Un motore omopolare è un semplice motore elettrico con due poli magnetici. Sono stati inventati per la prima volta nel 1800 e non hanno oggi un'applicazione pratica significativa, ma possono essere utili per la dimostrazione o la comprensione di come funzionano le correnti elettriche e i motori. Costruire il proprio motore omopolare è facile e divertente, ma richiede cautela. Non utilizzare mai magneti di peso superiore a un grammo; così facendo si corre il rischio di pizzicarsi la mano o schiacciare la batteria. Il motore omopolare offre infinite opportunità di creatività: quasi qualsiasi forma simmetrica di filo di rame che si possa immaginare può essere adattata come design del motore omopolare.
Passi
Metodo 1 di 3: Realizzazione di un motore omopolare di base
Passaggio 1. Preparare i materiali per il motore
Avrai bisogno di un magnete al neodimio, una vite per legno, una bobina di filo di rame a calibro sottile (1,3 mm/16 gauge), tronchesi, pinze ad ago e una batteria AA. Assicurati di utilizzare un filo non rivestito, non magnetico e in qualche modo flessibile. Il filo di rame rivestito è generalmente costituito da più sottili filamenti di rame intrecciati in un filo simile a una corda. Questo tipo di filo è troppo debole per mantenere una forma pieghevole, una qualità che vorrai che abbia in seguito.
Il magnete dovrebbe essere un cilindro appiattito con un diametro non superiore a circa un centimetro. Fare attenzione a non lasciare che i bambini piccoli giochino con il magnete. Inoltre, non posizionarlo sopra o vicino ad apparecchiature elettroniche, inclusi tablet, telefoni o lettori MP3
Passaggio 2. Posizionare la testa della vite sul magnete
In altre parole, la punta della vite dovrebbe sporgere verso l'alto dal magnete, la cui testa piatta è fissata al magnete. La testa della vite deve essere perfettamente centrata sul magnete, con un uguale spazio lungo tutto il perimetro tra il bordo del magnete e il bordo della testa della vite.
Se vuoi regolare la posizione della vite sul magnete, dovresti essere in grado di farlo scorrere. Se vuoi usare un'altra vite per qualche motivo (o improvvisamente ti rendi conto che devi appendere un'immagine con la vite), prova a spingerla via dal magnete invece di estrarla
Passaggio 3. Tenere l'estremità positiva della batteria AA (quella con il divot che si estende) appena sopra la punta acuminata della vite
Pizzica la batteria tra il pollice e il medio. Abbassare la batteria sulla vite in modo che la punta della vite faccia contatto con il centro approssimativo del polo positivo della batteria. La batteria dovrebbe ora essere sopra la vite, che dovrebbe essere sopra la batteria, in linea verticale.
Passaggio 4. Completa il circuito
Con la mano libera, porta un'estremità del filo di rame fino al polo negativo (l'estremità piatta) della batteria. Pizzica il filo in posizione sopra il polo negativo con il dito indice. Porta l'altra estremità del filo di rame verso la batteria ed entra in contatto con essa. Il gruppo chiodo e magnete dovrebbe girare.
- Potresti sentire un basso ronzio o un ronzio quando il circuito è completo.
- Se non gira, prova a invertire la polarità del magnete rimuovendo la vite, capovolgendo il magnete, quindi riattaccando la vite.
Metodo 2 di 3: Realizzazione di un motore omopolare a mani libere
Passaggio 1. Posizionare il magnete al neodimio sull'estremità piatta della batteria
Un magnete al neodimio è un magnete di terre rare in neodimio ed è estremamente forte. Applicare il magnete con attenzione alla parte inferiore della batteria. Posizionare il gruppo batteria/magnete su una superficie piana.
Passaggio 2. Piega il filo a forma di cuore
Misurare l'intera altezza del gruppo batteria/magnete. Ottieni un modello a forma di cuore da un libro da colorare o stampane uno dal tuo computer. Appoggia il modello su una superficie piana. Trova il centro del filo di rame e posizionalo sul punto da cui si irradia l'angolo acuto della sagoma del cuore. Da lì, il filo dovrebbe curvarsi verso l'alto e allontanarsi dal punto centrale prima di tornare indietro verso la base della batteria.
Passaggio 3. Utilizzare le misurazioni del gruppo batteria/magnete per regolarne la forma
Assicurati che il punto centrale del cuore del filo poggi sul polo positivo e che il fondo si chiuda attorno al magnete. Le due estremità del filo dovrebbero chiudersi attorno alla batteria su entrambi i lati, formando un anello chiuso. Il filo deve toccare i lati della batteria senza pizzicarlo così strettamente che il movimento del filo attorno alla batteria è limitato o impossibile quando inizia a girare.
Passaggio 4. Apporta piccole modifiche al filo a forma di cuore che hai realizzato
La messa a punto della forma del filo può richiedere sessioni ripetute di posizionamento sul gruppo batteria/magnete, verifica della simmetria e dell'equilibrio e allargamento o serraggio dell'anello formato dai due "braccia" del cuore che si incontrano attorno alla base. Assicurarsi che l'anello attorno al magnete non entri in contatto con il tavolo; se lo fa, causerà attrito che impedisce la velocità e l'efficacia del tuo motore omopolare.
Passaggio 5. Avviare il motore
Una volta che la forma del filo è pronta, puoi posizionarla sul polo positivo della batteria. Guarda la forma del filo girare in tondo. Se hai una relazione, questo design del motore omopolare funziona come un facile regalo romantico fai-da-te.
Metodo 3 di 3: Realizzare un Motore Omopolare Ballerina
Passaggio 1. Inizia creando un anello che si adatti al magnete
Proprio come il filo di rame a forma di cuore, questo motore omopolare utilizza una semplice batteria AA posizionata su un magnete al neodimio in posizione verticale con il polo positivo orientato sopra il polo negativo. Avvolgi del filo di rame attorno al magnete. Non è necessario che l'intero anello tocchi la base; un'ansa ovale che tocca la batteria in soli due punti è accettabile come un'ansa circolare che afferra l'intero magnete.
Passaggio 2. Attorcigliare il filo in un semi-cavatappi
Una volta completato l'anello attorno alla base, piega il filo verso l'alto e lontano dall'anello attorno al magnete. Il diametro del cavatappi dovrebbe essere di pochi millimetri più largo di quello della batteria. Fermare il cavatappi a circa metà della lunghezza della batteria.
Passaggio 3. Cambia la direzione del filo in una linea perfettamente verticale
In un punto a circa tre millimetri sopra il punto più alto della batteria, premere il filo verso l'interno con un angolo di novanta gradi verso il centro del polo positivo. Una volta che il filo è sopra il divot centrale del polo positivo, piegalo verso il basso in modo che tocchi il divot, quindi torna indietro e si allontana dal divot in un tornante.
Passaggio 4. Crea un piccolo ballerino
Invece di una forma a cuore, piega il filo di rame a forma di ballerina, con le braccia distese. Inizia ruotando il filo, ora rivolto verso l'alto, in una curva di novanta gradi circa un pollice e mezzo sopra il polo positivo della batteria. Circa un centimetro lungo questa lunghezza, tira il filo in un tornante, inclinandolo verso la svolta di novanta gradi che hai appena fatto.
Passaggio 5. Inclinare il filo verso l'alto di novanta gradi e tirare il filo in una forma approssimativamente circolare delle dimensioni di una monetina
Questa sarà la testa del ballerino. Una volta dall'altra parte del "collo" del ballerino, riporta il filo sull'altro lato del ballerino, rispecchiando le curve che hai appena fatto. Dovresti ottenere una forma a "T" con un cerchio sopra la giunzione centrale. Tuttavia, non puoi finire dove hai iniziato (toccando il punto centrale sul polo positivo della batteria), quindi dovrai tagliare il filo in un punto a circa mezzo centimetro sopra il polo positivo della batteria.
Può essere utile utilizzare un modello o un contorno che hai disegnato o stampato da Internet quando dai la forma al filo nella forma della ballerina. Puoi stampare il contorno o il modello della ballerina, quindi appoggiarci sopra il filo, piegandolo lungo il contorno per ottenere la forma desiderata
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Suggerimenti
- La ballerina può essere una forma difficile perché è meno simmetrica della forma a cuore.
- Se hai problemi ad avviare il motore omopolare, dagli una leggera spinta o ruotalo attorno al suo asse verticale per farlo partire.
- Se hai problemi a bilanciare il filo sulla batteria, modificalo leggermente in modo che diventi più simmetrico.
- Puoi usare qualsiasi forma simmetrica che desideri quando pieghi il filo di rame. La forma simmetrica deve essere in grado di toccare il polo positivo della batteria e di avvolgersi attorno al magnete stesso alla base del gruppo batteria/magnete. Potresti usare un cuore, un rettangolo o una forma a farfalla.
Avvertenze
- Scollegare il filo di rame dai magneti e dalla batteria se il motore non ruota in modo da non rischiare di bruciare la batteria.
- Non utilizzare batterie al litio o ricaricabili, né lasciare incustodito.
- Non utilizzare mai magneti di peso superiore a 1 oncia; così facendo si corre il rischio di pizzicarsi la mano o schiacciare la batteria.
- Fai attenzione. Il motore omopolare può emettere molta energia sotto forma di calore. Non farlo girare troppo a lungo o ti brucerà la mano.
- Non permettere mai ai bambini di toccare i magneti che usi nell'esperimento.
