Homopolárny motor je jednoduchý elektrický motor s dvoma magnetickými pólmi. Prvýkrát boli vynájdené v roku 1800 a dnes nemajú žiadnu významnú praktickú aplikáciu, ale môžu byť užitočné na ukážku alebo porozumenie fungovaniu elektrických prúdov a motorov. Budovanie vlastného homopolárneho motora je zábavné a ľahké, vyžaduje si však opatrnosť. Nikdy nepoužívajte žiadne magnety s hmotnosťou viac ako uncou; V opačnom prípade riskujete pritlačenie ruky alebo rozdrvenie batérie. Homopolárny motor ponúka neobmedzené možnosti kreativity - takmer akýkoľvek symetrický tvar medeného drôtu, ktorý si dokážete predstaviť, je možné prispôsobiť návrhu homopolárneho motora.
Kroky
Metóda 1 z 3: Výroba základného homopolárneho motora
Krok 1. Pripravte materiály pre motor
Budete potrebovať neodymový magnet, skrutku do dreva, cievku tenkorozmerného medeného drôtu (1,3 mm / 16 mm), nožnice na drôt, kliešte na ihly a AA batériu. Zaistite, aby ste používali drôt, ktorý je bez povlaku, nemagnetický a ohybný. Potiahnutý medený drôt je spravidla vyrobený z viacerých tenkých medených vlákien tkaných do lankového drôtu. Tento typ drôtu je príliš slabý na to, aby si udržal ohybný tvar, kvalitu, akú by ste chceli, aby mal neskôr.
Magnet by mal byť sploštený valec s priemerom nie väčším ako jeden centimeter. Dávajte pozor, aby sa malé deti nenechali hrať s magnetom. Neumiestňujte ho ani na elektronické zariadenia alebo do ich blízkosti, vrátane tabletov, telefónov alebo prehrávačov MP3
Krok 2. Položte hlavu skrutky na magnet
Inými slovami, bod skrutky by mal vyčnievať priamo z magnetu, ktorého plochá hlava je pripevnená k magnetu. Hlava skrutky by mala byť dokonale vycentrovaná na magnet, s rovnakým priestorom po celom obvode medzi okrajom magnetu a okrajom hlavy skrutky.
Ak chcete nastaviť polohu skrutky na magnete, mali by ste ju vedieť posunúť. Ak chcete z nejakého dôvodu použiť inú skrutku (alebo si zrazu uvedomíte, že pomocou skrutky musíte zavesiť obrázok), pokúste sa ju vytlačiť z magnetu, a nie ju vytiahnuť priamo von
Krok 3. Držte kladný koniec batérie AA (ten s vytiahnutým deliacim bodom) tesne nad ostrým hrotom skrutky
Stlačte batériu medzi palcom a prostredníkom. Spustite batériu na skrutku tak, aby sa bod skrutky dotýkal približného stredu kladného pólu batérie. Batéria by teraz mala byť nad skrutkou, ktorá by mala byť nad batériou, vo zvislej línii.
Krok 4. Dokončite obvod
Voľnou rukou priveďte jeden koniec medeného drôtu k zápornému pólu (plochý koniec) batérie. Ukazovákom pritlačte drôt na miesto na zápornom póle. Druhý koniec medeného drôtu priveďte k batérii a spojte sa s ním. Zostava klinca a magnetu by sa mala roztočiť.
- Po dokončení obvodu môžete počuť slabé bzučanie alebo bzučanie.
- Ak sa neotáča, pokúste sa obrátiť polaritu magnetu odskrutkovaním skrutky, otočením magnetu a opätovným pripevnením skrutky.
Metóda 2 z 3: Výroba hands-free homopolárneho motora
Krok 1. Položte neodymový magnet na plochý koniec batérie
Neodymový magnet je magnet zo vzácnych zemín vyrobený z neodýmu a je mimoriadne silný. Magnet opatrne priložte na spodok batérie. Položte zostavu batérie/magnetu na rovný povrch.
Krok 2. Ohnite drôt do tvaru srdca
Zmerajte celú výšku zostavy batérie/magnetu. Získajte šablónu v tvare srdca z omaľovánky alebo si ju vytlačte z počítača. Položte šablónu na rovný povrch. Nájdite stred svojho medeného drôtu a umiestnite ho nad bod, z ktorého vyžaruje šablóna ostrého uhla vášho srdca. Odtiaľ by sa mal drôt zakriviť hore a von od centrálneho bodu a potom by sa mal otočiť späť dole k spodnej časti batérie.
Krok 3. Pomocou rozmerov zostavy batérie/magnetu upravte jej tvar
Zaistite, aby stredový bod drôteného srdca sedel na kladnom póle a spodok sa uzavrel okolo magnetu. Dva konce drôtu by sa mali uzavrieť okolo batérie na oboch stranách a vytvoriť uzavretú slučku. Vodič by sa mal dotýkať bokov batérie bez toho, aby ju zvieral tak silno, aby bol pohyb drôtu okolo batérie obmedzený alebo nemožný, keď sa začne otáčať.
