En homopolar motor er en enkel elektrisk motor med to magnetiske poler. De ble først oppfunnet på 1800 -tallet og har ingen vesentlig praktisk anvendelse i dag, men kan være nyttige for demonstrasjon eller forståelse av hvordan elektriske strømmer og motorer fungerer. Å bygge din egen homopolare motor er morsomt og enkelt, men krever forsiktighet. Bruk aldri magneter som veier mer enn en unse; Hvis du gjør det, risikerer du å klemme hånden eller knuse batteriet. Den homopolare motoren tilbyr ubegrensede muligheter for kreativitet - nesten hvilken som helst symmetrisk kobbertrådform du kan forestille deg kan tilpasses som en homopolar motordesign.
Trinn
Metode 1 av 3: Lag en grunnleggende homopolar motor
Trinn 1. Forbered materialene til motoren
Du trenger en neodymmagnet, en treskrue, en spole med tynnmålt (1,3 millimeter / 16 gauge) kobbertråd, trådkuttere, nåletang og et AA-batteri. Sørg for at du bruker ledning som er ubelagt, ikke -magnetisk og litt smidig. Belagt kobbertråd er vanligvis laget av flere tynne kobbertråder som er vevd inn i en tau-lignende tråd. Denne typen ledning er for svak til å opprettholde en bøybar form, en kvalitet du vil at den skal ha senere.
Magneten bør være en flat sylinder med en diameter som ikke er større enn omtrent en centimeter. Vær forsiktig så du ikke lar små barn leke med magneten. Ikke plasser den på eller i nærheten av elektronikkutstyr, inkludert nettbrett, telefoner eller MP3 -spillere
Trinn 2. Plasser skruehodet på magneten
Med andre ord bør skruens punkt stikke rett opp fra magneten, hvis flate hode er festet til magneten. Skruens hode skal være perfekt sentrert på magneten, med like mye plass langs hele omkretsen mellom kanten av magneten og kanten av skruens hode.
Hvis du vil justere posisjonen til skruen på magneten, bør du kunne skyve den rundt. Hvis du vil bruke en annen skrue av en eller annen grunn (eller plutselig innser at du må henge opp et bilde med skruen), kan du prøve å skyve den av magneten i stedet for å trekke den rett ut
Trinn 3. Hold AA -batteriets positive ende (den med divoten som strekker seg ut) like over skruens skarpe punkt
Klem batteriet mellom tommelen og langfingeren. Senk batteriet på skruen slik at skruens punkt kommer i kontakt med det omtrentlige midten av batteriets positive pol. Batteriet skal nå være over skruen, som skal være over batteriet, i en vertikal linje.
Trinn 4. Fullfør kretsen
Ta med den frie enden av kobbertråden til den negative polen (den flate enden) på batteriet. Klem ledningen på plass på toppen av den negative polen med pekefingeren. Ta den andre enden av kobbertråden ned til batteriet og ta kontakt med den. Spikeren og magnetenheten skal spinne.
- Du kan høre et lavt brum eller summen når kretsen er fullført.
- Hvis den ikke snurrer, kan du prøve å snu polariteten til magneten ved å fjerne skruen, snu magneten og deretter skru den på igjen.
Metode 2 av 3: Lag en håndfri homopolar motor
Trinn 1. Plasser neodymmagneten på den flate enden av batteriet
En neodymmagnet er en sjelden jordmagnet laget av neodym og er ekstremt sterk. Påfør magneten forsiktig på bunnen av batteriet. Plasser batteri-/magnetenheten på en flat overflate.
Trinn 2. Bøy ledningen til en hjerteform
Mål hele høyden på batteri/magnetenheten. Skaff deg en hjerteformet mal fra en malebok eller skriv ut en fra datamaskinen. Legg malen på en flat overflate. Finn midten av kobbertråden og plasser den over punktet hvorfra den akutte vinkelen på hjertemalen din utstråler. Derfra skal ledningen svinge opp og bort fra det sentrale punktet før du svever nedover mot batteriets bunn.
Trinn 3. Bruk målingene til batteri-/magnetenheten til å justere formen
Sørg for at det sentrale punktet i trådhjerte vil sitte på den positive polen og bunnen vil lukke rundt magneten. De to endene av ledningen skal lukke rundt batteriet på hver side og danne en lukket sløyfe. Ledningen skal berøre sidene av batteriet uten å klemme den så tett at ledningen rundt batteriet er begrenset eller umulig når den begynner å snurre.
