En homopolær motor er en simpel elektrisk motor med to magnetiske poler. De blev først opfundet i 1800'erne og har ingen væsentlig praktisk anvendelse i dag, men kan være nyttige til demonstration eller forståelse af, hvordan elektriske strømme og motorer fungerer. At bygge din egen homopolære motor er sjovt og let, men kræver forsigtighed. Brug aldrig magneter, der vejer mere end mere end en ounce; Hvis du gør det, risikerer du at klemme din hånd eller knuse batteriet. Den homopolære motor giver ubegrænsede muligheder for kreativitet - næsten enhver symmetrisk kobbertrådsform, du kan forestille dig, kan tilpasses som et homopolært motordesign.
Trin
Metode 1 af 3: Fremstilling af en grundlæggende homopolær motor
Trin 1. Forbered materialerne til motoren
Du skal bruge en neodymiummagnet, en træskrue, en spole tyndmålet (1,3 millimeter / 16 gauge) kobbertråd, trådskærere, nåletang og et AA-batteri. Sørg for, at du bruger tråd, der er ucoatet, ikke -magnetisk og lidt bøjelig. Coatet kobbertråd er generelt lavet af flere tynde kobberfilamenter vævet ind i en reblignende tråd. Denne type tråd er for svag til at opretholde en bøjelig form, en kvalitet, som du gerne vil have, at den skal have senere.
Magneten skal være en flad cylinder med en diameter, der ikke er større end cirka en centimeter. Pas på ikke at lade små børn lege med magneten. Anbring det heller ikke på eller i nærheden af elektronikudstyr, herunder tablets, telefoner eller MP3 -afspillere
Trin 2. Placer skruehovedet på magneten
Med andre ord skal skruens punkt stikke lige op fra magneten, hvis flade hoved er fastgjort til magneten. Skruens hoved skal være perfekt centreret på magneten, med lige meget plads langs hele omkredsen mellem magnetens kant og kanten af skruens hoved.
Hvis du vil justere skruens position på magneten, skal du kunne skubbe den rundt. Hvis du vil bruge en anden skrue af en eller anden grund (eller pludselig indser, at du skal hænge et billede op med skruen), skal du prøve at skubbe den af magneten frem for at prøve at trække den lige ud
Trin 3. Hold AA -batteriets positive ende (den med divoten strakt ud) lige over skruens skarpe spids
Klem batteriet mellem tommelfingeren og langfingeren. Sænk batteriet på skruen, så skruens punkt kommer i kontakt med det omtrentlige centrum af batteriets positive pol. Batteriet skal nu være over skruen, som skal være over batteriet, i en lodret linje.
Trin 4. Fuldfør kredsløbet
Med din frie hånd skal du bringe den ene ende af kobbertråden op til den negative pol (den flade ende) af batteriet. Klem ledningen på plads oven på den negative pol med din pegefinger. Før den anden ende af kobbertråden ned til batteriet, og tag kontakt med det. Neglen og magnetenheden skal dreje rundt.
- Du kan høre en lav summen eller summen, når kredsløbet er færdigt.
- Hvis den ikke drejer rundt, kan du prøve at vende magnetens polaritet ved at fjerne skruen, dreje magneten om og derefter montere skruen igen.
Metode 2 af 3: Fremstilling af en håndfri homopolær motor
Trin 1. Placer neodymiummagneten på den flade ende af batteriet
En neodymiummagnet er en sjælden jordartsmagnet lavet af neodym og er ekstremt stærk. Anbring omhyggeligt din magnet på bunden af batteriet. Placer batteri/magnetenheden på en plan overflade.
Trin 2. Bøj din ledning til en hjerteform
Mål hele højden af batteri/magnetenheden. Få en hjerteformet skabelon fra en malebog, eller udskriv en fra din computer. Læg skabelonen på en plan overflade. Find midten af din kobbertråd og placer den over det punkt, hvorfra din hjerteskabelons skarpe vinkel udstråler. Derfra skal ledningen krumme op og væk fra det centrale punkt, før den svæver tilbage ned mod bunden af batteriet.
Trin 3. Brug målingerne af batteri/magnetenheden til at justere dens form
Sørg for, at det centrale punkt i trådhjerte vil sidde på den positive pol, og bunden vil lukke omkring magneten. De to ender af ledningen skal lukke omkring batteriet på hver side og danne en lukket sløjfe. Tråden skal røre ved batteriets sider uden at klemme den så tæt, at ledningen omkring batteriet er begrænset eller umulig, når den begynder at snurre.
