Homopolaarinen moottori on yksinkertainen sähkömoottori, jossa on kaksi magneettista napaa. Ne keksittiin ensimmäisen kerran 1800 -luvulla, eikä niillä ole merkittävää käytännön sovellusta nykyään, mutta ne voivat olla hyödyllisiä esittelyssä tai ymmärryksessä siitä, miten sähkövirrat ja moottorit toimivat. Oman homopolaarimoottorin rakentaminen on hauskaa ja helppoa, mutta vaatii varovaisuutta. Älä koskaan käytä magneetteja, jotka painavat yli unssin; tällöin vaarana on puristaa kättäsi tai murskata akku. Homopolaarimoottori tarjoaa rajattomat mahdollisuudet luovuuteen - melkein mikä tahansa symmetrinen kuparilanka, jonka voit kuvitella, voidaan mukauttaa homopolaariseksi moottoriksi.
Askeleet
Menetelmä 1/3: Perus homopolaarimoottorin valmistus
Vaihe 1. Valmistele moottorin materiaalit
Tarvitset neodyymimagneetin, puuruuvin, ohuen (1,3 millimetrin / 16 gaugen) kuparilangan kelan, langanleikkurit, neulapihdit ja AA-pariston. Varmista, että käytät päällystämätöntä, ei -magneettista ja hieman taipuisaa lankaa. Päällystetty kuparilanka on yleensä valmistettu useista ohuista kuparifilamentteista, jotka on kudottu köysimaiseksi lankaksi. Tämän tyyppinen lanka on liian heikko taivutettavan muodon säilyttämiseksi, minkä haluat sen olevan myöhemmin.
Magneetin tulee olla litteä sylinteri, jonka halkaisija on enintään noin senttimetri. Varo antamasta pienten lasten leikkiä magneetilla. Älä myöskään aseta sitä elektroniikkalaitteiden tai niiden lähelle, mukaan lukien tabletit, puhelimet tai MP3 -soittimet
Vaihe 2. Aseta ruuvin pää magneetin päälle
Toisin sanoen ruuvin kärjen tulisi tarttua suoraan ylös magneetista, jonka litteä pää on kiinnitetty magneettiin. Ruuvin kannan tulee olla täydellisesti magneetin keskellä ja samalla etäisyydellä yhtä paljon tilaa magneetin reunan ja ruuvin pään reunan välillä.
Jos haluat säätää magneetin ruuvin asentoa, sinun pitäisi pystyä liu'uttamaan sitä ympäri. Jos haluat jostain syystä käyttää toista ruuvia (tai yhtäkkiä huomaat, että sinun on ripustettava kuva ruuvilla), yritä työntää se irti magneetista sen sijaan, että yrität vetää sitä suoraan ulos
Vaihe 3. Pidä AA -pariston positiivista päätä (sitä, jossa jako on ulospäin) juuri ruuvin terävän pisteen yläpuolella
Purista paristoa peukalon ja keskisormen väliin. Laske akku ruuville niin, että ruuvin kärki koskettaa akun positiivisen navan likimääräistä keskikohtaa. Akun pitäisi nyt olla ruuvin yläpuolella, jonka pitäisi olla akun yläpuolella, pystysuorassa linjassa.
Vaihe 4. Suorita piiri
Vie vapaalla kädellä kuparilangan toinen pää akun negatiiviseen napaan (litteä pää). Purista lanka negatiivisen napaan päälle etusormella. Vie kuparilangan toinen pää alas akkuun ja kosketa sitä. Naula- ja magneettikokoonpanon tulee pyöriä.
- Kuulet hiljaisen huminaa tai surinaa, kun piiri on valmis.
- Jos se ei pyöri, yritä kääntää magneetin napaisuus irrottamalla ruuvi, kääntämällä magneetti ympäri ja kiinnittämällä ruuvi uudelleen.
Menetelmä 2/3: Tee handsfree-homopolaarimoottori
Vaihe 1. Aseta neodyymimagneetti akun litteään päähän
Neodyymimagneetti on harvinaisten maametallien magneetti, joka on valmistettu neodyymista ja on erittäin vahva. Kiinnitä magneetti varovasti akun pohjaan. Aseta akku-/magneettikokoonpano tasaiselle pinnalle.
Vaihe 2. Taivuta lanka sydämen muotoon
Mittaa akku/magneettiyksikön koko korkeus. Hanki sydämenmuotoinen malli värityskirjasta tai tulosta se tietokoneeltasi. Aseta malli tasaiselle pinnalle. Etsi kuparilangan keskikohta ja aseta se pisteeseen, josta sydämesi mallin terävä kulma säteilee. Sieltä johdon tulee kaartua ylöspäin ja poispäin keskipisteestä ennen kuin se kääntyy alaspäin kohti akun pohjaa.
Vaihe 3. Säädä akun/magneetin kokoonpanon mittoja
Varmista, että langan sydämen keskipiste on positiivisella napalla ja pohja sulkeutuu magneetin ympärille. Langan kahden pään tulee sulkeutua akun ympärille kummallakin puolella muodostaen suljetun silmukan. Johdon tulee koskettaa akun sivuja puristamatta sitä niin tiukasti, että langan liike akun ympärillä on rajoitettua tai mahdotonta, kun se alkaa pyöriä.
