Ένας ομοπολικός κινητήρας είναι ένας απλός ηλεκτρικός κινητήρας με δύο μαγνητικούς πόλους. Εφευρέθηκαν για πρώτη φορά στη δεκαετία του 1800 και δεν έχουν σημαντική πρακτική εφαρμογή σήμερα, αλλά μπορεί να είναι χρήσιμα για την επίδειξη ή την κατανόηση του τρόπου λειτουργίας των ηλεκτρικών ρευμάτων και κινητήρων. Η κατασκευή του δικού σας ομοπολικού κινητήρα είναι διασκεδαστική και εύκολη, αλλά απαιτεί προσοχή. Ποτέ μην χρησιμοποιείτε μαγνήτες που ζυγίζουν περισσότερο από μια ουγγιά. Κάτι τέτοιο σας θέτει σε κίνδυνο να τσιμπήσετε το χέρι σας ή να συνθλίψετε την μπαταρία. Ο ομοπολικός κινητήρας προσφέρει απεριόριστες ευκαιρίες για δημιουργικότητα - σχεδόν κάθε συμμετρικό σχήμα χάλκινου σύρματος που μπορείτε να φανταστείτε μπορεί να προσαρμοστεί ως ομοπολικός σχεδιασμός κινητήρα.
Βήματα
Μέθοδος 1 από 3: Κατασκευή βασικού ομοπολικού κινητήρα
Βήμα 1. Προετοιμάστε τα υλικά για τον κινητήρα
Θα χρειαστείτε έναν μαγνήτη νεοδυμίου, μια ξύλινη βίδα, ένα καρούλι από λεπτόμετρο (1,3 χιλιοστά / 16 μετρητή) χάλκινο σύρμα, κόπτες σύρματος, πένσες για μύτη βελόνας και μπαταρία ΑΑ. Βεβαιωθείτε ότι χρησιμοποιείτε καλώδιο μη επικαλυμμένο, μη μαγνητικό και κάπως εύκαμπτο. Το επικαλυμμένο σύρμα χαλκού είναι γενικά κατασκευασμένο από πολλαπλά λεπτά νήματα χαλκού πλεγμένα σε ένα σύρμα που μοιάζει με σχοινί. Αυτός ο τύπος σύρματος είναι πολύ αδύναμος για να διατηρήσει ένα εύκαμπτο σχήμα, μια ποιότητα που θα θέλατε να έχει αργότερα.
Ο μαγνήτης πρέπει να είναι πεπλατυσμένος κύλινδρος με διάμετρο όχι μεγαλύτερη από περίπου ένα εκατοστό. Προσοχή μην αφήνετε μικρά παιδιά να παίζουν με τον μαγνήτη. Επίσης, μην το τοποθετείτε πάνω ή κοντά σε ηλεκτρονικό εξοπλισμό, συμπεριλαμβανομένων tablet, τηλεφώνων ή συσκευών αναπαραγωγής MP3
Βήμα 2. Τοποθετήστε την κεφαλή της βίδας στον μαγνήτη
Με άλλα λόγια, το σημείο της βίδας πρέπει να κολλάει κατευθείαν από τον μαγνήτη, του οποίου η επίπεδη κεφαλή είναι προσαρτημένη στον μαγνήτη. Η κεφαλή της βίδας πρέπει να είναι απόλυτα κεντραρισμένη στον μαγνήτη, με ίσο χώρο σε όλη την περίμετρο μεταξύ της άκρης του μαγνήτη και του άκρου της κεφαλής της βίδας.
Εάν θέλετε να ρυθμίσετε τη θέση της βίδας στον μαγνήτη, θα πρέπει να μπορείτε να την σύρετε γύρω. Εάν θέλετε να χρησιμοποιήσετε μια άλλη βίδα για κάποιο λόγο (ή ξαφνικά συνειδητοποιήσετε ότι πρέπει να κλείσετε μια εικόνα με τη βίδα), δοκιμάστε να την σπρώξετε από τον μαγνήτη αντί να προσπαθήσετε να την τραβήξετε κατευθείαν προς τα έξω
Βήμα 3. Κρατήστε το θετικό άκρο της μπαταρίας ΑΑ (αυτό με το διαχωριστικό να εκτείνεται προς τα έξω) ακριβώς πάνω από το αιχμηρό σημείο της βίδας
Τσιμπήστε την μπαταρία μεταξύ του αντίχειρα και του μεσαίου δακτύλου σας. Χαμηλώστε τη μπαταρία πάνω στη βίδα, έτσι ώστε το σημείο της βίδας να έρθει σε επαφή με το κατά προσέγγιση κέντρο του θετικού πόλου της μπαταρίας. Η μπαταρία πρέπει τώρα να βρίσκεται πάνω από τη βίδα, η οποία πρέπει να βρίσκεται πάνω από την μπαταρία, σε κάθετη γραμμή.
