Leta 1821 je Michael Faraday z baterijo, magnetom in žico zgradil preprost homopolarni motor, ki je utiral pot sodobnemu elektromotorju. Iz istih materialov lahko zgradite lasten homopolarni motor in poskusite nekaj eksperimentov za ogled fizike pri delu!
Koraki
Metoda 1 od 3: Izdelava preprostega homopolarnega motorja
Korak 1. Zberite materiale
Za izdelavo homopolarnega motorja ne potrebujete posebnih orodij. Vse kar potrebujete je baterija, dolžina bakrene žice in neodim magnet.
- Uporabite lahko katero koli alkalno baterijo, vendar bo lažje držati večjo baterijo, na primer C-celico.
- Vzemite nekaj centimetrov bakrene žice. Uporabite lahko golo žico ali izolirano žico. Če se odločite za uporabo izolirane žice, odstranite nekaj izolacije na vsakem koncu. Bakreno žico lahko najdete na spletu ali v večini trgovin s strojno opremo.
- Za ta poskus bi moral pomagati kateri koli neodimski magnet, vendar poiščite takega s prevodno prevleko. Na spletu lahko kupite ponikljane neodim magnete različnih velikosti.
- Potrebovali boste tudi en vijak za suhozid. Vijak vam omogoča, da vidite motor v akciji. Ko uspešno sestavite motor, se vijak zavrti.
Korak 2. Postavite magnet na vijak
Vzemite neodimski magnet in ga pritrdite na glavo vijaka za suhozid.
Korak 3. Pritrdite vijak na en konec baterije
Konico vijaka lahko postavite na obe strani baterije. Stran, ki jo izberete, bo določila, v katero smer se bo vrtel vaš motor.
Enotna stična točka med konico vijaka in baterijo služi kot ležaj z nizkim trenjem. Težji magnet bo zmanjšal količino trenja med tema dvema točkama
Korak 4. Postavite bakreno žico na baterijo
Vzemite bakreno žico in jo držite na drugem koncu baterije. Na primer, če ste vijak namestili na konec gumba baterije, držite bakreno žico na ravnem koncu.
Korak 5. Dokončajte motor
Nežno namestite prosti konec bakrene žice na stran magneta. Magnet in vijak bi se morali začeti vrteti.
- Ko bakreno žico postavite na stran magneta, zaključite vezje med priključki akumulatorja. Tok teče z enega konca baterije, navzdol po vijaku in v magnet. Če se dotaknete žice na strani magneta, dovolite, da tok teče skozi žico in na drugi konec baterije.
- Homopolarni motor se lahko neprekinjeno vrti, ne da bi bilo treba obrniti smer toka.
- Ne traja dolgo, da se vijak začne vrteti pri velikih hitrostih. Tako vijak kot magnet lahko zlahka odletita iz baterije. Pri delu z magneti in elektriko bodite previdni.
- Pri izvajanju tega poskusa se lahko žica segreje. Ne držite žice za magnet dalj časa.
Metoda 2 od 3: Izdelava samostojnega homopolarnega motorja
Korak 1. Zberite zaloge
Za izdelavo samostoječega homopolarnega motorja potrebujete le nekaj stvari. Vse, kar potrebujete, bi morali najti na spletu ali v lokalni trgovini s strojno opremo.
- Za izdelavo motorja boste potrebovali naslednje materiale: 1 AA baterijo, 2-3 neodim magneta in nekaj centimetrov bakrene žice.
- Za delo z bakreno žico boste morda potrebovali tudi par rezalnikov ali klešč.
Korak 2. Postavite baterijo na magnete
Zložite magnete skupaj, da naredite stojalo. Ploščato ali negativno stran baterije postavite na magnete.
Korak 3. Upognite svojo bakreno žico
Vzemite nekaj centimetrov bakrene žice in jo upognite tako, da se en konec dotika magneta, en konec pa pozitivne strani baterije.
- Bakreno žico lahko upognete v različne oblike, ki se vrtijo, ko jo položite na baterijo. Simetrične oblike delujejo najbolje, tako da vrtenje ne vrže žice iz ravnotežja.
- Poskusite upogniti žico v obliki srca. Ko oblikujete obliko srca, upognite vsak konec bakrene žice, tako da se prilegata magnetu. Vdolbina na vrhu srca bo povezovalna točka s pozitivnim koncem baterije.
Korak 4. Postavite žico nad motor
Vzemite žico in jo postavite nad baterijo. Dokler se del žice dotika strani magneta in del žice, ki se dotika pozitivne strani baterije, se mora vaša žica vrteti.
- Tok v tem homopolarnem motorju teče v prisotnosti magnetnega polja. Ko tok teče v magnetnem polju, bo doživel nekaj, kar je znano kot Lorentzova sila. Lorentzova sila povzroči, da se žica vrti okoli baterije.
- Žica se na tri točke poveže z baterijo. Ena točka žice je na pozitivnem priključku, oba konca žice pa sta blizu magneta, na negativnem priključku. Tok teče iz pozitivnega priključka in navzdol po obeh straneh žice. Magnetno polje potisne tok navzven, zaradi česar se žice vrtijo.
Metoda 3 od 3: Gradnja magnetohidrodinamičnega pogonskega sistema
Korak 1. Zberite zaloge
Za prikaz magnetnohidrodinamičnega pogona (MHD) lahko uporabite svoj homopolarni motor. MHD pogon je sredstvo za uporabo električnega toka za potiskanje česa skozi vodo. Za ta poskus boste potrebovali naslednje:
- 1 C-celična baterija
- 1 močan neodim magnet
- 2 kosa debele bakrene žice
- Majhna jed
- Sol in poper
Korak 2. Pripravite vodo
V posodo nalijte približno 0,25 do 0,5 palca (0,6 do 1,3 cm) vode. Posode ne napolnite do konca. Primešajte nekaj koščkov soli in popra ter posodo postavite na magnet.
Dodajanje soli izboljša prevodnost vode. Dodajanje popra vam omogoča, da vidite pogon pri delu
Korak 3. Upognite žico
Vsak kos žice upognite tako, da ko držite žice za baterijo, sta nasprotna konca le nekaj centimetrov narazen.
Ko bakreno žico držite za baterijo, bi morale biti žice skoraj v obliki črke "Y". Pazite, da se konci žice ne dotikajo drug drugega
Korak 4. Držite žice na bateriji
Eno žico držite ob pozitivni strani baterije, en konec pa proti negativni strani baterije.
Korak 5. Proste konce žice vstavite v posodo z vodo
Eno žico postavite na sredino posode, drugo pa ob stran posode. Videti bi morali, da se voda začne vrteti okoli ene od žic.
- Voda se premika zaradi Lorentzove sile. Vsaka žica nosi električni tok. Ko potopite žice v slano vodo, zaključite vezje. Tok se vodoravno premika skozi vodo, od ene žice do druge. Ker posoda z vodo sedi na magnetu, se skozi vodo premika magnetno polje navzgor. Ko se električni tok premika skozi magnetno polje, Lorentzova sila povzroči vrtenje vode.
- Če obrnete baterijo, lahko obrnete smer toka in voda se vrti v nasprotni smeri.
- Ukvarjate se z vodo in elektriko, zato bodite pri izvajanju tega poskusa previdni.
