Un motor homopolar és un simple motor elèctric amb dos pols magnètics. Es van inventar per primera vegada al 1800 i no tenen cap aplicació pràctica significativa avui en dia, però poden ser útils per demostrar o comprendre el funcionament dels corrents i motors elèctrics. Construir el vostre propi motor homopolar és fàcil i divertit, però requereix precaució. No utilitzeu mai cap imant que pesi més d’una unça; fer-ho comporta el risc de pessigar la mà o aixafar la bateria. El motor homopolar ofereix oportunitats il·limitades per a la creativitat: gairebé qualsevol forma de filferro de coure simètric que pugueu imaginar es pot adaptar com a disseny de motor homopolar.
Passos
Mètode 1 de 3: fabricació d’un motor homopolar bàsic
Pas 1. Prepareu els materials per al motor
Necessitareu un imant de neodimi, un cargol de fusta, una bobina de fil de coure de calibre prim (1,3 mm / calibre 16), talladors de filferro, alicates de punta d’agulla i una bateria AA. Assegureu-vos que utilitzeu filferro sense recobrir, no magnètic i una mica flexible. El filferro de coure recobert es fa generalment amb múltiples filaments de coure prims teixits en un filferro semblant a una corda. Aquest tipus de filferro és massa feble per mantenir una forma plegable, una qualitat que voldreu que tingui més endavant.
L'imant ha de ser un cilindre aplanat amb un diàmetre no superior a aproximadament un centímetre. Aneu amb compte de no deixar jugar als nens petits amb l’imant. A més, no el col·loqueu ni a prop d’equips electrònics, com ara tauletes, telèfons o reproductors MP3
Pas 2. Col·loqueu el cap del cargol sobre l'imant
Dit d’una altra manera, la punta del cargol hauria d’estar enganxada directament cap amunt de l’imant, el cap pla del qual està fixat a l’imant. El cap del cargol ha d’estar perfectament centrat en l’imant, amb una quantitat igual d’espai al llarg de tot el perímetre entre la vora de l’imant i la vora del cap del cargol.
Si voleu ajustar la posició del cargol sobre l’imant, hauríeu de poder fer-lo lliscar. Si voleu fer servir un altre cargol per alguna raó (o de sobte us adoneu que heu de penjar una imatge amb el cargol), intenteu tirar-lo de l’imant en lloc d’intentar tirar-lo cap a fora
Pas 3. Mantingueu l’extrem positiu de la bateria AA (aquell amb el divot que s’estén) just per sobre de la punta afilada del cargol
Premeu la bateria entre el dit polze i el dit mig. Baixeu la bateria al cargol de manera que el punt del cargol entri en contacte amb el centre aproximat del pol positiu de la bateria. La bateria hauria d’estar ara per sobre del cargol, que hauria d’estar per sobre de la bateria, en línia vertical.
Pas 4. Completa el circuit
Amb la mà lliure, porteu un extrem del fil de coure fins al pol negatiu (l’extrem pla) de la bateria. Premeu el filferro a la part superior del pol negatiu amb el dit índex. Porteu l’altre extrem del fil de coure cap a la bateria i poseu-hi contacte. El conjunt de l’ungla i l’imant haurien de girar.
- És possible que escolteu un brunzit baix o un brunzit quan el circuit estigui complet.
- Si no gira, intenteu invertir la polaritat de l'imant traient el cargol, girant l'imant i tornant a col·locar el cargol.
Mètode 2 de 3: fer un motor homopolar mans lliures
Pas 1. Col·loqueu l'imant de neodimi a l'extrem pla de la bateria
Un imant de neodimi és un imant de terres rares fet de neodimi i és extremadament fort. Apliqueu l'imant amb cura a la part inferior de la bateria. Col·loqueu el conjunt de la bateria / imant sobre una superfície plana.
Pas 2. Doble el cable en forma de cor
Mesureu tota l'alçada del conjunt de la bateria / imant. Obteniu una plantilla en forma de cor d’un llibre per pintar o imprimiu-ne una des de l’ordinador. Col·loqueu la plantilla sobre una superfície plana. Cerqueu el centre del filferro de coure i col·loqueu-lo sobre el punt des d’on irradia l’angle agut de la plantilla del cor. A partir d’aquí, el cable s’ha de corbar cap amunt i allunyar-se del punt central abans de baixar cap a la base de la bateria.
Pas 3. Utilitzeu les mesures del conjunt de la bateria / imant per ajustar-ne la forma
Assegureu-vos que el punt central del cor del filferro s’asseurà al pol positiu i que la part inferior es tancarà al voltant de l’imant. Els dos extrems del cable s’han de tancar al voltant de la bateria a banda i banda, formant un bucle tancat. El cable hauria de tocar els costats de la bateria sense pessigar-la tan fortament que el moviment del cable al voltant de la bateria sigui limitat o impossible quan comenci a girar.
