Содержание
- этапы
- Метод 1 из 3: Создайте простой гомополярный мотор
- Метод 2 из 2: Создайте независимый гомополярный мотор
- Метод 3 из 3: Построить магнитогидродинамическую двигательную установку
В 1821 году Мишель Фарадей провел эксперимент с батареей, магнитом и электрическим проводом. Он построил простой двигатель, называемый «гомополярный мотор», который проложил путь для современных электродвигателей. Вы также можете сделать гомополярный мотор из того же материала. После того, как вы построили, вы можете сделать несколько экспериментов самостоятельно, чтобы понять, как это работает.
этапы
Метод 1 из 3: Создайте простой гомополярный мотор
-
Получить материал. Вам не нужны специальные инструменты для построения гомополярного двигателя. Все, что вам нужно, это аккумулятор, медный провод и неодимовый магнит.- Вы можете использовать щелочную батарею любого типа, но с батареей большего размера легче обращаться.
- Отрежьте добрых десять сантиметров медной проволоки. Вы можете использовать оголенную проволоку или оболочку. Если вы выбираете оболочку, вы должны удалить хороший из оболочки с каждой стороны. Вы можете получить их, заказав онлайн или в магазинах DIY.
- Любой неодимовый магнит выполнит работу для этого эксперимента, но найдите магнит с проводящим покрытием. Вы можете купить онлайн никелированные неодимовые магниты любого размера.
- Вам также понадобится гипсокартонный винт. Это позволит вам увидеть работающий двигатель. Как только вы помоете, винт начнет вращаться.
-
Положите магнит на винт. Возьмите неодимовый магнит и прикрепите его к головке винта. -
Прикрепите винт к концу батареи. Вы можете положить его на ту сторону кучи, которую хотите. Выбранная вами сторона будет влиять только на направление вращения двигателя.- Простая точка контакта между концом винта и аккумулятором будет служить подшипником с низким коэффициентом трения. Более тяжелый магнит также уменьшит трение между этими двумя точками.
-
Уложите медный провод на аккумулятор. Возьми и положи на другую сторону кучи. Например, если вы положили винт на выступающую сторону стопки, положите резьбу на плоскую сторону на другом конце. -
Завершить двигатель. Аккуратно положите медный провод на стороне магнита. Вы должны увидеть магнит, и винт начнет вращаться.- Когда вы кладете медный провод к краю магнита, вы замыкаете цепь между двумя клеммами батареи. Ток течет от одного конца к другому через винт и магнит. Поместив его на сторону магнита, вы позволяете току проходить через провод к другому концу батареи.
- Однополярный двигатель может вращаться непрерывно без изменения направления тока.
- Не ждите долго, пока винт не начнет вращаться на высокой скорости. В этот момент магнит и винт могут упасть с аккумулятора. Будьте очень осторожны при работе с магнитами и электричеством.
- Медный провод мог нагреваться во время эксперимента. Не поддерживайте контакт с магнитом слишком долго.
Метод 2 из 2: Создайте независимый гомополярный мотор
-
Получить материал. Вам понадобится всего несколько вещей, чтобы сделать это. Вы сможете найти все материалы онлайн или в электронном магазине.- Для его изготовления вам понадобятся следующие вещи: батарея АА, от двух до трех неодимовых магнитов и несколько дюймов медного провода.
- Вам также могут понадобиться кусачки для резки медной проволоки.
-
Положите аккумулятор на магниты. Сложите их друг на друга. Поместите плоский конец (отрицательную сторону) батареи на магниты. -
Сложите медный провод. Возьмите несколько дюймов медного провода и согните его так, чтобы один конец касался магнита, а другой - положительной стороны батареи.- Вы можете согнуть медный провод различной формы, чтобы он поворачивался, когда вы надевали его на аккумулятор. Симметричные формы больше подходят, потому что они не потеряют равновесие, когда проволока начнет вращаться.
- Попробуйте согнуть его в форме сердца. При складывании старайтесь убедиться, что каждая сторона хорошо подходит для удержания вокруг магнита. Метка в верхней части сердца указывает точку подключения на положительной стороне батареи.
-
Положите провод на мотор. Возьми и положи на кучу. Пока один конец проволоки касается стороны магнита, а другой - положительной стороны, проволока должна начать вращаться.- Ток в гомополярном двигателе будет проходить в присутствии магнитного поля. Когда электрический ток проходит через магнитное поле, он подвергается воздействию силы, называемой «силой Лоренца». Именно последнее позволит нити перевернуться вокруг кучи.
- Провод соединяет стопку в трех разных точках. Одна из этих точек находится на положительном полюсе, а оба конца провода находятся рядом с магнитом, на отрицательном полюсе. Ток течет из положительного полюса вниз по обеим сторонам провода. Магнитное поле выталкивает ток наружу, который поворачивает провод.
Метод 3 из 3: Построить магнитогидродинамическую двигательную установку
-
Получить материал. Вы можете использовать свой гомополярный двигатель, чтобы продемонстрировать магнитогидродинамическое движение. Магнитогидродинамическое движение (или МГД) - это способ использования электрического тока для проталкивания чего-либо через проводящую жидкость (например, воду). Вам понадобится следующее оборудование:- большая куча
- сильный неодимовый магнит
- два куска толстой медной проволоки
- маленький контейнер
- соль и перец
-
Готовь воду. Налейте около 1 см воды в контейнер. Не заполняйте его полностью. Смешайте несколько щепоток соли и перца, затем наденьте магнит.- Добавление соли улучшает проводимость воды. Перец позволяет увидеть работу двигателя.
-
Сложите нить. Сложите каждый конец провода и держите его на куче, оставляя несколько дюймов между каждым концом.- Когда вы держите их в стеке, они должны иметь форму Y. Будьте осторожны, чтобы советы не касались друг друга.
-
Держите провода в стеке. Поместите один против положительного полюса, а другой против отрицательного полюса. -
Окуните концы в воду. Поместите один из проводов в центр контейнера, а второй на другую сторону. Вы должны увидеть, что вода начинает циркулировать вокруг одного из проводов.- Она собирается двигаться из-за силы Лоренца. Каждый провод несет электрический ток. Когда вы погрузите их в соленую воду, закройте контур. Ток будет пересекать воду горизонтально, от одного провода к другому. Поскольку емкость, наполненная водой, помещена на магнит, в воде есть магнитное поле, которое начинается снизу и поднимается вверх. Когда электрический ток проходит через это магнитное поле, сила Лоренца заставляет воду кружиться.
- Если вы перевернете батарею, вы можете изменить направление тока, и вода начнет вращаться в противоположном направлении.
- Вы собираетесь обращаться с водой и электроэнергией, поэтому вы должны быть осторожны при проведении этого эксперимента.