En homopolär motor är en enkel elmotor med två magnetpoler. De uppfanns först på 1800 -talet och har ingen betydande praktisk tillämpning idag, men kan vara användbara för demonstration eller förståelse för hur elektriska strömmar och motorer fungerar. Att bygga din egen homopolära motor är roligt och enkelt, men kräver försiktighet. Använd aldrig några magneter som väger mer än ett uns; riskerar du att klämma i handen eller krossa batteriet. Den homopolära motorn erbjuder oändliga möjligheter till kreativitet - nästan alla symmetriska koppartrådsformer du kan tänka dig kan anpassas som en homopolär motordesign.
Steg
Metod 1 av 3: Gör en grundläggande homopolär motor
Steg 1. Förbered materialen för motorn
Du behöver en neodymiummagnet, en träskruv, en spole tunnmåttad (1,3 millimeter / 16 gauge) koppartråd, trådskärare, nåltång och ett AA-batteri. Se till att du använder tråd som är obelagd, omagnetisk och något smidig. Belagd koppartråd är vanligtvis gjord av flera tunna koppartrådar vävda i en repliknande tråd. Denna typ av tråd är för svag för att bibehålla en böjbar form, en kvalitet som du vill att den ska ha senare.
Magneten ska vara en platt cylinder med en diameter som inte är större än cirka en centimeter. Var försiktig så att inte små barn leker med magneten. Placera den inte heller på eller nära elektronikutrustning, inklusive surfplattor, telefoner eller MP3 -spelare
Steg 2. Placera skruvhuvudet på magneten
Med andra ord, skruvens punkt ska sticka rakt upp från magneten, vars platta huvud är fäst på magneten. Skruvhuvudet ska vara perfekt centrerat på magneten, med lika mycket utrymme längs hela omkretsen mellan magnetkanten och kanten på skruvhuvudet.
Om du vill justera skruvens läge på magneten bör du kunna skjuta runt den. Om du vill använda en annan skruv av någon anledning (eller plötsligt inser att du måste hänga upp en bild med skruven), försök att trycka av den från magneten istället för att försöka dra den rakt ut
Steg 3. Håll AA -batteriets positiva ände (den med avdelningen utsträckt) precis ovanför skruvens skarpa punkt
Nyp batteriet mellan tummen och långfingret. Sänk ner batteriet på skruven så att skruvens punkt kommer i kontakt med den ungefärliga mitten av batteriets pluspol. Batteriet ska nu ligga ovanför skruven, som ska ligga ovanför batteriet, i en vertikal linje.
Steg 4. Slutför kretsen
Med din fria hand, ta ena änden av koppartråden upp till den negativa polen (den platta änden) av batteriet. Nyp tråden på plats ovanpå den negativa polen med pekfingret. Ta ner den andra änden av koppartråden till batteriet och ta kontakt med det. Spik- och magnetenheten ska snurra.
- Du kan höra ett lågt brum eller surr när kretsen är klar.
- Om den inte snurrar kan du försöka vända magnetens polaritet genom att ta bort skruven, vrida magneten och sedan fästa skruven igen.
Metod 2 av 3: Gör en handsfree homopolär motor
Steg 1. Placera neodymmagneten på batteriets platta ände
En neodymiummagnet är en sällsynt jordartsmagnet av neodymium och är extremt stark. Applicera din magnet försiktigt på undersidan av batteriet. Placera batteriet/magnetenheten på en plan yta.
Steg 2. Böj din tråd till en hjärtform
Mät hela höjden på batteri/magnetenheten. Skaffa en hjärtformad mall från en målarbok eller skriv ut en från din dator. Lägg mallen på en plan yta. Hitta mitten av din koppartråd och placera den över den punkt från vilken hjärtmallens spetsiga vinkel utstrålar. Därifrån ska tråden kurva upp och bort från den centrala punkten innan den sveper tillbaka ner mot batteriets bas.
Steg 3. Använd måtten på batteri/magnetenheten för att justera dess form
Se till att trådhjärtans centrala punkt kommer att sitta på den positiva polen och botten stängs runt magneten. Trådens två ändar ska stängas runt batteriet på vardera sidan och bilda en sluten slinga. Tråden bör vidröra sidorna av batteriet utan att nypa den så hårt att trådens rörelse runt batteriet är begränsad eller omöjlig när den börjar snurra.
