Un motor homopolar este un motor electric simplu cu doi poli magnetici. Au fost inventate pentru prima dată în anii 1800 și nu au nicio aplicație practică semnificativă astăzi, dar pot fi utile pentru demonstrarea sau înțelegerea modului în care funcționează curenții și motoarele electrice. Construirea propriului motor homopolar este distractiv și ușor, dar necesită prudență. Nu folosiți niciodată magneți care cântăresc mai mult de o uncie; dacă faceți acest lucru, vă riscați să vă ciupiți mâna sau să zdrobiți bateria. Motorul homopolar oferă oportunități nelimitate de creativitate - aproape orice formă de sârmă de cupru simetrică pe care ți-o poți imagina poate fi adaptată ca design de motor homopolar.
Pași
Metoda 1 din 3: Realizarea unui motor homopolar de bază
Pasul 1. Pregătiți materialele pentru motor
Veți avea nevoie de un magnet de neodim, un șurub pentru lemn, o bobină de sârmă de cupru cu calibrul subțire (1,3 mm / 16), tăietori de sârmă, clește cu vârf și o baterie AA. Asigurați-vă că utilizați sârmă neacoperită, nemagnetică și oarecum flexibilă. Sârmă de cupru acoperită este, în general, realizată din mai multe filamente subțiri de cupru țesute într-o sârmă asemănătoare unei frânghii. Acest tip de sârmă este prea slab pentru a menține o formă pliabilă, o calitate pe care veți dori să o aibă mai târziu.
Magnetul trebuie să fie un cilindru turtit cu un diametru nu mai mare de aproximativ un centimetru. Aveți grijă să nu lăsați copiii mici să se joace cu magnetul. De asemenea, nu îl așezați pe sau lângă echipamente electronice, inclusiv tablete, telefoane sau playere MP3
Pasul 2. Așezați capul șurubului pe magnet
Cu alte cuvinte, vârful șurubului ar trebui să fie lipit direct de magnet, al cărui cap plat este fixat pe magnet. Capul șurubului trebuie să fie perfect centrat pe magnet, cu o cantitate egală de spațiu de-a lungul întregului perimetru între marginea magnetului și marginea capului șurubului.
Dacă doriți să reglați poziția șurubului pe magnet, ar trebui să îl puteți glisa în jur. Dacă doriți să utilizați un alt șurub dintr-un anumit motiv (sau vă dați seama brusc că trebuie să închideți o imagine cu șurubul), încercați să îl împingeți de pe magnet, mai degrabă decât să încercați să-l trageți afară
Pasul 3. Țineți capătul pozitiv al bateriei AA (cel cu divotul extins) chiar deasupra vârfului ascuțit al șurubului
Ciupiți bateria între degetul mare și degetul mijlociu. Coborâți bateria pe șurub, astfel încât punctul șurubului să intre în contact cu centrul aproximativ al polului pozitiv al bateriei. Bateria ar trebui să fie acum deasupra șurubului, care ar trebui să fie deasupra bateriei, în linie verticală.
Pasul 4. Finalizați circuitul
Cu mâna liberă, aduceți un capăt al firului de cupru până la polul negativ (capătul plat) al bateriei. Ciupiți firul în poziție deasupra polului negativ cu degetul arătător. Aduceți celălalt capăt al firului de cupru până la baterie și contactați-l. Ansamblul cuie și magnet ar trebui să se rotească.
- Este posibil să auziți un zumzet scăzut sau un bâzâit când circuitul este complet.
- Dacă nu se rotește, încercați să inversați polaritatea magnetului prin îndepărtarea șurubului, răsucirea magnetului, apoi reașezarea șurubului.
Metoda 2 din 3: Realizarea unui motor homopolar fără mâini
Pasul 1. Așezați magnetul de neodim pe capătul plat al bateriei
Un magnet de neodim este un magnet din pământuri rare realizat din neodim și este extrem de puternic. Aplicați-vă magnetul cu atenție pe fundul bateriei. Așezați ansamblul baterie / magnet pe o suprafață plană.
Pasul 2. Îndoiți firul în formă de inimă
Măsurați întreaga înălțime a ansamblului baterie / magnet. Obțineți un șablon în formă de inimă dintr-o carte de colorat sau imprimați unul de pe computer. Așezați șablonul pe o suprafață plană. Găsiți centrul firului de cupru și plasați-l peste punctul din care radiază unghiul acut al șablonului inimii. De acolo, firul ar trebui să se curbeze în sus și să se îndepărteze de punctul central înainte de a coborî înapoi în jos, spre baza bateriei.
Pasul 3. Folosiți măsurătorile ansamblului baterie / magnet pentru a-i regla forma
Asigurați-vă că punctul central al inimii firului va sta pe polul pozitiv și fundul se va închide în jurul magnetului. Cele două capete ale firului trebuie să se închidă în jurul bateriei de ambele părți, formând o buclă închisă. Sârmă ar trebui să atingă părțile laterale ale bateriei fără a o ciupi atât de strâns încât mișcarea firului în jurul bateriei este limitată sau imposibilă atunci când începe să se rotească.
