3 sposoby na zrobienie silnika z akumulatora, drutu i magnesu

Spisu treści:

3 sposoby na zrobienie silnika z akumulatora, drutu i magnesu
3 sposoby na zrobienie silnika z akumulatora, drutu i magnesu
Anonim

W 1821 roku Michael Faraday zbudował prosty silnik jednobiegunowy, wykorzystując baterię, magnes i drut, co utorowało drogę nowoczesnemu silnikowi elektrycznemu. Z tych samych materiałów możesz zbudować własny silnik homopolarny i wypróbować kilka eksperymentów, aby obserwować działanie fizyki!

Kroki

Metoda 1 z 3: Budowa prostego silnika homopolarnego

Zrób silnik z akumulatora, przewodu i magnesu Krok 1
Zrób silnik z akumulatora, przewodu i magnesu Krok 1

Krok 1. Zbierz swoje materiały

Do wykonania silnika homopolarnego nie są potrzebne żadne specjalne narzędzia. Wszystko czego potrzebujesz to bateria, kawałek drutu miedzianego i magnes neodymowy.

  • Możesz użyć dowolnego rodzaju baterii alkalicznej, ale większa bateria, taka jak C-cell, będzie łatwiejsza do trzymania.
  • Zdobądź kilka cali drutu miedzianego. Możesz użyć gołego drutu lub izolowanego drutu. Jeśli zdecydujesz się na użycie izolowanego drutu, usuń część izolacji z każdego końca. Drut miedziany można znaleźć w Internecie lub w większości sklepów ze sprzętem.
  • Każdy magnes neodymowy powinien załatwić sprawę w tym eksperymencie, ale poszukaj magnesu z przewodzącą powłoką. Magnesy neodymowe niklowane o różnych rozmiarach można kupić online.
  • Potrzebna będzie również jedna śruba do płyt kartonowo-gipsowych. Śruba pozwoli Ci zobaczyć silnik w akcji. Po pomyślnym zbudowaniu silnika śruba zacznie się obracać.
Zrób silnik z akumulatora, przewodu i magnesu Krok 2
Zrób silnik z akumulatora, przewodu i magnesu Krok 2

Krok 2. Umieść magnes na śrubie

Weź magnes neodymowy i przymocuj go do łba wkrętu do płyt kartonowo-gipsowych.

Zrób silnik z akumulatora, przewodu i magnesu Krok 3
Zrób silnik z akumulatora, przewodu i magnesu Krok 3

Krok 3. Przykręć śrubę do jednego końca baterii

Możesz umieścić końcówkę śruby po obu stronach baterii. Strona, którą wybierzesz, określi kierunek obrotów silnika.

Pojedynczy punkt styku końcówki śruby z akumulatorem służy jako łożysko o niskim tarciu. Cięższy magnes zmniejszy tarcie między tymi dwoma punktami

Zrób silnik z akumulatora, przewodu i magnesu Krok 4
Zrób silnik z akumulatora, przewodu i magnesu Krok 4

Krok 4. Umieść drut miedziany na baterii

Weź drut miedziany i przytrzymaj go na drugim końcu baterii. Na przykład, jeśli umieściłeś śrubę na końcu baterii z guzikiem, przytrzymaj miedziany przewód do płaskiego końca.

Zrób silnik z akumulatora, przewodu i magnesu Krok 5
Zrób silnik z akumulatora, przewodu i magnesu Krok 5

Krok 5. Uzupełnij silnik

Delikatnie umieść wolny koniec drutu miedzianego z boku magnesu. Magnes i śruba powinny zacząć się obracać.

  • Po umieszczeniu miedzianego drutu z boku magnesu zamykasz obwód między zaciskami akumulatora. Prąd płynie z jednego końca baterii, w dół śruby i do magnesu. Dotykając drutu z boku magnesu, pozwalasz, aby prąd nadal płynął przez drut do drugiego końca baterii.
  • Silnik homopolarny może obracać się w sposób ciągły bez konieczności odwracania kierunku prądu.
  • Szybko obraca się śruba przy dużych prędkościach. Zarówno śrubka, jak i magnes mogą z łatwością wylecieć z akumulatora. Zachowaj ostrożność podczas pracy z magnesami i elektrycznością.
  • Podczas przeprowadzania tego eksperymentu drut może się nagrzać. Nie trzymaj drutu na magnesie przez dłuższy czas.