Vaihe 4. Tee pieniä muutoksia valmistamaasi sydämenmuotoiseen lankaan
Langan muodon hienosäätö voi vaatia toistuvia istuntoja, kun se asetetaan akku-/magneettikokoonpanoon, tarkistetaan symmetria ja tasapaino ja laajennetaan tai kiristetään silmukkaa, joka muodostuu sydämen kahdesta "käsivarresta", jotka kohtaavat alustan ympärillä. Varmista, että magneetin ympärillä oleva silmukka ei kosketa pöytää. jos näin on, se aiheuttaa kitkaa, joka estää homopolaarimoottorin nopeutta ja tehokkuutta.
Vaihe 5. Käynnistä moottori
Kun langan muoto on valmis, voit asettaa sen akun positiiviseen napaan. Katso, kuinka langan muoto pyörii ympäri. Jos olet parisuhteessa, tämä homopolaarinen moottorisuunnittelu toimii helpona romanttisena DIY -lahjana.
Tapa 3/3: Ballerina -homopolaarimoottorin valmistus
Vaihe 1. Aloita tekemällä magneetin ympärille sopiva silmukka
Aivan kuten sydämenmuotoinen kuparilanka, tämä homopolaarimoottori käyttää yksinkertaista AA-paristoa, joka istuu neodyymimagneetin päällä pystysuorassa asennossa ja jonka positiivinen napa on suunnattu negatiivisen napan yläpuolelle. Kierrä hiukan kuparilankaa magneetin ympärille. Sinun ei tarvitse saada koko silmukkaa koskettamaan pohjaa; ovulaarinen silmukka, joka koskettaa akkua vain kahdessa kohdassa, on yhtä hyväksyttävä kuin pyöreä silmukka, joka tarttuu koko magneettiin.
Vaihe 2. Kierrä lanka puoliksi korkkiruuviksi
Kun alustan ympärillä oleva silmukka on valmis, taivuta lanka ylöspäin ja pois magneetin ympärillä olevasta silmukasta. Korkkiruuvin halkaisijan tulisi olla vain muutama millimetri leveämpi kuin akun. Pysäytä korkkiruuvi noin puolivälissä akun pituutta.
Vaihe 3. Vaihda langan suunta täysin pystysuoraan viivaan
Kohdassa, joka on noin kolme millimetriä akun korkeimman pisteen yläpuolella, paina johtoa sisäänpäin yhdeksänkymmentä asteen kulmassa kohti positiivisen navan keskustaa. Kun lanka on positiivisen navan keskiosan yläpuolella, taivuta se alas niin, että se koskettaa jakoa, ja juokse sitten takaisin ylös ja poispäin jaosta hiusneulakierroksella.
Vaihe 4. Tee pieni tanssija
Sydämen muodon sijasta taivuta kuparilanka ballerinan muotoon, kädet ojennettuina. Aloita kääntämällä johtoa nyt suoraan ylöspäin yhdeksänkymmentä asteen mutkassa noin puolitoista tuumaa akun positiivisen navan yläpuolella. Vedä vaijeri noin yhden senttimetrin pituudelta tällä pituudella hiusneulakierrokseen ja käännä se takaisin kohti yhdeksänkymmentä asteen käännöstä.
Vaihe 5. Käännä lanka ylöspäin 90 asteen kierroksella ja vedä lanka suunnilleen ympyrän muotoiseksi noin nikkelin kokoiseksi
Tästä tulee tanssijan pää. Kun olet tanssijan "niskan" toisella puolella, tuo lanka takaisin tanssijan toiselle puolelle ja peilaa juuri tekemäsi mutkat. Sinun pitäisi päätyä "T" -muotoon, jossa on ympyrä keskilinjan yläpuolella. Et kuitenkaan voi lopettaa siitä, mistä aloitit (koskettamalla akun positiivisen navan keskijakoa), joten johto on leikattava paikkaan, joka on noin puoli senttimetriä akun positiivisen navan yläpuolella.
Voi olla hyödyllistä käyttää Internetistä piirtämääsi tai tulostettua mallia tai ääriviivaa, kun muotoilet lankaa ballerina -muotoon. Voit tulostaa balerinan ääriviivat tai mallin ja asettaa langan sen päälle taivuttamalla ääriviivoja halutun muodon saavuttamiseksi
Video - Käyttämällä tätä palvelua joitakin tietoja voidaan jakaa YouTuben kanssa
Vinkkejä
- Tanssija voi olla hankala muoto, koska se on vähemmän symmetrinen kuin sydämen muoto.
- Jos sinulla on ongelmia homopolaarimoottorin käynnistämisessä, paina sitä hieman tai kierrä sen pystyakselin ympäri aloittaaksesi sen.
- Jos sinulla on vaikeuksia tasapainottaa akun johtoa, säädä sitä hieman, jotta siitä tulee symmetrisempi.
- Voit käyttää mitä tahansa symmetristä muotoa, kun taivutat kuparilankaa. Symmetrisen muodon on kyettävä koskettamaan akun positiivista napaa ja kiertymään magneetin ympärillä akku-/magneettikokoonpanon pohjassa. Voit käyttää sydämen, suorakulmion tai perhonen muotoa.
Varoitukset
- Irrota kuparilanka magneeteista ja akusta, jos moottori ei pyöri, jotta et vaaranna akun polttamista.
- Älä käytä litium- tai ladattavia paristoja äläkä jätä niitä ilman valvontaa.
- Älä koskaan käytä yli 1 unssin painoisia magneetteja; tällöin vaarana on puristaa kättäsi tai murskata akku.
- Ole varovainen. Homopolaarimoottori voi viedä paljon energiaa lämmön muodossa. Älä anna sen pyöriä liian kauan tai kätesi palaa.
- Älä koskaan anna lasten koskettaa kokeessa käyttämiäsi magneetteja.
