Năm 1821, Michael Faraday đã chế tạo một động cơ đồng âm đơn giản sử dụng pin, nam châm và dây dẫn, mở đường cho động cơ điện hiện đại. Với những vật liệu tương tự, bạn có thể chế tạo động cơ đồng cực của riêng mình và thử một số thí nghiệm để xem vật lý tại nơi làm việc!
Các bước
Phương pháp 1/3: Xây dựng một động cơ đồng nhất đơn giản
Bước 1. Thu thập tài liệu của bạn
Bạn không cần bất kỳ công cụ đặc biệt nào để tạo ra một động cơ đồng cực. Tất cả những gì bạn cần là pin, chiều dài dây đồng và nam châm neodymium.
- Bạn có thể sử dụng bất kỳ loại pin kiềm nào, nhưng pin lớn hơn, chẳng hạn như C-cell, sẽ dễ cầm hơn.
- Lấy một vài inch dây đồng. Bạn có thể sử dụng dây trần hoặc dây cách điện. Nếu bạn chọn sử dụng dây cách điện, hãy tước bỏ một số lớp cách điện ở mỗi đầu. Bạn có thể tìm thấy dây đồng trực tuyến hoặc tại hầu hết các cửa hàng phần cứng.
- Bất kỳ nam châm neodymium nào cũng nên thực hiện thủ thuật cho thí nghiệm này, nhưng hãy tìm kiếm một loại có lớp mạ dẫn điện. Bạn có thể mua nam châm neodymium mạ niken với nhiều kích cỡ khác nhau trên mạng.
- Bạn cũng sẽ cần một vít vách thạch cao. Vít sẽ cho bạn thấy động cơ đang hoạt động. Khi bạn đã chế tạo thành công mô tơ, con vít sẽ quay.
Bước 2. Đặt nam châm vào vít
Lấy nam châm neodymium và gắn nó vào đầu vít của vách thạch cao.
Bước 3. Gắn vít vào một đầu của pin
Bạn có thể đặt đầu vít ở hai bên của pin. Mặt bạn chọn sẽ xác định hướng động cơ của bạn sẽ quay.
Điểm tiếp xúc duy nhất giữa đầu vít và pin đóng vai trò như một ổ trục ma sát thấp. Một nam châm nặng hơn sẽ làm giảm lượng ma sát giữa hai điểm này
Bước 4. Đặt dây đồng vào pin
Lấy dây đồng của bạn và giữ nó vào đầu kia của pin. Ví dụ: nếu bạn đặt vít vào đầu nút của pin, hãy giữ dây đồng vào đầu phẳng.
Bước 5. Hoàn thiện động cơ
Đặt nhẹ đầu dây đồng còn lại vào mặt bên của nam châm. Nam châm và vít sẽ bắt đầu quay.
- Khi bạn đặt dây đồng vào mặt bên của nam châm, bạn đã hoàn thành mạch điện giữa các cực của pin. Dòng điện chạy từ một đầu của pin, xuống vít và đi vào nam châm. Bằng cách chạm dây vào mặt bên của nam châm, bạn cho phép dòng điện tiếp tục chạy qua dây và vào đầu kia của pin.
- Động cơ đồng cực có khả năng quay liên tục mà không cần đảo chiều dòng điện.
- Không mất nhiều thời gian để trục vít bắt đầu quay ở tốc độ cao. Cả vít và nam châm đều có thể dễ dàng bay ra khỏi pin. Thận trọng khi làm việc với nam châm và điện.
- Có thể để dây nóng lên khi tiến hành thí nghiệm này. Không giữ dây vào nam châm trong thời gian dài.
Phương pháp 2/3: Tạo động cơ đồng nhất tự do
Bước 1. Thu thập nguồn cung cấp của bạn
Bạn chỉ cần một số điều để tạo ra một động cơ đồng hình tự do. Bạn sẽ có thể tìm thấy mọi thứ bạn cần trực tuyến hoặc tại cửa hàng phần cứng địa phương của bạn.
- Bạn sẽ cần những vật liệu sau để làm động cơ của mình: 1 pin AA, 2-3 nam châm neodymium và vài inch dây đồng.
- Bạn cũng có thể cần một cặp kìm hoặc kìm cắt dây để giúp bạn làm việc với dây đồng.