Trin 4. Lav små justeringer af den hjerteformede ledning, du har lavet
Finjustering af trådformen kan kræve gentagne sessioner med at placere den på batteri/magnetenheden, kontrollere for symmetri og balance og udvide eller stramme sløjfen dannet af de to "arme" i hjertet, der mødes omkring basen. Sørg for, at sløjfen omkring magneten ikke kommer i kontakt med bordet; hvis det gør det, vil det forårsage friktion, der hindrer hastigheden og effektiviteten af din homopolære motor.
Trin 5. Start motoren
Når din trådform er klar, kan du sætte den på batteriets positive pol. Se trådformen dreje rundt og rundt. Hvis du er i et forhold, fungerer dette homopolære motordesign som en let DIY romantisk gave.
Metode 3 af 3: Fremstilling af en Ballerina Homopolar motor
Trin 1. Begynd med at lave en løkke, der passer rundt om magneten
Ligesom den hjerteformede kobbertråd bruger denne homopolære motor et simpelt AA-batteri, der sidder oven på en neodymmagnet i en lodret position med sin positive pol orienteret over den negative pol. Sløjf nogle kobbertråd rundt om magneten. Du behøver ikke få hele sløjfen til at røre ved basen; en ægformet sløjfe, der berører batteriet på bare to punkter, er lige så acceptabel som en cirkulær sløjfe, der griber fat i hele magneten.
Trin 2. Vrid ledningen op i en halvprop
Når sløjfen omkring basen er færdig, skal du bøje tråden op og væk fra sløjfen omkring magneten. Proptrækkerens diameter skal kun være et par millimeter bredere end batteriets. Stop proptrækkeren cirka halvvejs op af batteriets længde.
Trin 3. Skift trådens retning til en perfekt lodret linje
På et punkt omkring tre millimeter over batteriets højeste punkt skal du trykke ledningen indad i en 90 graders vinkel mod midten af den positive pol. Når tråden er over den positive pols centrale divot, skal du bøje den ned, så den rører ved divot, og derefter løb tilbage og væk fra divoten i en hårnålesving.
Trin 4. Lav en lille danser
I stedet for en hjerteform skal du bøje kobbertråden i form af en ballerina, udstrakte arme. Begynd med at dreje tråden, der nu peger lige op, i en halvfems bøjning omkring en og en halv centimeter over batteriets positive pol. Cirka en centimeter langs denne længde, træk ledningen ind i en hårnålesving og vink den tilbage mod den halvfems graders drejning, du lige har foretaget.
Trin 5. Vinkl ledningen op i en halvfems omdrejning, og træk tråden i en groft cirkulær form på størrelse med en nikkel
Dette vil være danserens hoved. Når du er på den anden side af danserens "hals", skal du bringe wiren tilbage på den anden side af danseren og afspejle de bøjninger, du lige har foretaget. Du skal ende med en "T" -form med en cirkel over det centrale kryds. Du kan dog ikke ende, hvor du begyndte (ved at røre ved den centrale divot på batteriets positive pol), og derfor bliver du nødt til at klippe ledningen på et punkt omkring en halv centimeter over batteriets positive pol.
Det kan hjælpe at bruge en skabelon eller kontur, du har tegnet eller udskrevet fra internettet, når du former tråden til ballerinaformen. Du kan udskrive ballerina -konturen eller skabelonen og derefter lægge tråden over den og bøje langs konturen for at få den ønskede form
Video - Ved at bruge denne service kan nogle oplysninger blive delt med YouTube
Tips
- Danseren kan være en vanskelig form, fordi den er mindre symmetrisk end hjerteformen.
- Hvis du har problemer med at starte den homopolære motor, skal du give den et let skub eller vride rundt om den lodrette akse for at komme i gang.
- Hvis du har problemer med at afbalancere ledningen på batteriet, skal du justere den lidt, så den bliver mere symmetrisk.
- Du kan bruge enhver symmetrisk form, du ønsker, når du bukker kobbertråden. Den symmetriske form skal være i stand til at røre ved batteriets positive pol og sløjfe rundt om selve magneten i bunden af batteri/magnetenheden. Du kan bruge et hjerte, et rektangel eller en sommerfuglform.
Advarsler
- Afbryd kobbertråden til magneter og batteri, hvis motoren ikke roterer, så du ikke risikerer at brænde batteriet.
- Brug ikke lithium eller genopladelige batterier, eller lad det være uden opsyn.
- Brug aldrig magneter, der vejer mere end mere end 1 ounce; Hvis du gør det, risikerer du at klemme din hånd eller knuse batteriet.
- Vær forsigtig. Den homopolære motor kan slukke meget energi i form af varme. Lad det ikke snurre for længe, ellers brænder din hånd.
- Lad aldrig børn røre ved de magneter, du bruger i forsøget.
