Homopolarni motor je preprost elektromotor z dvema magnetnima polovima. Prvič so bili izumljeni v 1800 -ih in danes nimajo pomembne praktične uporabe, vendar so lahko koristni za prikaz ali razumevanje delovanja električnih tokov in motorjev. Izdelava lastnega homopolarnega motorja je zabavna in enostavna, vendar zahteva previdnost. Nikoli ne uporabljajte magnetov, ki tehtajo več kot eno unčo; s tem tvegate, da boste stisnili roko ali zdrobili baterijo. Homopolarni motor ponuja neomejene možnosti za ustvarjalnost - skoraj vsako simetrično obliko bakrene žice, ki si jo lahko zamislite, lahko prilagodite kot homopolarno zasnovo motorja.
Koraki
Metoda 1 od 3: Izdelava osnovnega homopolarnega motorja
Korak 1. Pripravite materiale za motor
Potrebovali boste neodimski magnet, leseni vijak, tuljavo tankozrele (1,3 milimetrske / 16-palčne) bakrene žice, rezalnike žice, klešče z igelnim nosom in baterijo AA. Prepričajte se, da uporabljate žico, ki ni prevlečena, nemagnetna in nekoliko upogljiva. Prevlečena bakrena žica je običajno izdelana iz več tankih bakrenih vlaken, vtkanih v vrvico podobno žico. Ta vrsta žice je prešibka, da bi ohranila upogljivo obliko, ki bi jo želeli imeti pozneje.
Magnet mora biti sploščen valj s premerom največ en centimeter. Pazite, da se majhni otroci ne pustijo igrati z magnetom. Prav tako ga ne postavljajte na elektronsko opremo ali v njeno bližino, vključno s tabličnimi računalniki, telefoni ali predvajalniki MP3
Korak 2. Glavo vijaka postavite na magnet
Z drugimi besedami, konica vijaka mora štrleti naravnost navzgor od magneta, katerega ravna glava je pritrjena na magnet. Glava vijaka mora biti popolnoma centrirana na magnet, z enako količino prostora po celotnem obodu med robom magneta in robom glave vijaka.
Če želite prilagoditi položaj vijaka na magnetu, ga lahko pomaknete. Če želite iz nekega razloga uporabiti drug vijak (ali nenadoma ugotovite, da morate z vijakom obesiti sliko), ga poskusite potisniti z magneta, namesto da ga izvlečete naravnost
Korak 3. Pozitivni konec baterije AA (tisti z iztegom vrtljivega venca) držite tik nad ostro konico vijaka
Baterijo stisnite med palec in srednji prst. Spustite baterijo na vijak, tako da se točka vijaka dotakne približnega središča pozitivnega pola baterije. Baterija bi morala biti zdaj nad vijakom, ki mora biti nad baterijo, v navpični črti.
Korak 4. Dokončajte vezje
S prosto roko približajte en konec bakrene žice do negativnega pola (ploskega konca) baterije. S kazalcem stisnite žico na mestu negativnega pola. Drugi konec bakrene žice pripeljite do baterije in vzpostavite stik z njo. Sklop žebljev in magnetov se mora vrteti.
- Ko je vezje končano, boste morda slišali tiho šumenje ali brenčanje.
- Če se ne vrti, poskusite obrniti polarnost magneta tako, da odstranite vijak, obrnete magnet in nato ponovno pritrdite vijak.
Metoda 2 od 3: Izdelava homopolarnega motorja za prostoročno uporabo
Korak 1. Neodimijski magnet položite na raven konec baterije
Neodimijski magnet je redkozemeljski magnet iz neodima in je izredno močan. Previdno nanesite magnet na dno baterije. Sklop baterije/magneta postavite na ravno površino.
Korak 2. Upognite žico v obliki srca
Izmerite celotno višino sklopa baterije/magneta. Vzemite predlogo v obliki srca iz pobarvanke ali jo natisnite iz računalnika. Predlogo položite na ravno površino. Poiščite središče bakrene žice in jo postavite nad točko, od katere seva oster kot vaše srčne šablone. Od tam se mora žica upogniti navzgor in stran od osrednje točke, preden se pomakne nazaj navzdol proti dnu baterije.
Korak 3. Z meritvami sklopa baterije/magneta prilagodite njegovo obliko
Poskrbite, da bo osrednja točka žičnega srca na pozitivnem polu, dno pa se bo zaprlo okoli magneta. Oba konca žice se morata na obeh straneh zapreti okoli baterije in tvoriti zaprto zanko. Žica se mora dotikati stranic baterije, ne da bi jo stisnila tako močno, da je premikanje žice okoli baterije omejeno ali nemogoče, ko se začne vrteti.