Trinn 4. Gjør små justeringer av den hjerteformede ledningen du har laget
Finjustering av trådformen kan kreve gjentatte økter med å plassere den på batteri/magnetenheten, kontrollere om det er symmetri og balanse, og utvide eller stramme sløyfen som dannes av de to "armene" i hjertet som møtes rundt basen. Sørg for at løkken rundt magneten ikke kommer i kontakt med bordet; hvis det gjør det, vil det forårsake friksjon som hindrer hastigheten og effekten til din homopolare motor.
Trinn 5. Start motoren
Når ledningsformen er klar, kan du sette den på den positive polen på batteriet. Se ledningsformen snurre rundt og rundt. Hvis du er i et forhold, fungerer denne homopolare motordesignen som en enkel DIY romantisk gave.
Metode 3 av 3: Lag en Ballerina Homopolar Motor
Trinn 1. Begynn med å lage en løkke som passer rundt magneten
Akkurat som den hjerteformede kobbertråden bruker denne homopolare motoren et enkelt AA-batteri som sitter på toppen av en neodymmagnet i vertikal posisjon med sin positive pol orientert over den negative polen. Sløyfe litt kobbertråd rundt magneten. Du trenger ikke få hele sløyfen til å berøre basen; en eggformet sløyfe som berører batteriet på bare to punkter er like akseptabel som en sirkulær sløyfe som griper hele magneten.
Trinn 2. Vri ledningen opp i en semikorketrekker
Når løkken rundt basen er fullført, bøy ledningen opp og bort fra løkken rundt magneten. Korketrekkers diameter skal være bare noen få millimeter bredere enn batteriets. Stopp korketrekkeren omtrent halvveis oppover batteriets lengde.
Trinn 3. Endre trådens retning til en perfekt vertikal linje
På et punkt omtrent tre millimeter over batteriets høyeste punkt, press ledningen innover i en nitti graders vinkel mot midten av den positive polen. Når tråden er over den positive polens sentrale divot, bøy den ned slik at den berører divoten, og løp deretter opp og bort fra divoten i en hårnålssving.
Trinn 4. Lag en liten danser
I stedet for en hjerteform bøyer du kobbertråden i form av en ballerina, utstrakte armer. Begynn med å snu ledningen, som nå peker rett opp, i en nitti graders bøyning omtrent en og en halv centimeter over batteriets positive pol. Omtrent en centimeter langs denne lengden, trekk ledningen inn i en hårnålssving og vink den tilbake mot den nitti graders svingen du nettopp gjorde.
Trinn 5. Vinklet tråden opp i en nitti graders sving og trekk tråden i en omtrent sirkulær form på størrelse med en nikkel
Dette blir danserens hode. Når du er på den andre siden av danserens "hals", tar du tråden tilbake på den andre siden av danseren, og speiler bøyene du nettopp har gjort. Du bør ende opp med en "T" -form med en sirkel over det sentrale krysset. Du kan imidlertid ikke ende der du begynte (ved å berøre den sentrale avdelingen på batteriets positive pol), og derfor må du klippe ledningen på et punkt omtrent en halv centimeter over batteriets positive pol.
Det kan hjelpe å bruke en mal eller disposisjon du har tegnet eller skrevet ut fra internett når du former tråden til ballerina -formen. Du kan skrive ut ballerina -konturen eller malen, deretter legge tråden over den og bøye langs konturen for å få ønsket form
Video - Ved å bruke denne tjenesten kan noe informasjon bli delt med YouTube
Tips
- Danseren kan være en vanskelig form fordi den er mindre symmetrisk enn hjerteformen.
- Hvis du har problemer med å starte den homopolare motoren, kan du trykke den eller vri den litt rundt den vertikale aksen for å starte den.
- Hvis du har problemer med å balansere ledningen på batteriet, må du justere den litt slik at den blir mer symmetrisk.
- Du kan bruke hvilken som helst symmetrisk form du vil når du skal bøye kobbertråden. Den symmetriske formen må være i stand til å berøre den positive polen til batteriet og sløyfe rundt selve magneten ved bunnen av batteriet/magnetenheten. Du kan bruke et hjerte, et rektangel eller en sommerfuglform.
Advarsler
- Koble kobbertråden til magneter og batteri hvis motoren ikke roterer, slik at du ikke risikerer å brenne batteriet.
- Ikke bruk litium eller oppladbare batterier, eller la være uten tilsyn.
- Bruk aldri magneter som veier mer enn 1 unse; Hvis du gjør det, risikerer du å klemme hånden eller knuse batteriet.
- Vær forsiktig. Den homopolare motoren kan slippe ut mye energi i form av varme. Ikke la den snurre for lenge, ellers brenner hånden din.
- La aldri noen barn berøre magneter du bruker i eksperimentet.
