Homopolarni motor je jednostavan električni motor s dva magnetska pola. Prvi put su izumljeni 1800 -ih godina i danas nemaju značajnu praktičnu primjenu, ali mogu biti korisni za demonstraciju ili razumijevanje rada električnih struja i motora. Izgradnja vlastitog homopolarnog motora zabavna je i laka, ali zahtijeva oprez. Nikada nemojte koristiti magnete težine više od jedne unce; na taj način izlažete se opasnosti da ćete stegnuti ruku ili zgnječiti bateriju. Homopolarni motor nudi neograničene mogućnosti za kreativnost - gotovo svaki simetrični oblik bakrene žice koji zamislite može se prilagoditi kao dizajn homopolarnog motora.
Koraci
Metoda 1 od 3: Izrada osnovnog homopolarnog motora
Korak 1. Pripremite materijale za motor
Trebat će vam neodimijski magnet, drveni vijak, kalem tankokalorirane (1,3 milimetra / 16 kalibra) bakrene žice, rezači žice, kliješta s iglastim nosem i AA baterija. Uvjerite se da koristite žicu koja nije premazana, nemagnetizirana i donekle savitljiva. Obložena bakrena žica općenito je izrađena od više tankih bakrenih niti utkanih u žicu nalik na uže. Ova vrsta žice je preslaba da bi zadržala savitljiv oblik, kakvu biste kvalitetu htjeli imati kasnije.
Magnet bi trebao biti spljošteni cilindar promjera ne većeg od oko jednog centimetra. Pazite da ne dopustite da se mala djeca igraju magnetom. Također, nemojte ga postavljati na ili blizu elektroničke opreme, uključujući tablete, telefone ili MP3 uređaje
Korak 2. Postavite glavu vijka na magnet
Drugim riječima, vrh vijka trebao bi stršati ravno prema gore, čija je ravna glava pričvršćena na magnet. Glava vijka mora biti savršeno centrirana na magnetu, s jednakom količinom prostora po cijelom obodu između ruba magneta i ruba glave vijka.
Ako želite prilagoditi položaj vijka na magnetu, trebali biste ga moći pomicati. Ako iz nekog razloga želite upotrijebiti drugi vijak (ili odjednom shvatite da morate objesiti sliku s vijkom), pokušajte ga gurnuti s magneta, a ne izvaditi ravno
Korak 3. Držite pozitivni kraj AA baterije (onaj s otvorom koji se pruža prema van) neposredno iznad oštre točke vijka
Stisnite bateriju između palca i srednjeg prsta. Spustite bateriju na vijak tako da točka vijka dođe u kontakt s približnim središtem pozitivnog pola baterije. Baterija bi sada trebala biti iznad vijka, koji bi trebao biti iznad baterije, u okomitoj liniji.
Korak 4. Dovršite krug
Slobodnom rukom podignite jedan kraj bakrene žice do negativnog pola (ravni kraj) baterije. Kažiprstom stisnite žicu na mjestu negativnog pola. Drugi kraj bakrene žice spustite do baterije i stupite u kontakt s njom. Sklop čavala i magneta trebao bi se vrtjeti.
- Kada je krug dovršen, možete čuti tiho brujanje ili zujanje.
- Ako se ne okreće, pokušajte preokrenuti polaritet magneta tako što ćete ukloniti vijak, okrenuti magnet, a zatim ponovno pričvrstiti vijak.
Metoda 2 od 3: Izrada homopolarnog motora bez upotrebe ruku
Korak 1. Postavite neodimijski magnet na ravni kraj baterije
Neodimijski magnet je magnet rijetke zemlje napravljen od neodimija i izuzetno je jak. Pažljivo stavite magnet na dno baterije. Postavite sklop baterije/magneta na ravnu površinu.
Korak 2. Savijte žicu u obliku srca
Izmjerite cijelu visinu sklopa baterije/magneta. Uzmite predložak u obliku srca iz bojanke ili ga ispišite s računala. Postavite predložak na ravnu površinu. Pronađite središte svoje bakrene žice i postavite je iznad točke s koje zrači akutni kut predloška srca. Odatle bi se žica trebala zakriviti prema gore i dalje od središnje točke prije nego što se pomakne natrag prema dnu baterije.
Korak 3. Pomoću mjerenja sklopa baterije/magneta prilagodite njegov oblik
Uvjerite se da će središnja točka žičanog srca sjediti na pozitivnom polu, a dno će se zatvoriti oko magneta. Dva kraja žice trebala bi se zatvoriti oko baterije s obje strane, tvoreći zatvorenu petlju. Žica bi trebala dodirivati stranice baterije, a da je ne stisne tako čvrsto da je kretanje žice oko baterije ograničeno ili nemoguće kada se počne okretati.
