3 начина да направите двигател от батерия, проводник и магнит

Съдържание:

3 начина да направите двигател от батерия, проводник и магнит
3 начина да направите двигател от батерия, проводник и магнит
Anonim

През 1821 г. Майкъл Фарадей изгражда прост хомополярен двигател, използващ батерия, магнит и жица, което проправя пътя за съвременния електродвигател. Със същите материали можете да изградите свой собствен хомополярен двигател и да опитате някои експерименти, за да гледате физиката по време на работа!

Стъпки

Метод 1 от 3: Изграждане на прост хомополярен двигател

Направете двигател от батерия, проводник и магнит Стъпка 1
Направете двигател от батерия, проводник и магнит Стъпка 1

Стъпка 1. Съберете материалите си

Не се нуждаете от специални инструменти, за да направите хомополярен двигател. Всичко, от което се нуждаете, е батерия, дължина от медна жица и неодимов магнит.

  • Можете да използвате всякакъв вид алкална батерия, но по-голяма батерия, като например C-клетка, ще бъде по-лесна за държане.
  • Вземете няколко сантиметра медна тел. Можете да използвате гола или изолирана жица. Ако решите да използвате изолиран проводник, отстранете част от изолацията от всеки край. Можете да намерите медна жица онлайн или в повечето магазини за хардуер.
  • Всеки неодимов магнит трябва да свърши работа за този експеримент, но потърсете такъв с проводимо покритие. Можете да закупите никелирани неодимови магнити с различни размери онлайн.
  • Ще ви е необходим и един винт за гипсокартон. Винтът ще ви позволи да видите двигателя в действие. След като успешно конструирате двигателя, винтът ще се завърти.
Направете двигател от батерия, проводник и магнит Стъпка 2
Направете двигател от батерия, проводник и магнит Стъпка 2

Стъпка 2. Поставете магнита върху винта

Вземете неодимовия магнит и го прикрепете към главата на винта за гипсокартон.

Направете двигател от батерия, проводник и магнит Стъпка 3
Направете двигател от батерия, проводник и магнит Стъпка 3

Стъпка 3. Прикрепете винта към единия край на батерията

Можете да поставите върха на винта от двете страни на батерията. Страната, която изберете, ще определи в коя посока ще се върти моторът ви.

Единичната точка на контакт между върха на винта и батерията служи като лагер с ниско триене. По -тежък магнит ще намали триенето между тези две точки

Направете двигател от батерия, проводник и магнит Стъпка 4
Направете двигател от батерия, проводник и магнит Стъпка 4

Стъпка 4. Поставете медната жица върху батерията

Вземете медната си жица и я задръжте до другия край на батерията. Например, ако сте поставили винта в края на бутона на батерията, задръжте медната жица до плоския край.

Направете двигател от батерия, проводник и магнит Стъпка 5
Направете двигател от батерия, проводник и магнит Стъпка 5

Стъпка 5. Довършете двигателя

Внимателно поставете свободния край на медната жица отстрани на магнита. Магнитът и винтът трябва да започнат да се въртят.

  • Когато поставите медната жица отстрани на магнита, завършвате веригата между клемите на батерията. Токът тече от единия край на батерията, надолу по винта и в магнита. Докосвайки проводника отстрани на магнита, вие позволявате на тока да продължи да тече през проводника и в другия край на батерията.
  • Хомополярен двигател може да се върти непрекъснато, без да е необходимо да се обръща посоката на тока.
  • Не отнема много време винтът да започне да се върти с високи обороти. И винтът, и магнитът лесно могат да излитат от батерията. Бъдете внимателни при работа с магнити и електричество.
  • Възможно е проводникът да се затопли при провеждане на този експеримент. Не дръжте проводника към магнита за продължителни периоди от време.

Метод 2 от 3: Изработване на свободно стоящ хомополярен двигател

Направете двигател от батерия, проводник и магнит Стъпка 6
Направете двигател от батерия, проводник и магнит Стъпка 6

Стъпка 1. Съберете запасите си

Имате нужда само от няколко неща, за да направите самостоятелно хомополярен двигател. Трябва да можете да намерите всичко необходимо онлайн или в местния магазин за хардуер.

  • За да направите вашия двигател, ще ви трябват следните материали: 1 батерия АА, 2-3 неодимови магнита и няколко инча медна жица.
  • Може да се нуждаете и от чифт резачки или клещи, които да ви помогнат да работите с медната жица.
Направете двигател от батерия, проводник и магнит Стъпка 7
Направете двигател от батерия, проводник и магнит Стъпка 7

Стъпка 2. Поставете батерията върху магнитите

Подредете магнитите си заедно, за да направите стойка. Поставете плоската или отрицателната страна на батерията върху магнитите.