Pasul 4. Efectuați mici ajustări la firul în formă de inimă pe care l-ați creat
Reglarea fină a formei firului poate necesita sesiuni repetate de plasare a acestuia pe ansamblul baterie / magnet, verificarea simetriei și echilibrului și lărgirea sau strângerea buclei formate din cele două „brațe” ale inimii care se întâlnesc în jurul bazei. Asigurați-vă că bucla din jurul magnetului nu intră în contact cu masa; în caz contrar, va provoca frecare care împiedică viteza și eficacitatea motorului dumneavoastră homopolar.
Pasul 5. Porniți motorul
Odată ce forma firului este gata, o puteți seta pe polul pozitiv al bateriei. Urmăriți forma sârmei rotindu-se rotunjit. Dacă aveți o relație, acest design motor homopolar funcționează ca un cadou romantic DIY ușor.
Metoda 3 din 3: Realizarea unui motor homopolar Ballerina
Pasul 1. Începeți realizând o buclă care se potrivește în jurul magnetului
La fel ca firul de cupru în formă de inimă, acest motor homopolar folosește o baterie AA simplă așezată deasupra unui magnet de neodim în poziție verticală cu polul său pozitiv orientat deasupra polului negativ. Buclați niște fire de cupru în jurul magnetului. Nu trebuie să faceți ca întreaga buclă să atingă baza; o buclă ovulară care atinge bateria în doar două puncte este la fel de acceptabilă ca o buclă circulară care prinde întregul magnet.
Pasul 2. Răsuciți firul într-un semi-tirbușon
Odată ce bucla din jurul bazei este completă, îndoiți firul în sus și departe de bucla din jurul magnetului. Diametrul tirbușonului ar trebui să fie cu doar câțiva milimetri mai lat decât cel al bateriei. Opriți tirbușonul la jumătatea lungimii bateriei.
Pasul 3. Schimbați direcția firului într-o linie perfect verticală
Într-un punct de aproximativ trei milimetri deasupra celui mai înalt punct al bateriei, apăsați firul spre interior cu un unghi de nouăzeci de grade spre centrul polului pozitiv. Odată ce firul este deasupra divotului central al polului pozitiv, îndoiți-l în jos, astfel încât să atingă divotul, apoi alergă înapoi și îndepărtează-l de divot într-o viraj de ac de păr.
Pasul 4. Faceți un dansator mic
În loc de o formă de inimă, îndoiți firul de cupru în formă de balerină, cu brațele întinse. Începeți prin a întoarce firul, acum îndreptat în sus, într-o îndoitură de nouăzeci de grade, la aproximativ un centimetru și jumătate deasupra polului pozitiv al bateriei. Aproximativ un centimetru de-a lungul acestei lungimi, trageți firul într-un viraj ac de păr, înclinându-l înapoi spre virajul de nouăzeci de grade pe care tocmai l-ați făcut.
Pasul 5. Ungeți firul în sus cu o rotație de nouăzeci de grade și trageți firul într-o formă aproximativ circulară de dimensiunea unui nichel
Acesta va fi capul dansatorului. Odată ajuns pe cealaltă parte a „gâtului” dansatorului, aduceți firul înapoi pe cealaltă parte a dansatorului, reflectând îndoirile pe care tocmai le-ați făcut. Ar trebui să sfârșiți cu o formă „T” cu un cerc deasupra joncțiunii centrale. Totuși, nu puteți termina de unde ați început (atingând divotul central de pe polul pozitiv al bateriei), așa că va trebui să tăiați firul într-un punct de aproximativ jumătate de centimetru deasupra polului pozitiv al bateriei.
Vă poate ajuta să utilizați un șablon sau un contur pe care l-ați desenat sau tipărit de pe internet atunci când formați firul în forma de balerină. Puteți imprima conturul sau șablonul balerinei, apoi așezați firul peste el, îndoindu-vă de-a lungul conturului pentru a obține forma dorită
Video - Prin utilizarea acestui serviciu, unele informații pot fi partajate cu YouTube
sfaturi
- Dansatorul poate fi o formă dificilă, deoarece este mai puțin simetrică decât forma inimii.
- Dacă aveți probleme la pornirea motorului homopolar, dați-i o ușoară apăsare sau răsuciți-l în jurul axei sale verticale pentru a porni.
- Dacă aveți probleme la echilibrarea firului de pe baterie, modificați-l puțin, astfel încât să devină mai simetric.
- Puteți utiliza orice formă simetrică doriți atunci când îndoiți firul de cupru. Forma simetrică trebuie să fie capabilă să atingă polul pozitiv al bateriei și să se bucle în jurul magnetului însuși la baza ansamblului baterie / magnet. Ați putea folosi o formă de inimă, dreptunghi sau fluture.
Avertizări
- Deconectați firul de cupru de magneți și baterie dacă motorul nu se rotește, astfel încât să nu riscați să ardeți bateria.
- Nu utilizați litiu sau baterii reîncărcabile și nu lăsați nesupravegheați.
- Nu folosiți niciodată magneți care cântăresc mai mult de 1 uncie; dacă faceți acest lucru, vă riscați să vă ciupiți mâna sau să zdrobiți bateria.
- Aveți grijă. Motorul homopolar poate scoate multă energie sub formă de căldură. Nu-l lăsați să se învârtească prea mult, altfel mâna vă va arde.
- Nu lăsați niciodată copii să atingă magneții pe care îi folosiți în experiment.
