Ako vyrobiť homopolárny motor?
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.
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 pochopenie toho, ako fungujú elektrické prúdy a motory. Budovanie vlastného homopolárneho motora je zábavné a jednoduché, vyžaduje si však opatrnosť. Nikdy nepoužívajte magnety s hmotnosťou viac ako gram; V opačnom prípade riskujete pricviknutie ruky alebo rozdrvenie batérie. The homopolárnym motorová ponúka neobmedzené možnosti pre kreativitu - takmer akýkoľvek tvar symetrický medený drôt, môžete si predstaviť, môže byť prispôsobený ako homopolárnym konštrukcii motora.
Metóda 1 z 3: Výroba základného homopolárneho motora
- 1Pripravte si materiál pre motor. Budete potrebovať neodymový magnet, skrutku do dreva, cievku tenkorozmerného medeného drôtu (1,3 milimetra / 16 palcov), nožnice na drôty, kliešte na ihly a AA batériu. Zaistite, aby ste používali drôt, ktorý je bez povrchovej úpravy, 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, ktorú budete chcieť, aby neskôr malo.
- Magnet by mal byť sploštený valec s priemerom nie väčším ako jeden centimeter. Dávajte pozor, aby sa malé deti nehrali s magnetom. Neumiestňujte ho ani na elektronické zariadenia alebo do ich blízkosti, vrátane tabletov, telefónov alebo prehrávačov MP3.
- 2Položte 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.
- 3Držte 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.
- 4Dokončite okruh. Voľnou rukou priveďte jeden koniec medeného drôtu k zápornému pólu (plochý koniec) batérie. Uchopte ukazovákom drôt na mieste 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.
Homopolárny motor je jednoduchý elektrický motor s dvoma magnetickými pólmi.
Metóda 2 z 3: Výroba homopolárneho motora bez použitia rúk
- 1Položte 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.
- 2Ohnite 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.
- 3Pomocou 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.
- 4Vykonajte 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.
- 5Naštartujte 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.
Aký medený drôt musím použiť pri výrobe homopolárneho motora?
Metóda 3 z 3: Výroba homopolárneho motora baleríny
- 1Začnite 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 prijateľná ako kruhová slučka, ktorá zviera celý magnet.
- 2Skrutkujte drôt hore do pol vývrtky. Akonáhle je slučka okolo základne dokončená, ohnite drôt hore a von zo slučky okolo magnetu. Priemer vývrtky by mal byť len o niekoľko milimetrov širší ako priemer batérie. Zastavte vývrtku zhruba v polovici dĺžky batérie.
- 3Zmeňte 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 ďalej od divota v zákrute vlásenky.
- 4Vyrobte si malú tanečnicu. 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.
- 5Zahnite drôt hore o deväťdesiat stupňov a vytiahnite ho do zhruba kruhového tvaru veľkého ako nikel. Toto bude hlava tanečníka. Keď 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 použitie šablóny alebo obrysu, 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.
- Jeden neodymový magnet
- Jedna skrutka do dreva
- Cievka tenkostenného medeného drôtu (1,3 mm / 16 mm)
- Nožnice na drôt
- Kliešte s ihlou
- Jedna batéria AA
- 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 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.
Homopolárny motor ponúka neobmedzené možnosti kreativity - takmer akýkoľvek symetrický tvar medeného drôtu, ktorý si dokážete predstaviť, je možné prispôsobiť ako homopolárny motor.
- 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 magnety s hmotnosťou viac ako 1 gram; V opačnom prípade riskujete pricviknutie 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.
Prečítajte si tiež: Ako vyzdobiť posteľ?
Otázky a odpovede
- Ako získam neodymový magnet?Objednajte si na Amazone, tam som dostal to svoje. Vyhľadajte neodymové magnety a uistite sa, že majú správnu veľkosť.
- Kde nájdem neodymový magnet?Objednávka na Amazone. Vyhľadajte neodymové magnety a uistite sa, že majú správnu veľkosť.
- Môžem použiť iný tvar magnetov pre homopolárny motor?Podarilo sa mi to dosiahnuť pomocou obdĺžnikového neodýmového magnetu 0,38" x 0,5".
- Môžem na to použiť iné typy medeného drôtu?Áno, ale musí ním byť schopné ľahko prechádzať elektrickou energiou. V zásade by mal fungovať takmer každý kovový drôt. A ak to nefunguje, ihneď odpojte kábel od motora, aby ste sa uistili, že sa vám batéria nespáli.
- Môžete použiť akýkoľvek typ magnetu?Áno, ale neodýmové magnety sú najlepšie, pretože sú silné a čím je magnet silnejší, tým rýchlejšie sa otáča.
- Ako mi homopolárny motor pomôže v skutočnej životnej situácii?Ak je vám zima, môžete na ňu dať ventilátorový nástavec, ktorý vás ochladí.
- Aký medený drôt musím použiť pri výrobe homopolárneho motora?Používajte neizolovaný medený drôt. Vyhnite sa tiež pleteným drôtom. Okrem toho by mali všetci fungovať.
- Je potrebné použiť holý medený drôt?Áno. Izolovaný medený drôt nenadviaže kontakt so svorkami a obvod sa nedokončí.
- Môžem použiť normálny magnet?Áno, ale točí sa tak rýchlo, že sa točí najrýchlejšie s neodýmovým magnetom.
Nezodpovedané otázky
- Aký druh magnetov môžem použiť okrem neodýmových magnetov?
- Môžem použiť rôzne tvarované magnety okrem kruhového a neodýmového magnetu?
- Môžem na výrobu homopolárneho motora použiť akýkoľvek druh drôtu?
Komentáre (8)
- TOTO SKUTOČNE POMOHLO! Je to úžasný sprievodca!
- Veľmi presne to vysvetľovalo, čo som očakával.
- Toto použijem vo svojom projekte veľtrhov vedy.
- Oveľa jednoduchšie bolo vyrobiť špirálu alebo balerínu ako srdce alebo štvorec.
- Zábavný experiment.
- Pomohlo mi to pochopiť, ako funguje magnetizmus a súčasnosť.
- Pomohlo mi to dokončiť môj školský projekt o homopolárnych motoroch.
- Pomohol postup a obrázky. Naozaj mi to veľmi pomohlo.