Направете двигател от батерия, проводник и магнит Стъпка 8
Направете двигател от батерия, проводник и магнит Стъпка 8

Стъпка 3. Огънете медната си жица

Вземете няколко сантиметра медна жица и я огънете така, че единият край да докосне магнита, а единият край да докосне положителната страна на батерията.

  • Можете да огънете медната си жица в различни форми, които ще се въртят, когато се поставят върху батерията. Симетричните форми работят най -добре, така че въртенето не изважда жицата от равновесие.
  • Опитайте да огънете жицата си във формата на сърце. Когато оформите формата на сърце, огънете всеки край на медна тел, така че да паснат около магнита. Вдлъбнатината в горната част на сърцето ще бъде свързващата точка към положителния край на батерията.
Направете двигател от батерия, проводник и магнит Стъпка 9
Направете двигател от батерия, проводник и магнит Стъпка 9

Стъпка 4. Поставете проводника върху двигателя

Вземете проводника и го поставете върху батерията. Докато имате участък тел, докосващ страната на магнита, и участък тел, докосващ положителната страна на батерията, вашият проводник трябва да се завърти.

  • Токът в този хомополярен двигател тече в присъствието на магнитно поле. Когато ток тече в магнитно поле, той ще изпита нещо, известно като силата на Лоренц. Силата на Лоренц е причината за завъртането на проводника около батерията.
  • Проводникът се свързва към батерията в три точки. Една точка на проводника е върху положителния извод, а двата края на проводника са близо до магнита, на отрицателния извод. Токът изтича от положителния извод и надолу от двете страни на проводника. Магнитното поле изтласква тока навън, причинявайки завъртането на проводниците.

Метод 3 от 3: Изграждане на магнитохидродинамична задвижваща система

Направете двигател от батерия, проводник и магнит Стъпка 10
Направете двигател от батерия, проводник и магнит Стъпка 10

Стъпка 1. Съберете запасите си

Можете да използвате хомополярния си двигател, за да демонстрирате магнитохидродинамично (MHD) задвижване. MHD задвижването е средство за използване на електрически ток за изтласкване на нещо през водата. За този експеримент ще ви трябва следното:

  • 1 C-клетъчна батерия
  • 1 силен неодимов магнит
  • 2 парчета дебел меден проводник
  • Малко ястие
  • Сол и черен пипер
Направете двигател от батерия, проводник и магнит Стъпка 11
Направете двигател от батерия, проводник и магнит Стъпка 11

Стъпка 2. Пригответе водата

Изсипете около 0,25 до 0,5 инча (0,6 до 1,3 см) вода в съда. Не пълнете съда напълно. Разбъркайте няколко капки сол и черен пипер и поставете съда върху магнита.

Добавянето на сол подобрява проводимостта на водата. Добавянето на пипер ви позволява да видите задвижването по време на работа

Направете двигател от батерия, проводник и магнит Стъпка 12
Направете двигател от батерия, проводник и магнит Стъпка 12

Стъпка 3. Огънете жицата

Огънете всяко парче тел, така че когато държите проводниците към батерията, противоположните краища са само на няколко сантиметра един от друг.

Когато държите медната жица към батерията, проводниците трябва почти да имат форма на "Y". Внимавайте да не позволявате краищата на жицата да се допират един до друг

Направете двигател от батерия, проводник и магнит Стъпка 13
Направете двигател от батерия, проводник и магнит Стъпка 13

Стъпка 4. Дръжте проводниците към батерията

Дръжте един проводник към положителната страна на батерията, а единия край към отрицателната страна на батерията.

Направете двигател от батерия, проводник и магнит Стъпка 14
Направете двигател от батерия, проводник и магнит Стъпка 14

Стъпка 5. Залепете свободните краища на жицата в съда с вода

Поставете една жица в центъра на чинията, а другата - отстрани на съда. Трябва да видите как водата започва да се вихри около един от проводниците.

  • Водата се движи поради силата на Лоренц. Всеки проводник носи електрически ток. Когато потопите проводниците в солената вода, завършвате веригата. Токът се движи хоризонтално през водата, от един проводник до друг. Тъй като чинията с вода седи върху магнит, има магнитно поле, движещо се нагоре през водата. Когато електрическият ток се движи през магнитното поле, силата на Лоренц кара водата да се върти.
  • Ако обърнете батерията, можете да обърнете посоката на тока и водата ще се върти в обратна посока.
  • Имате работа с вода и електричество, така че бъдете внимателни, когато извършвате този експеримент.

Препоръчано: