают подвесные контакты, если путь прямой, или же под роликами отмечают карандашом середины выемок контактных пластинок, если путь круговой.

Расстояние от первого до второго соленоида определяется практически, то-есть, пропустив вагончик через первый соленоид, отмечают место, где он остановится. Чтобы точно определить место остановки вагончика, его несколько раз пропускают через первый соленоид. Затем участок пути, который он пробегает, пропущенный через первый соленоид, делят на пять частей и на расстоянии 1/5 от первого соленоида устанавливают второй соленоид.

Правильность выбора расстояния между соленоидами можно определить и другим способом. Для этого оба соленоида соединяют между собой параллельно. Перед первым соленоидом на установленном месте ставят вагончик и на короткое время, пока он двинется с места, включают ток. Как только вагончик приблизится ко второму соленоиду, снова на мгновение включают и выключают ток, и вагончик, получив ускорение от второго соленоида, пробежит на некоторое расстояние вперед. Приближая к удаляя второй соленоид по отношению к первому, можно точно определить то наивыгоднейшее расстояние, на которое следует устанавливать все другие соленоиды. Зная расстояние между двумя соленоидами, легко определить необходимое количество соленоидов для всей дороги.

Сборка соленоидной дороги может быть произведена в следующем порядке. В основание вделывают на клею опоры. Отмечают примерные места, где будут соленоиды прикреплены к подставке, после чего внутри соленоидов пропускают рельс и укрепляют его на опорах. Затем укрепляют контакты. К этим контактам присоединяют искрогасительный конденсатор емкостью от 0,1 до 0,25 микрофарады, который уменьшает обгорание контактов при размыкании цепи соленоида (рис. 63, е).
К смонтированным контактам через соленоид подводят ток. Затем ставят на определенное место первый соленоид и слегка толкают вагончик вперед по рельсу, чтобы он при своем движении замкнул контакты. Приближая и удаляя между собой соленоиды, находят нужное расстояние между ними. После этого все соленоиды прикрепляют к основанию при помощи прямоугольных лапок.

Все монтажные провода прокладывают под основанием дороги. Перед окончательным закреплением соленоидов пускают вагончик по всей дороге. Убедившись, что он хорошо идет, приступают к внешнему оформлению дороги.

Оформление соленоидной дороги можно сделать в виде метро или туннелей внутри горных перевалов. Для того чтобы придать дороге оформление в виде туннелей, соленоиды сверху покрывают «горами», сделанными из папье-маше. Сверху на горы прикрепляют мох, речной песок с камешками. Выходы и входы в соленоиды также оформляют путем склейки речного песка и мелкого гравия. Основание дороги покрывают клеем и посыпают слоем мелкого речного песка.

П.Стрелков
Юному электротехнику
——————————————
Английский детский лагерь предоставляет возможность участия в детском исследовательском проекте. Подобная разработка и изготовление соленоидной дороги вполне может стать одним из реальных проектов подобного детского научного бюро.