Krok 4. Vykonajte malé úpravy drôtu v tvare srdca, ktorý ste vytvorili
Jemné doladenie tvaru drôtu môže vyžadovať opakované sedenie na zostave batérie/magnetu, kontrolu symetrie a rovnováhy a rozšírenie alebo utiahnutie slučky tvorenej dvoma „ramenami“srdca, ktoré sa stretávajú okolo základne. Zaistite, aby slučka okolo magnetu neprišla do styku so stolom; ak áno, spôsobí to trenie, ktoré bráni rýchlosti a účinnosti vášho homopolárneho motora.
Krok 5. Naštartujte motor
Keď je váš tvar drôtu pripravený, môžete ho nastaviť na kladný pól batérie. Sledujte, ako sa tvar drôtu točí dokola. Ak ste vo vzťahu, tento homopolárny motorový dizajn funguje ako ľahký romantický darček pre domácich majstrov.
Metóda 3 z 3: Výroba homopolárneho motora z baleríny
Krok 1. Začnite vytvorením slučky, ktorá zapadne okolo magnetu
Rovnako ako medený drôt v tvare srdca, tento homopolárny motor používa jednoduchú batériu AA, ktorá sedí na vrchole neodymového magnetu vo zvislej polohe s kladným pólom orientovaným nad záporným pólom. Omotajte medený drôt okolo magnetu. Nie je potrebné, aby sa celá slučka dotýkala základne; oválna slučka, ktorá sa dotýka batérie iba v dvoch bodoch, je rovnako prijateľná ako kruhová slučka, ktorá zviera celý magnet.
Krok 2. Skrutkujte drôt hore do polovicovej vývrtky
Akonáhle je slučka okolo základne dokončená, ohnite drôt hore a von zo slučky okolo magnetu. Priemer vývrtky by mal byť iba o niekoľko milimetrov širší ako priemer batérie. Zastavte vývrtku zhruba v polovici dĺžky batérie.
Krok 3. Zmeňte smer drôtu na dokonale zvislú čiaru
V bode asi tri milimetre nad najvyšším bodom batérie zatlačte drôt dovnútra v deväťdesiatstupňovom uhle smerom do stredu kladného pólu. Akonáhle je drôt nad centrálnym bodom kladného pólu, ohnite ho tak, aby sa dotkol divota, potom preteká späť a späť od divota v zákrute vlásenky.
Krok 4. Vytvorte malého tanečníka
Namiesto tvaru srdca ohnite medený drôt do tvaru baletky s rukami natiahnutými. Začnite otočením drôtu, ktorý teraz ukazuje priamo hore, v deväťdesiatstupňovom zákrute asi jeden a pol palca nad kladným pólom batérie. Približne jeden centimeter v tejto dĺžke potiahnite drôt do vlásenky a natočte ho späť k deväťdesiatstupňovej zákrute, ktorú ste práve urobili.
Krok 5. Nakloňte drôt hore o deväťdesiat stupňov a vytiahnite drôt do zhruba kruhového tvaru o veľkosti niklu
Toto bude hlava tanečníka. Akonáhle ste na druhej strane „krku“tanečníka, priveďte drôt späť na druhú stranu tanečníka a zrkadlite ohyby, ktoré ste práve urobili. Mali by ste skončiť s tvarom „T“s kruhom nad centrálnou križovatkou. Nemôžete však skončiť tam, kde ste začali (dotknutím sa centrálneho prepínača na kladnom póle batérie), a preto budete musieť kábel zastrčiť v bode asi pol centimetra nad kladným pólom batérie.
Pri tvarovaní drôtu do formy baleríny môže pomôcť použiť šablónu alebo obrys, ktorý ste nakreslili alebo vytlačili z internetu. Môžete vytlačiť obrys alebo šablónu baleríny, potom naň položiť drôt a ohnúť sa pozdĺž obrysu, aby ste získali požadovaný tvar
Video - Používaním tejto služby môžu byť niektoré informácie zdieľané so službou YouTube
Tipy
- Tanečník môže mať ošemetný tvar, pretože je menej symetrický ako tvar srdca.
- Ak máte problémy so štartovaním homopolárneho motora, naštartujte ho miernym zatlačením alebo otočením okolo jeho zvislej osi.
- Ak máte problém s vyvážením drôtu na batérii, trochu ho dolaďte, aby sa stal symetrickejším.
- Pri ohýbaní medeného drôtu môžete použiť ľubovoľný symetrický tvar. Symetrický tvar sa musí dotýkať kladného pólu batérie a musí sa otáčať okolo samotného magnetu v spodnej časti zostavy batéria/magnet. Môžete použiť tvar srdca, obdĺžnika alebo motýľa.
Varovania
- Ak sa motor neotáča, odpojte medený drôt od magnetov a batérie, aby ste neriskovali spálenie batérie.
- Nepoužívajte lítiové ani nabíjateľné batérie ani ich nenechávajte bez dozoru.
- Nikdy nepoužívajte žiadne magnety s hmotnosťou viac ako 1 uncu; V takom prípade riskujete pritlačenie ruky alebo rozdrvenie batérie.
- Buďte opatrní. Homopolárny motor môže vydať veľa energie vo forme tepla. Nenechajte príliš dlho odstreďovať, inak vám popáli ruka.
- Nikdy nenechajte žiadne deti dotýkať sa magnetov, ktoré pri experimente používate.