Βήμα 4. Ολοκληρώστε το κύκλωμα
Με το ελεύθερο χέρι, φέρτε το ένα άκρο του χάλκινου σύρματος στον αρνητικό πόλο (το επίπεδο άκρο) της μπαταρίας. Τσιμπήστε το σύρμα στη θέση του πάνω από τον αρνητικό πόλο με το δείκτη σας. Φέρτε το άλλο άκρο του χάλκινου σύρματος στη μπαταρία και επικοινωνήστε μαζί του. Το συγκρότημα καρφιών και μαγνητών πρέπει να γυρίζει.
- Όταν ολοκληρωθεί το κύκλωμα, μπορεί να ακούσετε χαμηλό βουητό ή βουητό.
- Εάν δεν περιστρέφεται, δοκιμάστε να αντιστρέψετε την πολικότητα του μαγνήτη αφαιρώντας τη βίδα, αναποδογυρίζοντας τον μαγνήτη και, στη συνέχεια, επανατοποθετήστε τη βίδα.
Μέθοδος 2 από 3: Δημιουργία ενός ομοπολικού κινητήρα χωρίς χέρια
Βήμα 1. Τοποθετήστε τον μαγνήτη νεοδυμίου στο επίπεδο άκρο της μπαταρίας
Ο μαγνήτης νεοδυμίου είναι ένας μαγνήτης σπάνιας γης κατασκευασμένος από νεοδύμιο και είναι εξαιρετικά ισχυρός. Εφαρμόστε τον μαγνήτη σας προσεκτικά στο κάτω μέρος της μπαταρίας. Τοποθετήστε το συγκρότημα μπαταρίας/μαγνήτη σε μια επίπεδη επιφάνεια.
Βήμα 2. Λυγίστε το σύρμα σας σε σχήμα καρδιάς
Μετρήστε όλο το ύψος της διάταξης μπαταρίας/μαγνήτη. Αποκτήστε ένα πρότυπο σε σχήμα καρδιάς από ένα βιβλίο ζωγραφικής ή εκτυπώστε ένα από τον υπολογιστή σας. Τοποθετήστε το πρότυπο σε μια επίπεδη επιφάνεια. Βρείτε το κέντρο του χάλκινου σύρματος και τοποθετήστε το πάνω από το σημείο από το οποίο εκπέμπει η οξεία γωνία του προτύπου της καρδιάς σας. Από εκεί, το καλώδιο θα πρέπει να καμπυλώνει προς τα πάνω και μακριά από το κεντρικό σημείο, πριν επιστρέψει προς τα κάτω προς τη βάση της μπαταρίας.
Βήμα 3. Χρησιμοποιήστε τις μετρήσεις του συγκροτήματος μπαταρίας/μαγνήτη για να ρυθμίσετε το σχήμα του
Βεβαιωθείτε ότι το κεντρικό σημείο της συρμάτινης καρδιάς θα βρίσκεται στο θετικό πόλο και το κάτω μέρος θα κλείσει γύρω από τον μαγνήτη. Τα δύο άκρα του σύρματος πρέπει να κλείνουν γύρω από την μπαταρία εκατέρωθεν, σχηματίζοντας έναν κλειστό βρόχο. Το καλώδιο θα πρέπει να αγγίζει τις πλευρές της μπαταρίας χωρίς να το πιέζει τόσο σφιχτά ώστε η κίνηση του σύρματος γύρω από την μπαταρία να είναι περιορισμένη ή αδύνατη όταν αρχίσει να περιστρέφεται.
