1821 -ben Michael Faraday épített egy egyszerű homopoláris motort akkumulátor, mágnes és drót segítségével, ami megnyitotta az utat a modern elektromos motor számára. Ugyanazokkal az anyagokkal saját homopoláris motort építhet, és néhány kísérletet kipróbálhat a fizikai fizika megfigyelésére!
Lépések
1. módszer a 3 -ból: Egyszerű homopoláris motor építése
1. lépés Gyűjtse össze anyagait
A homopoláris motor elkészítéséhez nincs szükség speciális eszközökre. Csak egy elemre, egy hosszú rézhuzalra és egy neodímium mágnesre van szüksége.
- Bármilyen alkáli elemet használhat, de egy nagyobb elemet, például egy C-cellát könnyebb megtartani.
- Szerezzen néhány hüvelyk rézhuzalt. Használhat csupasz vagy szigetelt vezetéket. Ha a szigetelt huzal használata mellett dönt, távolítsa el a szigetelés egy részét mindkét végén. A rézhuzalt megtalálhatja az interneten vagy a legtöbb hardverboltban.
- Bármely neodímium mágnes megteszi ezt a kísérletet, de keressen egy vezető bevonattal rendelkező mágnest. Különböző méretű nikkelezett neodímium mágneseket vásárolhat online.
- Szüksége lesz egy gipszkarton csavarra is. A csavar segítségével láthatja a motort működésben. Miután sikeresen megépítette a motort, a csavar forogni fog.
2. lépés Helyezze a mágnest a csavarra
Fogja meg a neodímium mágnest, és rögzítse a gipszkarton csavar fejéhez.
3. lépés. Csavarja be a csavart az akkumulátor egyik végébe
A csavar hegyét az akkumulátor mindkét oldalára helyezheti. A kiválasztott oldal határozza meg, hogy a motor melyik irányba fog forogni.
A csavar csúcsa és az akkumulátor közötti egyetlen érintkezési pont kis súrlódású csapágyként szolgál. Egy nehezebb mágnes csökkenti a súrlódást a két pont között
4. lépés Helyezze a rézhuzalt az akkumulátorra
Fogja meg a rézhuzalt, és tartsa az akkumulátor másik végéhez. Például, ha a csavart az akkumulátor gomb végére helyezte, tartsa a rézhuzalt a lapos végéhez.
5. lépés Töltse ki a motort
Óvatosan helyezze a rézhuzal szabad végét a mágnes oldalára. A mágnesnek és a csavarnak forogni kell.
- Amikor a rézhuzalt a mágnes oldalához helyezi, befejezi az áramkört az akkumulátor kivezetései között. Az áram az akkumulátor egyik végéből, a csavaron lefelé és a mágnesbe áramlik. Ha megérinti a vezetéket a mágnes oldalához, lehetővé teszi, hogy az áram tovább áramoljon a vezetéken és az akkumulátor másik végén.
- A homopoláris motor folyamatos forgásra képes anélkül, hogy meg kellene fordítani az áram irányát.
- Nem tart sokáig, amíg a csavar nagy sebességgel forogni kezd. A csavar és a mágnes is könnyen lerepülhet az akkumulátorról. Legyen óvatos, ha mágnesekkel és elektromos árammal dolgozik.
- Lehetséges, hogy a huzal felmelegszik a kísérlet során. Ne tartsa a vezetéket a mágneshez hosszabb ideig.
2. módszer a 3 -ból: Szabadon álló homopoláris motor készítése
1. lépés Gyűjtse össze kellékeit
Csak néhány dologra van szüksége a szabadon álló homopoláris motor elkészítéséhez. Meg kell találnia mindent, amire szüksége van az interneten vagy a helyi hardverboltban.
- A motor elkészítéséhez a következő anyagokra lesz szüksége: 1 AA elem, 2-3 neodímium mágnes és néhány hüvelyk rézhuzal.
- Szüksége lehet egy pár drótvágóra vagy fogóra is, amelyek segítenek a rézhuzal megmunkálásában.
2. lépés Helyezze az akkumulátort a mágnesekre
Rakja össze a mágneseket, hogy állványt készítsen. Helyezze az akkumulátor lapos vagy negatív oldalát a mágnesek tetejére.