Bước 2. Đặt pin lên nam châm
Xếp chồng các nam châm lại với nhau để làm giá đỡ. Đặt mặt phẳng hoặc mặt âm của pin lên trên các nam châm.
Bước 3. Uốn cong dây đồng của bạn
Lấy vài inch dây đồng và uốn cong sao cho một đầu chạm vào nam châm và một đầu chạm vào cực dương của pin.
- Bạn có thể uốn dây đồng của mình thành các hình dạng khác nhau sẽ quay khi đặt trên pin. Các hình dạng đối xứng hoạt động tốt nhất để việc quay vòng không làm dây bị mất cân bằng.
- Thử uốn dây của bạn thành hình trái tim. Khi bạn tạo thành hình trái tim, hãy uốn cong từng đầu dây đồng để chúng vừa vặn với nam châm. Phần lõm ở đầu tim sẽ là điểm nối với cực dương của pin.
Bước 4. Đặt dây qua động cơ
Lấy dây của bạn và đặt nó trên pin. Miễn là bạn có một đoạn dây chạm vào mặt của nam châm và một đoạn dây chạm vào mặt dương của pin, thì dây của bạn sẽ quay.
- Dòng điện trong động cơ đồng cực này chạy khi có từ trường. Khi một dòng điện chạy trong từ trường, nó sẽ trải qua một thứ gọi là lực Lorentz. Lực Lorentz là nguyên nhân làm cho dây quay xung quanh pin.
- Dây nối với pin tại ba điểm. Một điểm của dây nằm trên cực dương và hai đầu của dây ở gần nam châm, trên cực âm. Dòng điện đi ra khỏi cực dương và đi xuống cả hai mặt của dây dẫn. Từ trường đẩy dòng điện ra bên ngoài làm cho các dây dẫn quay.
Phương pháp 3/3: Xây dựng Hệ thống đẩy Magnetohydrodynamic
Bước 1. Thu thập nguồn cung cấp của bạn
Bạn có thể sử dụng động cơ đồng cực của mình để chứng minh lực đẩy từ động lực học (MHD). MHD đẩy là một phương tiện sử dụng dòng điện để đẩy một cái gì đó qua nước. Bạn sẽ cần những thứ sau cho thử nghiệm này:
- 1 pin C-cell
- 1 nam châm neodymium mạnh
- 2 đoạn dây đồng dày
- Một món ăn nhỏ
- Muối và tiêu
Bước 2. Chuẩn bị nước
Đổ khoảng 0,5 đến 0,5 inch (0,6 đến 1,3 cm) nước vào đĩa. Đừng làm đầy món ăn. Đảo đều với một ít muối và hạt tiêu rồi đặt đĩa lên nam châm.
Thêm muối cải thiện độ dẫn của nước. Thêm hạt tiêu cho phép bạn thấy động lực làm việc
Bước 3. Uốn dây
Bẻ cong từng đoạn dây sao cho khi bạn giữ dây vào pin, các đầu dây đối diện chỉ cách nhau vài cm.
Khi bạn giữ dây đồng vào pin, các dây gần như sẽ tạo thành hình chữ "Y". Chú ý không để hai đầu dây chạm vào nhau
Bước 4. Giữ dây vào pin
Giữ một đầu dây đối với mặt dương của pin và một đầu đối với mặt âm của pin.
Bước 5. Dán các đầu dây còn lại vào đĩa nước
Đặt một dây ở giữa đĩa và dây kia áp vào mặt đĩa. Bạn sẽ thấy nước bắt đầu xoáy xung quanh một trong các sợi dây.
- Nước chuyển động do lực Lorentz. Mỗi dây mang một dòng điện. Khi bạn nhúng dây vào nước muối, bạn đã hoàn thành mạch điện. Dòng điện chuyển động theo phương ngang trong nước, từ dây này sang dây kia. Vì đĩa nước nằm trên nam châm nên có từ trường chuyển động hướng lên trên mặt nước. Khi dòng điện di chuyển trong từ trường, lực Lorentz làm cho nước quay.
- Nếu bạn xoay ngược pin, bạn có thể đảo ngược chiều của dòng điện, và nước sẽ quay theo chiều ngược lại.
- Bạn đang xử lý nước và điện, vì vậy hãy thận trọng khi thực hiện thử nghiệm này.
