Najjednoduchší elektromotor na svete
Z štyroch jednoduchých predmetov vznikne malý motor
Online od: 11.11.2007,
6
Obsah
Homopolárny motor s rotujúcim magnetom
Valcový magnet S-15-08-N
V časopise Physik in unserer Zeit
bol opísaný experiment, ktorý nás na supermagnete.sk úplne ohromil.
Faszinatione našich magnetov sme už dávno podľahli, ale že by s jedným z našich magnetov a len s 3 ďalšími súčiastkami bolo možné zostrojiť malý elektromotor (homopolárny motor), to bolo takmer neuveriteľné.
Už o 5 minút neskôr sme však motor zreplikovali a nemohli sme prestať nechať magnet rotovať.
Neuveriteľný jav!
Potrebný materiál
- 1 železná skrutka
- 1 alkalická batéria
- 1 kus odizolovaného medeného lankového vodiča
- 1 Plochý magnet podľa výberu, napr. S-15-08-N
Guľový magnet K-19-C
Výroba
- Prepojte hlavu skrutky a valcový magnet.
- Špičku skrutky priložte k zápornému pólu (spodná strana) batérie.
- Jednu odizolovanú stranu lankového vodiča pritlačte ukazovákom k kladnému pólu batérie (pozri foto nižšie).
- Druhou rukou uchopte vodič a jeho voľným koncom sa čo najviac na okraji dotknite magnetu.
Najľahšie to pôjde, ak má valcový magnet priemer aspoň 8 mm a výšku aspoň 3 mm – a s väčšími magnetmi je to ešte zábavnejšie než s menšími.
Ak teda už máte neodýmový valcový magnet, vyskúšajte to hneď.
Experiment funguje dokonca aj s tyčovými a guľovými magnetmi.
Pre pokročilých
Nekonečné variácie sú možné, ak sa pokúsite roztočiť celé sochy. Tu je opäť uvedený do rotácie guľový magnet K-19-C. Ten je pevne spojený s dvojitým tetraédrom z tyčových magnetov a oceľových guličiek, ktorý nakoniec spolu s guľovým magnetom opisuje kruhy obrovskou uhlovou rýchlosťou.
Nekonečné variácie sú možné, ak sa pokúsite roztočiť celé sochy. Tu je opäť uvedený do rotácie guľový magnet K-19-C. Ten je pevne spojený s dvojitým tetraédrom z tyčových magnetov a oceľových guličiek, ktorý nakoniec spolu s guľovým magnetom opisuje kruhy obrovskou uhlovou rýchlosťou.
Tipy a triky
- Magnet sa vôbec neotáča? Najdôležitejšie je, aby bol elektrický obvod uzavretý. Dbajte na to, aby hrot skrutky mal dobrý kontakt so spodnou stranou batérie. Na prvé pokusy použite väčšie magnety – s nimi sa úspech dosahuje zvyčajne o niečo ľahšie.
- Skrutka sa kýve a nebeží plynulo? Pravdepodobne ste zobrali skrutku s krivým hrotom. Skúste inú skrutku alebo hrot zbrúste do rovna.
- Rotujúca skulptúra je príliš ťažká; magnetická sila nestačí na dostatočné držanie na batérii. Vložte medzi batériu a skrutku malý guľový magnet, napr. guľový magnet K-08-C (ako na poslednej fotografii vyššie).
- Tip na vyučovanie [od nášho zákazníka Michaela Sexauera]: "Mimoriadne pôsobivá a aj zo zadných radov dobre viditeľná je rotácia, keď sa papierová veterná vrtuľka s malým magnetom pripne pod rotujúci magnet. A ventilátor je hotový!"
S láskavým dovolením vydavateľstva Wiley-VCH vo Weinheime sme získali povolenie zverejniť pôvodný článok (v nemeckom jazyku) na našej webovej stránke.
Z časopisu "Physik in unserer Zeit", 35.
ročník, číslo 6, november 2004, © 2004 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co.
KGaA, Weinheim.
Homopolárny motor s rotujúcim drôtom
Doplnenie od zákazníka Maartena Duijnsteeho, Rotterdam (Holandsko):
Maarten Duijnstee, učiteľ fyziky z Rotterdamu, nám poslal poučný experiment s superjednoduchým elektromotorom a píše k nemu:
Homopolárny motor je jedným z mojich obľúbených supermagnetických experimentov.
Nie je potrebné žiadne spájkovanie a rotor možno ohnúť z jedného kusa medeného drôtu.
Môžu ho teda vyrobiť aj deti približne od 8 rokov.
Materiál:
- 1 Valcový magnet 15 x 8 mm
- 1 bežná AA batéria
- 30 cm medeného drôtu s priemerom 1 mm na drôtenú slučku
- malá nádobka s vodou naplnená 1 cm vody (voliteľne na zabezpečenie kontaktu)
Návod:
1) Z medenej drôtiky najprv vytvorte kruhovú časť slučky. Na to omotajte stred drôtu okolo magnetu (jeden a pol otočky). Pri ohýbaní môžete použiť aj batériu ako protiformu. Pozor: Drôt musí na konci voľne obopínať o niečo väčší magnet, preto neomotávajte príliš tesne.
1) Z medenej drôtiky najprv vytvorte kruhovú časť slučky. Na to omotajte stred drôtu okolo magnetu (jeden a pol otočky). Pri ohýbaní môžete použiť aj batériu ako protiformu. Pozor: Drôt musí na konci voľne obopínať o niečo väčší magnet, preto neomotávajte príliš tesne.
2) Zvyšok drôtu ohnite do zobrazeného tvaru.
Nakoniec vytvarujte špičku slučky, ktorá sa nasadí na batériu.
Rozmery hotovej slučky: 6 cm vysoká, 4,5 cm široká.
3) Umiestnite magnet na negatívny pól batérie.
Ak je to potrebné, na kladnom póle batérie môžete vytvoriť malú jamku, aby sa špička drôtu lepšie vycentrovala.
Fyzikálne pozadie
Homopolárny motor je pekný experiment na demonštráciu takzvanej Lorentzovej sily. Táto sila vzniká, keď sa vodič, ktorým prechádza prúd, nachádza v magnetickom poli. Z smeru otáčania motora možno navyše určiť, kde sa nachádza severný a južný pól magnetu.
Celý obsah tejto stránky je chránený autorským právom.
Bez výslovného povolenia sa obsah nesmie kopírovať ani inak používať.
Bez výslovného povolenia sa obsah nesmie kopírovať ani inak používať.