Βήμα 4. Κάντε μικρές προσαρμογές στο σύρμα σε σχήμα καρδιάς που έχετε φτιάξει
Ο λεπτομερής συντονισμός του σχήματος σύρματος μπορεί να απαιτεί επαναλαμβανόμενες συνεδρίες τοποθέτησης στο συγκρότημα μπαταρίας/μαγνήτη, έλεγχο συμμετρίας και ισορροπίας και διεύρυνση ή σύσφιξη του βρόχου που σχηματίζεται από τους δύο «βραχίονες» της καρδιάς που συναντώνται γύρω από τη βάση. Βεβαιωθείτε ότι ο βρόχος γύρω από τον μαγνήτη δεν έρχεται σε επαφή με το τραπέζι. αν συμβεί, θα προκαλέσει τριβή που εμποδίζει την ταχύτητα και την αποτελεσματικότητα του ομοπολικού κινητήρα σας.
Βήμα 5. Εκκινήστε τον κινητήρα
Μόλις το σύρμα σας είναι έτοιμο, μπορείτε να το τοποθετήσετε στο θετικό πόλο της μπαταρίας. Παρακολουθήστε το σχήμα σύρματος να γυρίζει γύρω -γύρω. Εάν είστε σε σχέση, αυτός ο ομοπολικός σχεδιασμός κινητήρα λειτουργεί ως ένα εύκολο ρομαντικό δώρο DIY.
Μέθοδος 3 από 3: Κατασκευή ομοπολικού μοτέρ μπαλαρίνας
Βήμα 1. Ξεκινήστε κάνοντας ένα βρόχο που ταιριάζει γύρω από τον μαγνήτη
Ακριβώς όπως το σύρμα χαλκού σε σχήμα καρδιάς, αυτός ο ομοπολικός κινητήρας χρησιμοποιεί μια απλή μπαταρία ΑΑ που κάθεται πάνω από ένα μαγνήτη νεοδυμίου σε κάθετη θέση με τον θετικό πόλο του προσανατολισμένο πάνω από τον αρνητικό πόλο. Βιδώστε λίγο χάλκινο σύρμα γύρω από τον μαγνήτη. Δεν χρειάζεται να κάνετε ολόκληρο το βρόχο να αγγίξει τη βάση. ένας ωοειδής βρόχος που αγγίζει την μπαταρία σε δύο μόνο σημεία είναι εξίσου αποδεκτός με έναν κυκλικό βρόχο που πιάνει ολόκληρο τον μαγνήτη.
Βήμα 2. Στρίψτε το σύρμα προς τα πάνω σε ημι-ανοιχτήρι
Μόλις ολοκληρωθεί ο βρόχος γύρω από τη βάση, λυγίστε το σύρμα προς τα πάνω και μακριά από το βρόχο γύρω από τον μαγνήτη. Η διάμετρος του ανοιχτήρα πρέπει να είναι λίγα χιλιοστά μεγαλύτερη από αυτή της μπαταρίας. Σταματήστε το τιρμπουσόν περίπου στο μισό του μήκους της μπαταρίας.
Βήμα 3. Αλλάξτε την κατεύθυνση του σύρματος σε μια τέλεια κάθετη γραμμή
Σε σημείο περίπου τρία χιλιοστά πάνω από το υψηλότερο σημείο της μπαταρίας, πιέστε το καλώδιο προς τα μέσα σε γωνία ενενήντα μοιρών προς το κέντρο του θετικού πόλου. Μόλις το σύρμα περάσει πάνω από το κεντρικό τμήμα του θετικού πόλου, λυγίστε το προς τα κάτω έτσι ώστε να ακουμπήσει το εξάρτημα και, στη συνέχεια, τρέχει προς τα πάνω και απομακρύνεται από το ντιβόν σε μια στροφή φουρκέτας.
Βήμα 4. Φτιάξτε έναν μικροσκοπικό χορευτή
Αντί για σχήμα καρδιάς, λυγίστε το χάλκινο σύρμα σε σχήμα μπαλαρίνας, με τα χέρια απλωμένα. Ξεκινήστε περιστρέφοντας το σύρμα, κατευθύνοντας τώρα προς τα πάνω, σε μια ενενήντα μοίρα κάμψη περίπου ενάμισι ίντσα πάνω από το θετικό πόλο της μπαταρίας. Περίπου ένα εκατοστό σε αυτό το μήκος, τραβήξτε το σύρμα σε μια στροφή φουρκέτας, στρέφοντάς το προς τη στροφή ενενήντα βαθμών που μόλις κάνατε.
