איך מייצרים מנוע מסוללה, חוט ומגנט
כדי ליצור מנוע פשוט, הדביקו ראש של בורג קיר גבס על מגנט ניאודימיום מצופה ניקל. שים את קצה הבורג בקצה סוללת תאי C גדולה והחזק חוט נחושת שהופשט בקצה השני. הניחו את הקצה החופשי של חוט הנחושת בצד המגנט וצפו במגנט ובורג שלכם מתחילים להסתובב! למידע נוסף על הכנת מנוע פשוט לדחיפת משהו במים, המשך לקרוא!
הניחו את הקצה החופשי של חוט הנחושת בצד המגנט וצפו במגנט ובורג שלכם מתחילים להסתובב!
בשנת 1821, מייקל פאראדיי בנה מנוע הומופולרי פשוט באמצעות סוללה, מגנט וחוט, שסללו את הדרך למנוע החשמלי המודרני. בעזרת אותם חומרים תוכלו לבנות מנוע הומופולרי משלכם ולנסות כמה ניסויים בכדי לצפות בפיזיקה בעבודה!
שיטה 1 מתוך 3: בניית מנוע הומופולרי פשוט
- 1אסוף את החומרים שלך. אינך זקוק לכלים מיוחדים לייצור מנוע הומופולרי. כל מה שאתה צריך זה סוללה, אורך חוט נחושת ומגנט ניאודימיום.
- ניתן להשתמש בכל סוג של סוללה אלקליין, אך קל יותר להחזיק סוללה גדולה יותר, כמו תא C.
- קבל כמה סנטימטרים של חוט נחושת. אתה יכול להשתמש בחוט חשוף או בחוט מבודד. אם תבחר להשתמש בחוט מבודד, פשט חלק מהבידוד בכל קצהו. אתה יכול למצוא חוטי נחושת באופן מקוון, או לכל היותר בחנויות לחומרי בניין.
- כל מגנט ניאודימיום אמור לעשות את הטריק עבור הניסוי הזה, אך חפש אחד כזה עם ציפוי מוליך. אתה יכול לקנות מגנטים ניאודימיום מצופה ניקל של בגדלים שונים באינטרנט.
- תזדקק גם לבורג גבס אחד. הבורג יאפשר לך לראות את המנוע בפעולה. לאחר שבנית את המנוע בהצלחה, הבורג יסתובב.
- 2שים את המגנט על הבורג. קח את מגנט הניאודימיום והצרף אותו לראש בורג קיר הגבס.
- 3חבר את הבורג לקצה אחד של הסוללה. אתה יכול לשים את קצה הבורג משני צידי הסוללה. הצד שתבחר יקבע לאיזה כיוון המנוע שלך יסתובב.
- נקודת המגע היחידה בין קצה הבורג לסוללה משמשת כמסב בעל חיכוך נמוך. מגנט כבד יותר יקטין את כמות החיכוך בין שתי הנקודות הללו.
כל מה שאתה צריך זה סוללה, אורך חוט נחושת ומגנט ניאודימיום. - 4הנח את חוט הנחושת על הסוללה. קח את חוט הנחושת שלך והחזק אותו לקצה השני של הסוללה. לדוגמא, אם הנחתם את הבורג בקצה הכפתור של הסוללה, החזיקו את חוט הנחושת לקצה השטוח.
- 5השלם את המנוע. הניחו בעדינות את הקצה החופשי של חוט הנחושת לצד המגנט. המגנט והבורג צריכים להתחיל להסתובב.
- כאשר אתה מציב את חוט הנחושת לצד המגנט, אתה משלים את המעגל בין מסופי הסוללה. הזרם זורם מקצה אחד של הסוללה, במורד הבורג, ולמגנט. על ידי נגיעה בחוט בצד המגנט, אתה מאפשר לזרם להמשיך לזרום דרך החוט ולצדה השני של הסוללה.
- מנוע הומופולרי מסוגל לסיבוב רציף ללא צורך להפוך את כיוון הזרם.
- לא לוקח הרבה זמן עד שהבורג מתחיל להסתובב במהירות גבוהה. גם הבורג והמגנט יכולים לעוף מהסוללה בקלות. יש לנקוט משנה זהירות בעבודה עם מגנטים וחשמל.
- ייתכן שהתיל יתחמם בעת ביצוע ניסוי זה. אל תחזיק את החוט למגנט לפרקי זמן ממושכים.
שיטה 2 מתוך 3: יצירת מנוע הומופולרי עצמאי
- 1אסוף את האספקה שלך. אתה צריך רק כמה דברים כדי ליצור מנוע הומופולרי עצמאי. אתה אמור להיות מסוגל למצוא את כל מה שאתה צריך באינטרנט, או בחנות החומרה המקומית שלך.
- תזדקק לחומרים הבאים להכנת המנוע שלך: סוללת AA אחת, 2-3 מגנטים ניאודימיום וכמה סנטימטרים של חוט נחושת.
- ייתכן שתצטרך גם זוג חותכי תיל או צבת שיעזרו לך לעבוד בחוט הנחושת.
- 2הנח את הסוללה על המגנטים. ערמו את המגנטים יחד כדי לעמוד. הניחו את הצד הסוללה השטוח או השלילי על גבי המגנטים.
לדוגמא, אם הנחתם את הבורג בקצה הכפתור של הסוללה, החזיקו את חוט הנחושת לקצה השטוח. - 3כיפוף חוט הנחושת שלך. קח כמה סנטימטרים של חוט נחושת וכופף אותו כך שקצה אחד נוגע במגנט, וקצה אחד נוגע בצד החיובי של הסוללה.
