Vsebina
- faze
- 1. način: Sestavite preprost homopolarni motor
- 2. način Izdelava neodvisnega homopolarnega motorja
- 3. način Izdelava magnetohidrodinamičnega pogonskega sistema
Leta 1821 je Michel Faraday izvedel poskus z baterijo, magnetom in električno žico. Zgradil je preprost motor, imenovan "homopolarni motor", ki je utiral pot sodobnim elektromotorjem. Prav tako lahko iz istega materiala izdelate homopolarni motor. Ko zgradite, lahko sami naredite več poskusov, da boste razumeli, kako deluje.
faze
1. način: Sestavite preprost homopolarni motor
-
Pridobite material. Za izdelavo homopolarnega motorja ne potrebujete posebnih orodij. Vse, kar potrebujete, je baterija, bakrena žica in neodim magnet.- Uporabite lahko katero koli vrsto alkalne baterije, vendar bo z večjo baterijo lažje ravnati.
- Odrežite dobrih deset centimetrov bakrene žice. Uporabite lahko golo žico ali prevlečeno žico. Če izberete prevlečeno žico, morate odstraniti dober iz plašča na vsaki strani. Dobite jih lahko z naročilom prek spleta ali v trgovinah z lastnimi storitvami.
- Vsak neodim magnet bo naredil delo za ta poskus, vendar ga poiščite s prevodno prevleko. Na spletu lahko kupite nikljane neodimske magnete katere koli velikosti.
- Potrebovali boste tudi vijak iz mavčne plošče. Omogočil vam bo ogled motorja, ki deluje. Ko ga operete, se bo vijak začel vrteti.
-
Privijte magnet na vijak. Vzemite neodimski magnet in ga pritrdite na glavo vijaka. -
Pritrdite vijak na konec baterije. Lahko ga postavite na stran, ki jo želite. Izbrana stran bo vplivala samo na smer, v kateri se bo motor vrtel.- Preprosta stična točka med koncem vijaka in baterijo bo služila kot ležaj z majhnim trenjem. Težji magnet bo tudi zmanjšal trenje med tema dvema točkama.
-
Položite bakreno žico na baterijo. Vzemite ga in postavite na drugo stran kupa. Na primer, če vijak položite na dvignjeno stran skladovnice, položite nit na ravno stran na drugem koncu. -
Končajte motor. Bakreno žico nežno položite na stran magneta. Morali bi videti magnet in vijak se začne vrteti.- Ko položite bakreno žico ob rob magneta, zaprete vezje med obema sponkama baterije. Tok teče od konca do konca skozi vijak in magnet. Če ga postavite ob bok magneta, dovolite, da se tok spusti skozi žico do drugega konca akumulatorja.
- Homopolarni motor se lahko stalno vrti, ne da bi obrnil smer toka.
- Ne čakajte dolgo, preden se vijak začne vrteti z veliko hitrostjo. V tistem trenutku bi lahko magnet in vijak padel iz baterije. Pri delu z magneti in elektriko bodite zelo previdni.
- Med poskusom bi se lahko bakrena žica segrela. Ne ohranjajte predolgo v stiku z magnetom.
2. način Izdelava neodvisnega homopolarnega motorja
-
Pridobite material. Za izdelavo boste potrebovali le nekaj stvari. Vso gradivo boste našli v spletu ali v elektronski trgovini.- Za izdelavo boste potrebovali naslednje baterije: baterijo AA, med dvema in tremi neodim magneti ter nekaj centimetrov bakrene žice.
- Za rezanje bakrene žice boste morda potrebovali tudi klešče za rezanje.
-
Dajte baterijo na magnete. Zložite jih drug na drugega. Na magnete položite raven konec (negativna stran) baterije. -
Zložite bakreno žico. Vzemite nekaj centimetrov bakrene žice in jo upognite, tako da se en konec dotakne magneta, drugi pa se dotakne pozitivne strani akumulatorja.- Bakreno žico različnih oblik lahko upognete tako, da se obrne, ko jo položite na baterijo. Simetrične oblike so primernejše, ker ne bodo izgubile ravnotežja, ko se žica začne vrteti.
- Poskusite ga upogniti v obliko srca. Ko se zlagate, se prepričajte, da je vsaka stran dobro nameščena za magnet. Oznaka na vrhu srca označuje priključno točko na pozitivni strani baterije.
-
Dajte žico na motor. Vzemite ga in odložite na kup. Dokler se en konec žice dotika strani magneta, drugi pa se dotika pozitivne strani, se mora žica začeti vrteti.- Tok v homopolarnem motorju bo prešel v prisotnosti magnetnega polja. Ko električni tok preide skozi magnetno polje, bo podvrgel sili, imenovani "Lorentzova sila". Prav slednji bo omogočil, da se nit vrti okoli kupa.
- Žica povezuje sveženj na tri različne točke. Ena od teh točk je na pozitivnem polu in oba konca žice sta blizu magneta, na negativnem polu. Tok teče iz pozitivnega pola in navzdol po obeh straneh žice. Magnetno polje potisne tok navzven, kar žico obrne.
3. način Izdelava magnetohidrodinamičnega pogonskega sistema
-
Pridobite material. S svojim homopolarnim motorjem lahko demonstrirate magnetohidrodinamični pogon. Magnetohidrodinamični pogon (ali MHD) je način uporabe električnega toka, da nekaj potisnete skozi prevodno tekočino (na primer vodo). Potrebovali boste naslednjo opremo:- velik kup
- močan neodim magnet
- dva kosa debele bakrene žice
- majhen zabojnik
- sol in poper
-
Pripravite vodo. V posodo nalijemo približno 1 cm vode. Ne napolnite ga v celoti. Zmešajte nekaj ščepcev soli in popra, nato pa nataknite magnet.- Dodajanje soli izboljša prevodnost vode. Poper omogoča ogled pogonskega dela.
-
Zložite nit. Zložite vsak konec žice in ga držite na kupu, pri čemer pustite nekaj centimetrov med vsakim koncem.- Ko jih držite za kup, morajo imeti obliko Y. Pazite, da se nasveti ne dotikajo drug drugega.
-
Žice hranite na kupu. Enega postavite proti pozitivnemu polu, drugega pa proti negativnemu. -
Konce potopite v vodo. Eno žico položite na sredino posode, drugo pa na drugo stran. Morali bi videti, da se voda začne vrteti okoli ene od žic.- Seliti se bo zaradi moči Lorentza. Vsaka žica nosi električni tok. Ko jih namočite v slani vodi, zaprite vezje. Tok bo vodo prekrižal vodoravno, od ene žice do druge. Ker je posoda, napolnjena z vodo, položena na magnet, je v vodi magnetno polje, ki se začne od spodaj in sega nazaj navzgor. Ko električni tok prehaja skozi to magnetno polje, Lorentzova sila povzroči vrtinčenje vode.
- Če baterijo obrnete, lahko obrnete smer toka in voda se bo obrnila v nasprotno smer.
- Rokovali boste z vodo in električno energijo, zato morate biti pri tem poskusu previdni.