Korak 4. Majhno prilagodite žico v obliki srca, ki ste jo izdelali
Za natančno nastavitev oblike žice bodo morda potrebne večkratne namestitve na sklop baterije/magneta, preverjanje simetrije in ravnovesja ter razširitev ali zategovanje zanke, ki jo tvorita dve "roki" srca, ki se srečata okoli baze. Prepričajte se, da zanka okoli magneta ne pride v stik z mizo; če se to zgodi, bo povzročilo trenje, ki ovira hitrost in učinkovitost vašega homopolarnega motorja.
Korak 5. Zaženite motor
Ko je oblika žice pripravljena, jo lahko nastavite na pozitivni pol baterije. Opazujte vrtenje oblike žice. Če ste v zvezi, ta homopolarna zasnova motorja deluje kot preprosto DIY romantično darilo.
Metoda 3 od 3: Izdelava balerinskega homopolarnega motorja
Korak 1. Začnite z zanko, ki se prilega magnetu
Tako kot bakrena žica v obliki srca tudi ta homopolarni motor uporablja preprosto baterijo AA, ki sedi na vrhu neodim magneta v navpičnem položaju s pozitivnim polom, usmerjenim nad negativni pol. Okoli magneta zavijte nekaj bakrene žice. Ni vam treba, da se celotna zanka dotika osnove; ovularna zanka, ki se dotika baterije na samo dveh točkah, je sprejemljiva kot krožna zanka, ki oprijema cel magnet.
Korak 2. Zavrtite žico navzgor v pol zamašek
Ko je zanka okoli podstavka končana, upognite žico navzgor in stran od zanke okoli magneta. Premer zamaška mora biti le nekaj milimetrov širši od premera baterije. Zamašek ustavite približno do polovice dolžine baterije.
Korak 3. Spremenite smer žice v popolnoma navpično črto
Na točki približno tri milimetre nad najvišjo točko akumulatorja pritisnite žico navznoter pod kotom devetdeset stopinj proti središču pozitivnega pola. Ko je žica čez osrednji odmik pozitivnega pola, ga upognite navzdol, tako da se dotakne razcepa, nato pa v zavoju za las odteče nazaj navzgor in stran od razcepa.
Korak 4. Naredite drobnega plesalca
Namesto v obliki srca upognite bakreno žico v obliki balerine z iztegnjenimi rokami. Začnite tako, da obrnete žico, ki je zdaj usmerjena naravnost navzgor, v ovinku za devetdeset stopinj približno en centimeter in pol nad pozitivnim polom baterije. Približno en centimeter vzdolž te dolžine povlecite žico v zavoj za las in jo nagnite nazaj proti obratu, ki ste ga pravkar naredili.
Korak 5. Nagnite žico navzgor v obratu za devetdeset stopinj in potegnite žico v približno okroglo obliko približno velikosti niklja
To bo plesalčeva glava. Ko ste na drugi strani plesalčevega "vratu", spustite žico nazaj na drugo stran plesalca in zrcalite ovinke, ki ste jih pravkar naredili. Morali bi dobiti obliko "T" s krogom nad osrednjim križiščem. Ne morete pa končati tam, kjer ste začeli (dotaknite se osrednjega odcepa na pozitivnem polu baterije), zato boste morali žico prerezati na točki približno pol centimetra nad pozitivnim polom baterije.
Pri oblikovanju žice v obliki balerine bo morda v pomoč predloga ali oris, ki ste ga narisali ali natisnili z interneta. Lahko natisnete obris ali predlogo balerine, nato pa žico položite nanjo in se upognete po obrisu, da dobite želeno obliko
Video - z uporabo te storitve se lahko nekateri podatki delijo z YouTubom
Nasveti
- Plesalka je lahko zapletene oblike, ker je manj simetrična od oblike srca.
- Če imate težave z zagonom homopolarnega motorja, ga rahlo potisnite ali zavrtite okoli njegove navpične osi, da ga zaženete.
- Če imate težave pri uravnoteženju žice na bateriji, jo nekoliko prilagodite, da postane bolj simetrična.
- Pri upogibanju bakrene žice lahko uporabite poljubno simetrično obliko. Simetrična oblika se mora dotikati pozitivnega pola akumulatorja in obkrožati sam magnet na dnu sklopa baterije/magneta. Uporabite lahko srce, pravokotnik ali obliko metulja.
Opozorila
- Odklopite bakreno žico na magnete in baterijo, če se motor ne vrti, da ne tvegate, da bi zažgali baterijo.
- Ne uporabljajte litijevih ali polnilnih baterij ali pustite brez nadzora.
- Nikoli ne uporabljajte magnetov, ki tehtajo več kot 1 unčo; s tem tvegate, da boste stisnili roko ali zdrobili baterijo.
- Bodite previdni. Homopolarni motor lahko odda veliko energije v obliki toplote. Ne pustite, da se predolgo vrti, sicer vam bo roka opekla.
- Nikoli ne dovolite, da se otroci dotikajo magnetov, ki jih uporabljate v poskusu.