3. lépés Hajlítsa meg a rézhuzalt
Fogjon néhány hüvelyk rézhuzalt, és hajlítsa meg úgy, hogy egyik vége érintse a mágnest, a másik vége pedig az akkumulátor pozitív oldalát.
- A rézdrótot különböző formákba hajlíthatja, amelyek megfordulnak, ha az akkumulátorra helyezik. A szimmetrikus formák működnek a legjobban, így a fonás nem dobja ki a drótot az egyensúlyból.
- Próbálja meg hajlítani a drótot szív alakúra. A szív alakjának kialakításakor hajlítsa meg a rézhuzal mindkét végét úgy, hogy illeszkedjenek a mágnes köré. A szív tetején lévő bemélyedés lesz a csatlakozópont az akkumulátor pozitív végéhez.
4. lépés Helyezze a vezetéket a motorra
Fogja meg a vezetéket, és helyezze az akkumulátorra. Mindaddig, amíg a huzal egy része hozzáér a mágnes oldalához, és a vezeték egy része érinti az akkumulátor pozitív oldalát, a huzalnak forognia kell.
- Ebben a homopoláris motorban az áram mágneses mező jelenlétében folyik. Amikor egy áram mágneses mezőben áramlik, akkor Lorentz -erő néven ismert valamit tapasztal. A Lorentz -erő hatására a vezeték az akkumulátor körül forog.
- A vezeték három ponton csatlakozik az akkumulátorhoz. A vezeték egyik pontja a pozitív póluson van, a vezeték két vége pedig a mágnes közelében, a negatív kapocson. Az áram a pozitív kivezetésből folyik ki és a vezeték mindkét oldalán. A mágneses mező kifelé tolja az áramot, ami a vezetékek forgását eredményezi.
3. módszer a 3 -ból: Magnetohidrodinamikus meghajtórendszer kiépítése
1. lépés Gyűjtse össze kellékeit
A homopoláris motor segítségével demonstrálhatja a mágneses hidrodinamikai (MHD) meghajtást. Az MHD meghajtása az elektromos áram felhasználásának eszköze, hogy valamit vízen keresztül nyomjon. Ehhez a kísérlethez a következőkre lesz szüksége:
- 1 db C-cella akkumulátor
- 1 erős neodímium mágnes
- 2 darab vastag rézhuzal
- Egy kis étel
- Só, bors
2. lépés. Készítse elő a vizet
Öntsön 0,6-1,3 cm (0,25-1,5 hüvelyk) vizet az edénybe. Ne töltse fel teljesen az edényt. Keverje hozzá néhány csipet sóval és borssal, és tegye az edényt a mágnesre.
A só hozzáadása javítja a víz vezetőképességét. A bors hozzáadásával láthatja a meghajtást a munka során
3. lépés Hajlítsa meg a vezetéket
Hajlítsa meg mindegyik drótdarabot úgy, hogy amikor a vezetékeket az akkumulátorhoz tartja, az ellentétes végei csak néhány centiméter távolságra legyenek egymástól.
Ha a rézhuzalt az akkumulátorhoz tartja, a vezetékeknek majdnem "Y" alakúnak kell lenniük. Ügyeljen arra, hogy a huzal végei ne érjenek egymáshoz
4. lépés Tartsa a vezetékeket az akkumulátorhoz
Tartsa az egyik vezetéket az akkumulátor pozitív oldalához, a másik végét pedig az akkumulátor negatív oldalához.
Lépés 5. Ragassza a huzal szabad végeit a víz edényébe
Helyezze az egyik vezetéket az edény közepére, a másikat az edény oldalához. Látnia kell, hogy a víz kavarogni kezd az egyik vezeték körül.
- A víz a Lorentz -erő hatására mozog. Minden vezeték elektromos áramot hordoz. Amikor a vezetékeket a sós vízbe mártja, befejezi az áramkört. Az áram vízszintesen mozog a vízen, egyik vezetékről a másikra. Mivel a víz edénye mágnesen ül, mágneses mező mozog felfelé a vízben. Amikor az elektromos áram áthalad a mágneses mezőn, a Lorentz -erő hatására a víz forog.
- Ha megfordítja az akkumulátort, megfordíthatja az áram irányát, és a víz az ellenkező irányba forog.
- Vízzel és árammal van dolgában, ezért legyen óvatos a kísérlet végrehajtásakor.