Pas 4. Feu petits ajustaments al cable en forma de cor que heu creat
Per afinar la forma del cable es poden requerir sessions repetides per col·locar-lo al conjunt de la bateria / imant, comprovar si hi ha simetria i equilibri i ampliar o tensar el bucle format pels dos "braços" del cor que es troben al voltant de la base. Assegureu-vos que el bucle al voltant de l’imant no entri en contacte amb la taula; si ho fa, provocarà friccions que impedeixen la velocitat i l’eficàcia del motor homopolar.
Pas 5. Engegueu el motor
Un cop la forma del cable estigui llesta, podeu configurar-la al pol positiu de la bateria. Mireu com la forma del filferro gira al voltant i al voltant. Si teniu una relació, aquest disseny de motor homopolar funciona com un regal romàntic de bricolatge fàcil.
Mètode 3 de 3: fabricació d'un motor homopolar de ballarina
Pas 1. Comenceu fent un bucle que s'adapti al voltant de l'imant
Igual que el fil de coure en forma de cor, aquest motor homopolar utilitza una senzilla bateria AA asseguda sobre un imant de neodim en posició vertical amb el pol positiu orientat per sobre del pol negatiu. Col·loqueu una mica de fil de coure al voltant de l’imant. No cal que tot el bucle toqui la base; un bucle ovular que toca la bateria en només dos punts és tan acceptable com un bucle circular que agafa tot l'imant.
Pas 2. Gireu el cable cap amunt en un semi-llevataps
Un cop completat el bucle al voltant de la base, doblegueu el cable cap amunt i allunyeu-lo del bucle al voltant de l’imant. El diàmetre del llevataps hauria de ser uns pocs mil·límetres més ampli que el de la bateria. Atureu el llevataps aproximadament a la meitat de la longitud de la bateria.
Pas 3. Canvieu la direcció del cable en una línia perfectament vertical
En un punt aproximadament tres mil·límetres per sobre del punt més alt de la bateria, premeu el cable cap a dins amb un angle de noranta graus cap al centre del pol positiu. Una vegada que el cable estigui sobre el divot central del pol positiu, doblegueu-lo cap avall de manera que toqui el divot i, a continuació, corre cap enrere cap amunt i allunyant-lo del revolt en un torn de forquilla.
Pas 4. Feu una ballarina diminuta
En lloc de tenir forma de cor, doblegueu el fil de coure en forma de ballarina, amb els braços estesos. Comenceu girant el cable, ara apuntant cap amunt, en una corba de noranta graus aproximadament una polzada i mitja per sobre del pol positiu de la bateria. Aproximadament un centímetre al llarg d’aquesta longitud, estireu el filferro cap a una volta de forquilla, inclinant-lo cap enrere cap al gir de noranta graus que acabeu de fer.
Pas 5. Inclineu el cable cap amunt en un gir de noranta graus i estireu el cable per obtenir una forma aproximadament circular de la mida d’un níquel
Aquest serà el cap del ballarí. Un cop a l’altre costat del “coll” del ballarí, torneu a fer baixar el cable a l’altre costat del ballarí, reflectint els revolts que acabeu de fer. Haureu d’acabar amb una forma de “T” amb un cercle per sobre de la cruïlla central. Tot i així, no es pot acabar per on va començar (tocant el divot central del pol positiu de la bateria), de manera que haurà de retallar el cable en un punt aproximadament a mig centímetre per sobre del pol positiu de la bateria.
Pot ajudar-vos fer servir una plantilla o un esquema que hàgiu dibuixat o imprès des d’Internet quan modifiqueu el filferro en la forma de ballarina. Podeu imprimir el contorn o la plantilla de la ballarina i, a continuació, col·loqueu-hi el cable, doblegant-lo al llarg del contorn per obtenir la forma desitjada
Vídeo: mitjançant aquest servei, es pot compartir informació amb YouTube
Consells
- El ballarí pot ser una forma complicada perquè és menys simètric que la forma del cor.
- Si teniu problemes per engegar el motor homopolar, feu-li una petita empenta o gireu-lo al voltant de l’eix vertical per iniciar-lo.
- Si teniu problemes per equilibrar el cable de la bateria, modifiqueu-lo una mica perquè es faci més simètric.
- Podeu utilitzar qualsevol forma simètrica que vulgueu quan doblegueu el fil de coure. La forma simètrica ha de ser capaç de tocar el pol positiu de la bateria i de circular al voltant de l'imant mateix a la base del conjunt bateria / imant. Podeu utilitzar un cor, un rectangle o una forma de papallona.
Advertiments
- Desconnecteu el cable de coure dels imants i de la bateria si el motor no gira de manera que no corre el risc de cremar-la.
- No utilitzeu bateries de liti ni recarregables ni deixeu-les sense vigilància.
- No utilitzeu mai cap imant que pesi més de 1 unça; fer-ho comporta el risc de pessigar la mà o aixafar la bateria.
- Tingueu precaució. El motor homopolar pot produir molta energia en forma de calor. No deixeu que giri massa temps o us cremarà la mà.
- Mai deixeu que cap nen toqui els imants que utilitzeu a l’experiment.
