3 manieren om een motor te maken van een batterij, draad en een magneet

Inhoudsopgave:

3 manieren om een motor te maken van een batterij, draad en een magneet
3 manieren om een motor te maken van een batterij, draad en een magneet
Anonim

In 1821 bouwde Michael Faraday een eenvoudige homopolaire motor met behulp van een batterij, een magneet en draad, die de weg vrijmaakte voor de moderne elektromotor. Met dezelfde materialen kun je je eigen homopolaire motor bouwen en wat experimenten proberen om natuurkunde aan het werk te zien!

Stappen

Methode 1 van 3: Een eenvoudige homopolaire motor bouwen

Maak een motor van een batterij, draad en een magneet Stap 1
Maak een motor van een batterij, draad en een magneet Stap 1

Stap 1. Verzamel je materialen

Je hebt geen speciaal gereedschap nodig om een homopolaire motor te maken. Het enige dat u nodig hebt, is een batterij, een stuk koperdraad en een neodymiummagneet.

  • U kunt elke soort alkalinebatterij gebruiken, maar een grotere batterij, zoals een C-cel, is gemakkelijker vast te houden.
  • Pak een paar centimeter koperdraad. U kunt blanke draad of geïsoleerde draad gebruiken. Als u ervoor kiest om geïsoleerde draad te gebruiken, verwijder dan een deel van de isolatie aan elk uiteinde. U kunt koperdraad online of bij de meeste bouwmarkten vinden.
  • Elke neodymiummagneet zou de truc voor dit experiment moeten doen, maar zoek er een met een geleidende beplating. U kunt vernikkelde neodymiummagneten in verschillende maten online kopen.
  • Je hebt ook een gipsplaatschroef nodig. Met de schroef kunt u de motor in actie zien. Zodra je de motor met succes hebt gebouwd, gaat de schroef draaien.
Maak een motor van een batterij, draad en een magneet Stap 2
Maak een motor van een batterij, draad en een magneet Stap 2

Stap 2. Plaats de magneet op de schroef

Neem de neodymiummagneet en bevestig deze aan de kop van de gipsplaatschroef.

Maak een motor van een batterij, draad en een magneet Stap 3
Maak een motor van een batterij, draad en een magneet Stap 3

Stap 3. Bevestig de schroef aan het ene uiteinde van de batterij

U kunt de punt van de schroef aan weerszijden van de batterij plaatsen. De kant die je kiest, bepaalt in welke richting je motor draait.

Het enkele contactpunt tussen de punt van de schroef en de batterij dient als een wrijvingsarm lager. Een zwaardere magneet zal de wrijving tussen deze twee punten verminderen

Maak een motor van een batterij, draad en een magneet Stap 4
Maak een motor van een batterij, draad en een magneet Stap 4

Stap 4. Plaats de koperdraad op de batterij

Pak je koperdraad en houd deze aan het andere uiteinde van de batterij. Als u bijvoorbeeld uw schroef op het knopuiteinde van de batterij hebt geplaatst, houdt u de koperdraad tegen het platte uiteinde.

Maak een motor van een batterij, draad en een magneet Stap 5
Maak een motor van een batterij, draad en een magneet Stap 5

Stap 5. Voltooi de motor

Plaats het vrije uiteinde van de koperdraad voorzichtig tegen de zijkant van de magneet. De magneet en de schroef moeten beginnen te draaien.

  • Wanneer je de koperdraad aan de zijkant van de magneet legt, voltooi je het circuit tussen de accupolen. De stroom vloeit van het ene uiteinde van de batterij, door de schroef en in de magneet. Door de draad aan de zijkant van de magneet aan te raken, laat je de stroom door de draad stromen, en in het andere uiteinde van de batterij.
  • Een homopolaire motor kan continu draaien zonder dat de stroomrichting moet worden omgedraaid.
  • Het duurt niet lang voordat de schroef met hoge snelheden begint te draaien. Zowel de schroef als de magneet kunnen gemakkelijk van de batterij vliegen. Wees voorzichtig bij het werken met magneten en elektriciteit.
  • Het is mogelijk dat de draad warm wordt tijdens het uitvoeren van dit experiment. Houd de draad niet voor langere tijd tegen de magneet.

Methode 2 van 3: Een vrijstaande homopolaire motor maken

Maak een motor van een batterij, draad en een magneet Stap 6
Maak een motor van een batterij, draad en een magneet Stap 6

Stap 1. Verzamel je benodigdheden

Je hebt maar een paar dingen nodig om een vrijstaande homopolaire motor te maken. Je zou alles wat je nodig hebt online of bij je plaatselijke ijzerhandel moeten kunnen vinden.

  • Je hebt de volgende materialen nodig om je motor te maken: 1 AA-batterij, 2-3 neodymiummagneten en enkele centimeters koperdraad.
  • Mogelijk hebt u ook een kniptang of tang nodig om de koperdraad te bewerken.
Maak een motor van een batterij, draad en een magneet Stap 7
Maak een motor van een batterij, draad en een magneet Stap 7

Stap 2. Plaats de batterij op de magneten

Stapel je magneten op elkaar om een standaard te maken. Plaats de platte of negatieve kant van de batterij op de magneten.