Metoda 2 z 3: Wykonanie wolnostojącego silnika homopolarnego

Zrób silnik z akumulatora, przewodu i magnesu Krok 6
Zrób silnik z akumulatora, przewodu i magnesu Krok 6

Krok 1. Zbierz zapasy

Potrzebujesz tylko kilku rzeczy, aby wykonać wolnostojący silnik homopolarny. Powinieneś być w stanie znaleźć wszystko, czego potrzebujesz w Internecie lub w lokalnym sklepie ze sprzętem.

  • Do wykonania silnika potrzebne będą następujące materiały: 1 bateria AA, 2-3 magnesy neodymowe i kilka cali drutu miedzianego.
  • Możesz również potrzebować pary przecinaków do drutu lub szczypiec, które pomogą ci w pracy z drutem miedzianym.
Zrób silnik z akumulatora, przewodu i magnesu Krok 7
Zrób silnik z akumulatora, przewodu i magnesu Krok 7

Krok 2. Umieść baterię na magnesach

Ułóż magnesy razem, aby stworzyć stojak. Umieść płaską lub ujemną stronę baterii na magnesach.

Zrób silnik z akumulatora, przewodu i magnesu Krok 8
Zrób silnik z akumulatora, przewodu i magnesu Krok 8

Krok 3. Zegnij drut miedziany

Weź kilka cali miedzianego drutu i wygnij go tak, aby jeden koniec dotykał magnesu, a jeden koniec dotykał dodatniej strony baterii.

  • Możesz zgiąć miedziany drut w różne kształty, które będą się obracać po umieszczeniu na baterii. Najlepiej sprawdzają się kształty symetryczne, aby wirowanie nie wytrącało drutu z równowagi.
  • Spróbuj zgiąć drut w kształcie serca. Kiedy utworzysz kształt serca, zagnij każdy koniec drutu miedzianego tak, aby pasował do magnesu. Wcięcie w górnej części serca będzie punktem połączenia z dodatnim końcem baterii.
Zrób silnik z akumulatora, przewodu i magnesu Krok 9
Zrób silnik z akumulatora, przewodu i magnesu Krok 9

Krok 4. Umieść przewód nad silnikiem

Weź przewód i umieść go nad baterią. Dopóki odcinek drutu dotyka boku magnesu, a odcinek drutu dotyka dodatniej strony baterii, drut powinien się obracać.

  • Prąd w tym jednobiegunowym silniku płynie w obecności pola magnetycznego. Kiedy prąd płynie w polu magnetycznym, doświadcza czegoś znanego jako siła Lorentza. Siła Lorentza powoduje, że drut wiruje wokół baterii.
  • Przewód łączy się z akumulatorem w trzech punktach. Jeden punkt przewodu znajduje się na zacisku dodatnim, a dwa końce przewodu znajdują się w pobliżu magnesu, na zacisku ujemnym. Prąd wypływa z dodatniego zacisku i po obu stronach przewodu. Pole magnetyczne wypycha prąd na zewnątrz, powodując obracanie się przewodów.

Metoda 3 z 3: Budowa magnetohydrodynamicznego układu napędowego

Zrób silnik z akumulatora, przewodu i magnesu Krok 10
Zrób silnik z akumulatora, przewodu i magnesu Krok 10

Krok 1. Zbierz zapasy

Możesz użyć swojego silnika homopolarnego, aby zademonstrować napęd magnetohydrodynamiczny (MHD). Napęd MHD to sposób na wykorzystanie prądu elektrycznego do przepchnięcia czegoś przez wodę. Do tego eksperymentu potrzebne będą:

  • 1 bateria C-cell
  • 1 silny magnes neodymowy
  • 2 kawałki grubego drutu miedzianego
  • Małe danie
  • Sól i pieprz
Zrób silnik z akumulatora, przewodu i magnesu Krok 11
Zrób silnik z akumulatora, przewodu i magnesu Krok 11

Krok 2. Przygotuj wodę

Wlej około 0,25 do 0,5 cala (0,6 do 1,3 cm) wody do naczynia. Nie napełniaj naczynia całkowicie. Wymieszaj kilka kropel soli i pieprzu i umieść naczynie na magnesie.