Steg 4. Gör små justeringar av den hjärtformade tråden du har skapat
Finjustering av trådformen kan kräva upprepade tillfällen att placera den på batteriet/magnetenheten, kontrollera symmetri och balans och vidga eller dra åt öglan som bildas av de två "armarna" i hjärtat som möts runt basen. Se till att öglan runt magneten inte kommer i kontakt med bordet. om det gör det kommer det att orsaka friktion som hindrar din homopolära motors hastighet och effekt.
Steg 5. Starta motorn
När din trådform är klar kan du ställa in den på batteriets positiva pol. Se trådformen snurra runt och runt. Om du är i ett förhållande fungerar denna homopolära motordesign som en enkel DIY -romantisk present.
Metod 3 av 3: Gör en Ballerina Homopolar Motor
Steg 1. Börja med att göra en ögla som passar runt magneten
Precis som den hjärtformade koppartråden använder denna homopolära motor ett enkelt AA-batteri som sitter ovanpå en neodymmagnet i vertikalt läge med sin positiva pol orienterad ovanför den negativa polen. Dra en koppartråd runt magneten. Du behöver inte få hela öglan att röra vid basen; en ovulär slinga som vidrör batteriet vid bara två punkter är lika acceptabel som en cirkulär slinga som greppar hela magneten.
Steg 2. Vrid upp tråden till en halvkorkskruv
När slingan runt basen är klar, böj tråden upp och bort från öglan runt magneten. Korkskruvens diameter bör vara bara några millimeter bredare än batteriets. Stoppa korkskruven ungefär halvvägs längs batteriets längd.
Steg 3. Ändra trådens riktning till en perfekt vertikal linje
Vid en punkt cirka tre millimeter över batteriets högsta punkt, tryck in tråden inåt i en nittio graders vinkel mot mitten av den positiva polen. När tråden är över den positiva polens centrala divot, böja den så att den vidrör divot, sedan tävlar tillbaka upp och bort från divot i en hårnålsväng.
Steg 4. Gör en liten dansare
I stället för en hjärtform, böj koppartråden till formen av en ballerina, utsträckta armar. Börja med att vända tråden, som nu pekar rakt upp, i en nittio graders böjning ungefär en och en halv tum ovanför batteriets positiva pol. Ungefär en centimeter längs denna längd, dra tråden in i en hårnålssväng och vinkla tillbaka den mot den nittio graders svängen du just gjorde.
Steg 5. Vinkla upp tråden i en nittio graders varv och dra tråden till en grovt cirkulär form ungefär lika stor som ett nickel
Detta blir dansarens huvud. Väl på andra sidan av dansarens "hals", ta ner tråden igen på andra sidan av dansaren, spegla de böjar du just gjort. Du bör sluta med en "T" -form med en cirkel ovanför den centrala korsningen. Du kan dock inte sluta där du började (vidrör den centrala avdelningen på batteriets positiva pol), och så måste du klippa fast tråden ungefär en halv centimeter över batteriets pluspol.
Det kan hjälpa att använda en mall eller kontur som du har ritat eller skrivit ut från internet när du formar tråden till ballerinaformen. Du kan skriva ut ballerinans kontur eller mall och sedan lägga tråden över den och böja längs konturen för att få önskad form
Video - Genom att använda denna tjänst kan viss information delas med YouTube
Tips
- Dansaren kan vara en knepig form eftersom den är mindre symmetrisk än hjärtformen.
- Om du har problem med att starta den homopolära motorn, ge den ett litet tryck eller vrid runt dess vertikala axel för att komma igång.
- Om du har problem med att balansera kabeln på batteriet, justera den lite så att den blir mer symmetrisk.
- Du kan använda vilken symmetrisk form du vill när du böjer koppartråden. Den symmetriska formen måste kunna vidröra batteriets positiva pol och slingra runt själva magneten vid basen av batteriet/magnetenheten. Du kan använda ett hjärta, en rektangel eller en fjärilform.
Varningar
- Koppla bort koppartråden till magneter och batteri om motorn inte roterar så att du inte riskerar att bränna batteriet.
- Använd inte litium eller laddningsbara batterier eller lämna dem utan uppsikt.
- Använd aldrig några magneter som väger mer än 1 uns; riskerar du att klämma i handen eller krossa batteriet.
- Var försiktig. Den homopolära motorn kan släcka mycket energi i form av värme. Låt den inte snurra för länge annars bränner din hand.
- Låt aldrig några barn röra vid de magneter du använder i experimentet.