Βήμα 5. Γωνιάστε το σύρμα προς τα πάνω σε μια στροφή 90 μοιρών και τραβήξτε το σύρμα σε ένα περίπου κυκλικό σχήμα περίπου στο μέγεθος ενός νικελίου
Αυτό θα είναι το κεφάλι του χορευτή. Μόλις βρεθείτε στην άλλη πλευρά του «λαιμού» του χορευτή, φέρτε το σύρμα πίσω στην άλλη πλευρά του χορευτή, αντικατοπτρίζοντας τις στροφές που μόλις κάνατε. Θα πρέπει να καταλήξετε με ένα σχήμα "Τ" με έναν κύκλο πάνω από την κεντρική διασταύρωση. Δεν μπορείτε να τελειώσετε από εκεί που ξεκινήσατε (αγγίζοντας το κεντρικό άκρο στο θετικό πόλο της μπαταρίας) και έτσι θα χρειαστεί να σφίξετε το καλώδιο σε σημείο περίπου μισό εκατοστό πάνω από το θετικό πόλο της μπαταρίας.
Μπορεί να σας βοηθήσει να χρησιμοποιήσετε ένα πρότυπο ή περίγραμμα που έχετε σχεδιάσει ή εκτυπώσει από το διαδίκτυο κατά τη διαμόρφωση του καλωδίου στη φόρμα μπαλαρίνας. Μπορείτε να εκτυπώσετε το περίγραμμα ή το πρότυπο της μπαλαρίνας, στη συνέχεια να τοποθετήσετε το σύρμα πάνω του, λυγίζοντας κατά μήκος του περιγράμματος για να αποκτήσετε το επιθυμητό σχήμα
Βίντεο - Χρησιμοποιώντας αυτήν την υπηρεσία, ορισμένες πληροφορίες ενδέχεται να κοινοποιηθούν στο YouTube
Συμβουλές
- Ο χορευτής μπορεί να είναι ένα περίπλοκο σχήμα επειδή είναι λιγότερο συμμετρικό από το σχήμα της καρδιάς.
- Εάν αντιμετωπίζετε προβλήματα με την εκκίνηση του ομοπολικού κινητήρα, δώστε του μια μικρή ώθηση ή περιστρέψτε τον κάθετο άξονά του για να ξεκινήσει.
- Εάν αντιμετωπίζετε προβλήματα με την εξισορρόπηση του καλωδίου στην μπαταρία, προσαρμόστε το λίγο ώστε να γίνει πιο συμμετρικό.
- Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιοδήποτε συμμετρικό σχήμα θέλετε όταν λυγίζετε το χάλκινο σύρμα. Το συμμετρικό σχήμα πρέπει να μπορεί να αγγίζει τον θετικό πόλο της μπαταρίας και να περιστρέφεται γύρω από τον ίδιο τον μαγνήτη στη βάση του συγκροτήματος μπαταρίας/μαγνήτη. Θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε σχήμα καρδιάς, ορθογωνίου ή πεταλούδας.
Προειδοποιήσεις
- Αποσυνδέστε το χάλκινο καλώδιο στους μαγνήτες και την μπαταρία εάν ο κινητήρας δεν περιστρέφεται έτσι ώστε να μην κινδυνεύσετε να κάψετε την μπαταρία.
- Μη χρησιμοποιείτε μπαταρίες λιθίου ή επαναφορτιζόμενες μπαταρίες ή μην τις αφήνετε χωρίς επίβλεψη.
- Ποτέ μην χρησιμοποιείτε μαγνήτες που ζυγίζουν περισσότερο από 1 ουγγιά. Κάτι τέτοιο σας θέτει σε κίνδυνο να τσιμπήσετε το χέρι σας ή να συνθλίψετε την μπαταρία.
- Να είστε προσεκτικοί. Ο ομοπολικός κινητήρας μπορεί να βγάλει πολλή ενέργεια με τη μορφή θερμότητας. Μην το αφήνετε να γυρίζει πολύ, αλλιώς το χέρι σας θα καεί.
- Ποτέ μην αφήνετε κανένα παιδί να αγγίζει τους μαγνήτες που χρησιμοποιείτε στο πείραμα.