Dodanie soli poprawia przewodność wody. Dodanie pieprzu pozwala zobaczyć, jak działa napęd

Zrób silnik z akumulatora, przewodu i magnesu Krok 12
Zrób silnik z akumulatora, przewodu i magnesu Krok 12

Krok 3. Zegnij drut

Zagnij każdy kawałek drutu tak, aby trzymając przewody przy akumulatorze, przeciwległe końce były oddalone od siebie tylko o kilka centymetrów.

Kiedy przytrzymasz miedziany przewód do akumulatora, przewody powinny prawie mieć kształt litery „Y”. Uważaj, aby końce drutu nie stykały się ze sobą

Zrób silnik z akumulatora, przewodu i magnesu Krok 13
Zrób silnik z akumulatora, przewodu i magnesu Krok 13

Krok 4. Przytrzymaj przewody do akumulatora

Przyłóż jeden przewód do dodatniej strony akumulatora, a jeden koniec do ujemnej strony akumulatora.

Zrób silnik z akumulatora, przewodu i magnesu Krok 14
Zrób silnik z akumulatora, przewodu i magnesu Krok 14

Krok 5. Przyklej wolne końce drutu do naczynia z wodą

Umieść jeden drut na środku naczynia, a drugi przy boku naczynia. Powinieneś zobaczyć, jak woda zaczyna wirować wokół jednego z przewodów.

  • Woda porusza się z powodu siły Lorentza. Każdy przewód przewodzi prąd elektryczny. Kiedy zanurzasz przewody w słonej wodzie, zamykasz obwód. Prąd płynie w wodzie poziomo, od jednego drutu do drugiego. Ponieważ naczynie z wodą znajduje się na magnesie, w wodzie porusza się pole magnetyczne. Kiedy prąd elektryczny przepływa przez pole magnetyczne, siła Lorentza powoduje wirowanie wody.
  • Jeśli odwrócisz baterię, możesz odwrócić kierunek prądu, a woda zakręci się w przeciwnym kierunku.
  • Masz do czynienia z wodą i elektrycznością, więc zachowaj ostrożność podczas wykonywania tego eksperymentu.

Zalecana:

3 sposoby na malowanie komory silnika

3 sposoby na malowanie komory silnika

Malowanie komory silnika może być świetnym sposobem na odróżnienie pojazdu lub po prostu ogólną poprawę jego wyglądu, gdy masz otwartą maskę. Optymalnie, powinieneś pomalować komorę silnika przy całkowicie usuniętym silniku, ale nawet jeśli nie jesteś w stanie tego zrobić, nadal możesz wykonać dobrą robotę, nie spiesząc się i oklejając wszystko, czego nie chcesz malować.

3 sposoby na zrobienie magnesu

3 sposoby na zrobienie magnesu

Magnesy są wytwarzane przez wystawienie metali ferromagnetycznych, takich jak żelazo i nikiel, na działanie pól magnetycznych. Kiedy te metale są podgrzane do określonej temperatury, zostają trwale namagnesowane. Możliwe jest również tymczasowe namagnesowanie ich za pomocą różnych metod, które możesz bezpiecznie wypróbować w domu.

6 sposobów na zrobienie ozdoby z drutu z koralików

6 sposobów na zrobienie ozdoby z drutu z koralików

W kilku prostych krokach można wyprodukować ładne ozdoby z drutu. Te wyjątkowe elementy ekspozycyjne są eleganckie i złożone w wyglądzie, co przeczy temu, że cały projekt można wykonać w mniej niż dwie godziny. Kroki Metoda 1 z 6: Przygotowanie drutu Krok 1.

3 sposoby na wycięcie magnesu

3 sposoby na wycięcie magnesu

Cięcie magnesu jest podobne do cięcia grubego kawałka papieru. Kilka przedmiotów gospodarstwa domowego często używanych do wycinania innych materiałów rzemieślniczych działa również na magnesach. Jeśli masz na biurku gilotyna do papieru lub nóż introligatorski, możesz przeciąć magnes ręcznie.

3 sposoby na zrobienie silnika homopolarnego

3 sposoby na zrobienie silnika homopolarnego

Silnik homopolarny to prosty silnik elektryczny z dwoma biegunami magnetycznymi. Zostały wynalezione po raz pierwszy w XIX wieku i nie mają obecnie znaczącego praktycznego zastosowania, ale mogą być przydatne do demonstracji lub zrozumienia działania prądów elektrycznych i silników.