Maak een motor van een batterij, draad en een magneet Stap 8
Maak een motor van een batterij, draad en een magneet Stap 8

Stap 3. Buig je koperdraad

Neem enkele centimeters koperdraad en buig het zodat het ene uiteinde de magneet raakt en het andere uiteinde de positieve kant van de batterij.

  • U kunt uw koperdraad in verschillende vormen buigen die zullen draaien wanneer ze op de batterij worden geplaatst. Symmetrische vormen werken het beste, zodat het draaien de draad niet uit balans brengt.
  • Probeer je draad in een hartvorm te buigen. Wanneer u de hartvorm vormt, buigt u elk uiteinde van de koperdraad zodat ze rond de magneet passen. De inkeping aan de bovenkant van het hart zal het verbindingspunt zijn met het positieve uiteinde van de batterij.
Maak een motor van een batterij, draad en een magneet Stap 9
Maak een motor van een batterij, draad en een magneet Stap 9

Stap 4. Plaats de draad over de motor

Pak je draad en plaats deze over de batterij. Zolang je een stuk draad hebt dat de zijkant van de magneet raakt en een stuk draad dat de positieve kant van de batterij raakt, zou je draad moeten draaien.

  • De stroom in deze homopolaire motor vloeit in aanwezigheid van een magnetisch veld. Wanneer een stroom in een magnetisch veld vloeit, zal het iets ervaren dat bekend staat als de Lorentz-kracht. De Lorentzkracht zorgt ervoor dat de draad rond de batterij draait.
  • De draad is op drie punten verbonden met de batterij. Een punt van de draad bevindt zich op de positieve pool en de twee uiteinden van de draad bevinden zich in de buurt van de magneet, op de negatieve pool. De stroom vloeit uit de positieve pool en langs beide zijden van de draad. Het magnetische veld duwt de stroom naar buiten, waardoor de draden gaan draaien.

Methode 3 van 3: Een magnetohydrodynamisch voortstuwingssysteem bouwen

Maak een motor van een batterij, draad en een magneet Stap 10
Maak een motor van een batterij, draad en een magneet Stap 10

Stap 1. Verzamel je benodigdheden

U kunt uw homopolaire motor gebruiken om magnetohydrodynamische (MHD) voortstuwing aan te tonen. MHD-voortstuwing is een middel om elektrische stroom te gebruiken om iets door water te duwen. Voor dit experiment heb je het volgende nodig:

  • 1 C-cel batterij
  • 1 sterke neodymiummagneet
  • 2 stukken dik koperdraad
  • Een klein gerecht
  • Zout en peper
Maak een motor van een batterij, draad en een magneet Stap 11
Maak een motor van een batterij, draad en een magneet Stap 11

Stap 2. Bereid het water voor

Giet ongeveer 0,6 tot 1,3 cm water in de schaal. Vul het gerecht niet helemaal. Roer er een paar snufjes zout en peper door en plaats de schaal op de magneet.

Het toevoegen van zout verbetert de geleidbaarheid van het water. Door peper toe te voegen kun je de voortstuwing aan het werk zien

Maak een motor van een batterij, draad en een magneet Stap 12
Maak een motor van een batterij, draad en een magneet Stap 12

Stap 3. Buig de draad

Buig elk stuk draad zodat wanneer u de draden aan de batterij houdt, de tegenovergestelde uiteinden slechts enkele centimeters van elkaar verwijderd zijn.

Als je de koperdraad tegen de batterij houdt, moeten de draden bijna een "Y"-vorm krijgen. Zorg ervoor dat de uiteinden van de draad elkaar niet raken

Maak een motor van een batterij, draad en een magneet Stap 13
Maak een motor van een batterij, draad en een magneet Stap 13

Stap 4. Houd de draden aan de batterij

Houd een draad tegen de positieve kant van de batterij en één uiteinde tegen de negatieve kant van de batterij.

Maak een motor van een batterij, draad en een magneet Stap 14
Maak een motor van een batterij, draad en een magneet Stap 14

Stap 5. Steek de vrije uiteinden van de draad in de schaal met water

Plaats een draad in het midden van de schaal en de andere tegen de zijkant van de schaal. Je zou moeten zien dat het water rond een van de draden begint te wervelen.

  • Het water beweegt door de Lorentzkracht. Elke draad voert een elektrische stroom. Wanneer je de draden in het zoute water dompelt, voltooi je het circuit. De stroom beweegt horizontaal door het water, van de ene draad naar de andere. Doordat de schaal met water op een magneet staat, is er een magnetisch veld dat door het water omhoog beweegt. Wanneer de elektrische stroom door het magnetische veld beweegt, zorgt de Lorentzkracht ervoor dat het water gaat draaien.
  • Als je de batterij omdraait, kun je de richting van de stroom omdraaien en zal het water in de tegenovergestelde richting draaien.
  • Je hebt te maken met water en elektriciteit, dus wees voorzichtig bij het uitvoeren van dit experiment.

Aanbevolen: