Najenostavnejši elektromotor na svetu

Iz štirih preprostih predmetov nastane majhen motor

Prispevek od: supermagnete, Uster, Švica, [email protected]

Na spletu od: 11.11.2007

Kazalo vsebine

Homopolaren motor z vrtečim se magnetom

Preprost elektromotor z vrtečim se magnetom

V reviji Physik in unserer Zeit je bil opisan poskus, ki nas je pri supermagnete.si popolnoma osupnil. Očaranju nad našimi magneti smo bili podvrženi že dolgo, a da bi bilo z enim od naših magnetov in samo še 3 drugimi sestavnimi deli že mogoče zgraditi majhen elektromotor (homopolarni motor), se je zdelo skoraj neverjetno. Le 5 minut pozneje smo motor že poustvarili in nismo se mogli nehati zabavati z vrtenjem magneta. Neverjeten pojav!

Potreben material

1 železen vijak
1 alkalna baterija
1 kos slečene bakrene žice iz več pramenov
1 Disk magnet po izbiri, npr. S-15-08-N

Magnetna krogla se vrti na elektromotorju

Magnetna krogla K-19-C

Izdelava

Glavo vijaka povežite z disk magnetom.
Vrh vijaka povežite z negativnim polom (spodnja stran) baterije.
Eno od olupljenih koncev žice s kazalcem pritisnite na pozitivni pol baterije (glejte fotografijo spodaj).
Z drugo roko primite žico in se s prostim koncem žice čim bolj na zunanjem robu dotaknite magneta.

Najlažje je, če ima disk magnet premer vsaj 8 mm in višino vsaj 3 mm – z večjimi magneti je poskus še nekoliko zabavnejši kot z manjšimi. Če torej že imate neodim disk magnet, ga kar poskusite uporabiti. Poskus deluje celo s palčnimi in kroglastimi magneti.

Za napredne
Neštete variacije so možne, če poskusite zavrteti cele skulpture. Tukaj je znova magnetna krogla K-19-C spravljena v vrtenje. Ta je togo povezana z dvojnim tetraedrom iz palčnih magnetov in jeklenih kroglic, ki se na koncu skupaj z magnetno kroglo vrti v krogih z izjemno visoko vrtilno hitrostjo.

Nasveti in triki

Se magnet sploh ne vrti? Najpomembneje je seveda, da je električni krog sklenjen. Poskrbite, da ima konica vijaka dober stik s spodnjo stranjo baterije. Za prve poskuse uporabite večje magnete – z njimi uspeh običajno lažje dosežete.
Vijak opleta in se ne vrti enakomerno? Verjetno ste izbrali vijak s krivo konico. Poskusite z drugim vijakom ali konico pobrusite naravnost.
Vrteča skulptura je pretežka; magnetna sila ne zadošča za dovolj močan oprijem na bateriji. Med baterijo in vijak vstavite majhen magnetno kroglo, npr. magnetno kroglo K-08-C (kot na zadnji fotografiji zgoraj).
Namig za pouk [od naše stranke Michaela Sexauerja]: "Posebej nazorna in vidna tudi iz zadnjih vrst pri pouku je rotacija, če pod vrteči magnet pripnete papirnato vetrnico z majhnim magnetom. Ventilator je končan!"

PDF datoteka

Od založbe Wiley-VCH v Weinheimu smo prijazno prejeli dovoljenje, da na naši spletni strani objavimo izvirni članek (v nemškem jeziku).

Homopolarmotor z vrtečo se žico

Dopolnitev stranke Maarten Duijnstee, Rotterdam (Nizozemska):

Maarten Duijnstee, učitelj fizike iz Rotterdama, nam je poslal poučen poskus z zelo preprostim elektromagnetnim motorjem in o njem piše:

Homopolarnim motor je eden mojih najljubših poskusov s supermagneti. Spajkanje ni potrebno, rotor pa lahko ukrivite iz enega samega kosa bakrene žice. Tako ga lahko izdelajo že otroci od približno 8 let dalje.

Material:

1 Disk magnet 15 x 8 mm
1 običajna baterija AA
30 cm bakrene žice s premerom 1 mm za žično zanko
majhna posodica z 1 cm vode (izbirno, za zagotavljanje stika)

Namig: Kot bakreno žico lahko uporabite običajen gospodinjski električni kabel, odstranite izolacijo in uporabite žico v notranjosti.

Homopolarni motor, sestavljen iz baterije, bakrene žice in magneta

Navodila:
1) Iz bakrene žice najprej oblikujte krožni del zanke. Za to sredino žice enkrat in pol ovijte okoli magneta. Pri upogibanju lahko kot proti obliko uporabite tudi baterijo. Vendar pozor: žica mora biti na koncu ohlapno ovita okoli nekoliko večjega magneta, zato ne smete oviti pretesno.

2) Preostanek žice upognite v prikazano obliko. Na koncu oblikujte konico zanke, ki se namesti na baterijo.

Mere končane zanke: visoka 6 cm, široka 4,5 cm.

3) Magnet postavite na negativni pol baterije. Po potrebi lahko na pozitivnem polu baterije naredite še majhno vdolbinico, da bolje centrirate konico žice.

Fizikalno ozadje

Homopolaren motor je zanimiv poskus za prikaz tako imenovane Lorentzove sile. Ta sila se pojavi, ko se tokovni vodnik nahaja v magnetnem polju. Iz smeri vrtenja motorja lahko poleg tega razberemo, kje sta severni in južni pol magneta.