Korak 4. Napravite male prilagodbe na žici u obliku srca koju ste izradili
Fino podešavanje oblika žice može zahtijevati ponovljene sesije postavljanja na sklop baterije/magneta, provjeru simetrije i ravnoteže te proširenje ili zatezanje petlje koju čine dvije "ruke" srca koje se susreću oko baze. Pazite da petlja oko magneta ne dođe u dodir sa stolom; ako se to dogodi, uzrokovat će trenje koje ometa brzinu i učinkovitost vašeg homopolarnog motora.
Korak 5. Pokrenite motor
Kad vaš oblik žice bude spreman, možete ga postaviti na pozitivni pol baterije. Gledajte kako se oblik žice okreće. Ako ste u vezi, ovaj homopolarni dizajn motora funkcionira kao jednostavan DIY romantični dar.
Metoda 3 od 3: Izrada homopolarnog motora za balerine
Korak 1. Počnite tako što ćete napraviti petlju koja stane oko magneta
Baš kao i bakrena žica u obliku srca, ovaj homopolarni motor koristi jednostavnu AA bateriju koja sjedi na vrhu neodimijskog magneta u okomitom položaju s pozitivnim polom orijentiranim iznad negativnog pola. Omotajte bakrenu žicu oko magneta. Ne morate tjerati cijelu petlju da dodiruje bazu; ovularna petlja koja dodiruje bateriju u samo dvije točke prihvatljiva je kao i kružna petlja koja zahvaća cijeli magnet.
Korak 2. Okrenite žicu prema gore u polu-vadičep
Nakon što je petlja oko baze završena, savijte žicu prema gore i dalje od petlje oko magneta. Promjer vadičepa trebao bi biti samo nekoliko milimetara širi od promjera baterije. Zaustavite vadičep približno na pola dužine baterije.
Korak 3. Promijenite smjer žice u savršeno okomitu liniju
U točki oko tri milimetra iznad najviše točke baterije, žicu pritisnite prema unutra pod kutom od devedeset stupnjeva prema središtu pozitivnog pola. Nakon što je žica iznad središnjeg zaokreta pozitivnog pola, savijte ga prema dolje tako da dodiruje zavoj, a zatim juri natrag prema gore i dalje od zavoja u zavoju.
Korak 4. Napravite sićušnu plesačicu
Umjesto oblika srca, savijte bakrenu žicu u obliku balerine, raširenih ruku. Započnite okretanjem žice, sada usmjerene ravno prema gore, u zavoju od devedeset stupnjeva oko jedan i pol inča iznad pozitivnog pola baterije. Približno jedan centimetar duž ove duljine, povucite žicu u okret za ukosnicu, nagnite je unatrag prema zavoju od devedeset stupnjeva koji ste upravo napravili.
Korak 5. Nagnite žicu prema gore u zavoju od devedeset stupnjeva i povucite žicu u otprilike kružni oblik veličine nikla
Ovo će biti plesačeva glava. Kad se nađete s druge strane "vrata" plesača, spustite žicu na drugu stranu plesača, odražavajući zavoje koje ste upravo napravili. Trebali biste završiti s oblikom "T" s krugom iznad središnjeg spoja. Ipak, ne možete završiti tamo gdje ste započeli (dodirujući središnji otvor na pozitivnom polu baterije), pa ćete morati prekinuti žicu na mjestu otprilike pola centimetra iznad pozitivnog pola baterije.
Prilikom oblikovanja žice u obrazac balerine može vam pomoći korištenje predloška ili obrisa koje ste nacrtali ili ispisali s interneta. Možete ispisati obris ili predložak balerine, a zatim preko njega položiti žicu savijajući se po obrisu kako biste dobili željeni oblik
Video - Korištenjem ove usluge neki se podaci mogu podijeliti s YouTubeom
Savjeti
- Plesač može biti škakljivog oblika jer je manje simetričan od oblika srca.
- Ako imate problema s pokretanjem homopolarnog motora, lagano ga gurnite ili okrenite oko svoje okomite osi kako biste ga pokrenuli.
- Ako imate problema s uravnoteženjem žice na bateriji, malo je prilagodite kako bi postala simetričnija.
- Prilikom savijanja bakrene žice možete koristiti bilo koji simetrični oblik. Simetrični oblik mora moći dodirivati pozitivni pol baterije i petljati oko magneta na dnu sklopa baterija/magnet. Možete koristiti srce, pravokutnik ili oblik leptira.
Upozorenja
- Odspojite bakrenu žicu s magnetima i baterijom ako se motor ne okreće kako ne biste riskirali spaljivanje baterije.
- Ne koristite litijske ili punjive baterije niti ih ostavljajte bez nadzora.
- Nikada nemojte koristiti magnete težine veće od 1 unce; na taj način izlažete se opasnosti da ćete stegnuti ruku ili zgnječiti bateriju.
- Budite oprezni. Homopolarni motor može ispustiti mnogo energije u obliku topline. Ne dopustite da se predugo okreće ili će vam ruka izgorjeti.
- Nikada ne dopustite djeci da dodiruju magnete koje koristite u eksperimentu.