- אתה יכול לכופף את חוט הנחושת שלך לצורות שונות אשר יסתובבו כאשר תונח על הסוללה. צורות סימטריות עובדות בצורה הטובה ביותר, כך שהסיבוב לא מוציא את החוט מאיזון.
- נסה לכופף את החוט שלך לצורת לב. כשאתה יוצר את צורת הלב, התכופף כל קצה של חוט נחושת כך שיתאימו סביב המגנט. הכניסה בחלק העליון של הלב תהיה נקודת החיבור לקצה החיובי של הסוללה.
- 4הנח את החוט מעל המנוע. קח את החוט שלך והניח אותו מעל הסוללה. כל עוד יש לך קטע של חוט שנוגע לצד המגנט וקטע של חוט שנוגע לצד החיובי של הסוללה, החוט שלך צריך להסתובב.
- הזרם במנוע הומופולרי זה זורם בנוכחות שדה מגנטי. כאשר זרם זורם בשדה מגנטי, הוא יחווה משהו המכונה כוח לורנץ. כוח לורנץ הוא שגורם לחוט להסתובב סביב הסוללה.
- החוט מתחבר לסוללה בשלוש נקודות. נקודה אחת של החוט נמצאת על המסוף החיובי, ושני קצוות החוט נמצאים ליד המגנט, על המסוף השלילי. הזרם זורם מהמסוף החיובי ולמטה משני צידי החוט. השדה המגנטי דוחף את הזרם החוצה וגורם לחוטים להסתובב.
שיטה 3 מתוך 3: בניית מערכת הנעה מגנטוהידרודינמית
- 1אסוף את האספקה שלך. אתה יכול להשתמש במנוע ההומופולרי שלך כדי להדגים הנעה מגנטוהידרודינמית (MHD). הנעה MHD היא אמצעי לשימוש בזרם חשמלי כדי לדחוף משהו דרך המים. תצטרך את הפעולות הבאות לצורך ניסוי זה:
- סוללת תא C אחת
- מגנט ניאודימיום חזק אחד
- 2 חתיכות חוט נחושת עבה
- מנה קטנה
- מלח ופלפל
- 2הכן את המים. מוזגים לכלי 0,25 עד סנטימטר (0,6 עד 1,3 ס"מ). אל תמלאו את המנה לחלוטין. מערבבים כמה מקפים של מלח ופלפל, ומניחים את הכלי על המגנט.
- הוספת מלח משפרת את מוליכות המים. הוספת פלפל מאפשרת לראות את ההנעה בעבודה.
כאשר אתה מציב את חוט הנחושת לצד המגנט, אתה משלים את המעגל בין מסופי הסוללה. - 3לכופף את החוט. כופף כל פיסת חוט כך שכאשר אתה מחזיק את החוטים לסוללה, הקצוות הנגדלים זה מזה הם סנטימטרים ספורים בלבד.
- כאשר אתה מחזיק את חוט הנחושת לסוללה, החוטים צריכים להיות כמעט בצורת "Y". היזהר שלא לתת לקצות החוט לגעת זה בזה.
- 4החזק את החוטים לסוללה. החזק חוט אחד בצד החיובי של הסוללה, וקצה אחד בצד השלילי של הסוללה.
- 5תקעו את הקצוות החופשיים של החוט בכלי המים. הניחו חוט אחד במרכז הכלי, והשני כנגד דופן הכלי. אתה אמור לראות את המים מתחילים להסתחרר סביב אחד החוטים.
- המים נעים בגלל כוח לורנץ. כל חוט נושא זרם חשמלי. כשאתה טובל את החוטים במי המלח, אתה משלים את המעגל. הזרם נע אופקית דרך המים, מחוט אחד למשנהו. מכיוון שצלחת המים יושבת על מגנט, יש שדה מגנטי הנע כלפי מעלה דרך המים. כאשר הזרם החשמלי נע דרך השדה המגנטי, כוח לורנץ גורם לסיבוב המים.
- אם אתה מסובב את הסוללה, אתה יכול להפוך את כיוון הזרם, והמים יסתובבו בכיוון ההפוך.
- אתה מתמודד עם מים וחשמל, לכן נזהר בעת ביצוע ניסוי זה.
- נזהר בעת ביצוע אחד מהניסויים הללו.
שאלות ותשובות
- האם אוכל להשתמש בכל סוג של מגנט?לא, הקטנים לא מספיק חזקים. יהיה עליך להשתמש במגנטים של ניאודימיום לקבלת התוצאות הטובות ביותר.
- האם עלי להשתמש בנחושת לייצור המנוע?אתה צריך להשתמש במתכת לא ברזלית עבור רוב אלה. אז נחושת חוט נחושת או מגנט היא ההימור הטוב ביותר שלכם.
- האם יש תמונות לפרויקט זה?כן, זו תמונה על כל צעד ושעל.
- האם אוכל ליצור מנוע לסקייטבורד?בטח, ישנם מספר סקייטבורדים חשמליים ומונעים בשוק, כמו גם הדרכות וידאו מקוונות להכנת משלך.
- האם אוכל להשתמש במגנט רגיל במקום במגנטים של ניאודימיום?לא, הם לא מספיק חזקים.
שאלות ללא מענה
- האם אוכל להשתמש בכל סוג של סוללה?
תגובות (3)
- זה פשוט מאוד ומעניין! מעולם לא ראיתי את זה!
- זה נתן לי הרבה השראה לעשות משהו בחיים שלי. תודה!
- ייצור מעגלים חשמליים.
