Униполярный двигатель - это простой электродвигатель с двумя магнитными полюсами. Они были впервые изобретены в 1800-х годах и сегодня не имеют значительного практического применения, но могут быть полезны для демонстрации или понимания того, как работают электрические токи и двигатели. Построить собственный униполярный двигатель - это весело и легко, но требует осторожности. Никогда не используйте магниты весом более унции; при этом вы рискуете защемить руку или раздавить аккумулятор. Униполярный двигатель предлагает безграничные возможности для творчества - почти любую симметричную форму медного провода, которую вы можете себе представить, можно адаптировать в качестве конструкции униполярного двигателя.
Шаги
Метод 1 из 3: создание базового униполярного двигателя
Шаг 1. Подготовьте материалы для мотора
Вам понадобятся неодимовый магнит, шуруп для дерева, катушка с тонкой (1,3 мм / 16 калибр) медной проволокой, кусачки, плоскогубцы и батарейка AA. Убедитесь, что вы используете провод без покрытия, немагнитный и несколько гибкий. Медная проволока с покрытием обычно состоит из множества тонких медных нитей, сплетенных в проволоку, похожую на веревку. Этот тип проволоки слишком слаб, чтобы сохранять гибкую форму - качество, которое вам понадобится позже.
Магнит должен представлять собой сплющенный цилиндр диаметром не более одного сантиметра. Будьте осторожны, не позволяйте маленьким детям играть с магнитом. Кроме того, не размещайте его на электронном оборудовании или рядом с ним, включая планшеты, телефоны или MP3-плееры
Шаг 2. Поместите головку винта на магнит
Другими словами, острие винта должно торчать прямо вверх от магнита, плоская головка которого прикреплена к магниту. Головка винта должна быть точно отцентрирована на магните, с равным пространством по всему периметру между кромкой магнита и кромкой головки винта.
Если вы хотите отрегулировать положение винта на магните, вы должны иметь возможность перемещать его. Если по какой-то причине вы хотите использовать другой винт (или вдруг понимаете, что вам нужно повесить изображение винтом), попробуйте оттолкнуть его от магнита, а не вытаскивать прямо
Шаг 3. Удерживайте положительный конец батарейки AA (с выступом) чуть выше острого конца винта
Зажмите аккумулятор большим и средним пальцами. Опустите батарею на винт так, чтобы острие винта касалось приблизительно центра положительного полюса батареи. Теперь аккумулятор должен находиться над винтом, который должен быть над аккумулятором по вертикальной линии.
Шаг 4. Завершите схему
Свободной рукой поднесите один конец медного провода к отрицательному полюсу (плоскому концу) батареи. Зажмите провод на отрицательном полюсе указательным пальцем. Подведите другой конец медного провода к аккумулятору и коснитесь его. Узел гвоздя и магнита должен вращаться.
- Вы можете услышать низкий гул или жужжание, когда цепь замкнута.
- Если он не вращается, попробуйте изменить полярность магнита, вывернув винт, перевернув магнит, а затем снова закрутив винт.
Метод 2 из 3: создание униполярного двигателя громкой связи
Шаг 1. Поместите неодимовый магнит на плоский конец батареи
Неодимовый магнит - это редкоземельный магнит, сделанный из неодима, и он чрезвычайно силен. Осторожно приложите магнит ко дну батареи. Поместите блок батареи / магнита на плоскую поверхность.
Шаг 2. Согните проволоку в форме сердца
Измерьте всю высоту узла аккумулятор / магнит. Возьмите шаблон в форме сердца из книжки-раскраски или распечатайте его со своего компьютера. Положите шаблон на ровную поверхность. Найдите центр медного провода и поместите его над точкой, из которой исходит острый угол сердечного шаблона. Оттуда провод должен изгибаться вверх и в сторону от центральной точки, а затем снова спускаться к основанию батареи.
Шаг 3. Используйте измерения блока батареи / магнита, чтобы отрегулировать его форму
Убедитесь, что центральная точка сердечника из проволоки находится на положительном полюсе, а нижняя часть закрывается вокруг магнита. Два конца провода должны замыкаться вокруг батареи с обеих сторон, образуя замкнутую петлю. Провод должен касаться сторон аккумулятора, но не зажимать его настолько сильно, чтобы движение провода вокруг аккумулятора было ограничено или невозможно, когда он начинает вращаться.
Шаг 4. Внесите небольшие изменения в проволоку в форме сердца, которую вы создали
Для точной настройки формы проволоки может потребоваться повторная установка ее на блок батареи / магнита, проверка симметрии и баланса, а также расширение или затягивание петли, образованной двумя «руками» сердца, которые встречаются вокруг основания. Убедитесь, что петля вокруг магнита не касается стола; в противном случае это вызовет трение, которое снизит скорость и эффективность вашего униполярного двигателя.
Шаг 5. Запустите мотор
Когда ваша форма провода будет готова, вы можете установить ее на положительный полюс батареи. Наблюдайте, как проволока вращается по кругу. Если вы состоите в отношениях, этот униполярный двигатель станет легким романтическим подарком, сделанным своими руками.
Метод 3 из 3: создание униполярного двигателя балерины
Шаг 1. Начните с создания петли вокруг магнита
Подобно медному проводу в форме сердца, этот униполярный двигатель использует простую батарею AA, установленную на неодимовом магните в вертикальном положении с положительным полюсом, ориентированным над отрицательным полюсом. Оберните медный провод вокруг магнита. Необязательно, чтобы вся петля касалась основания; овулярная петля, которая касается батареи всего в двух точках, так же приемлема, как круглая петля, охватывающая весь магнит.
Шаг 2. Скрутите проволоку полуштопором
Когда петля вокруг основания будет завершена, согните провод вверх и в сторону от петли вокруг магнита. Диаметр штопора должен быть всего на несколько миллиметров шире, чем у батареи. Остановите штопор примерно на половине длины батареи.
Шаг 3. Измените направление проволоки на идеально вертикальную линию
В точке примерно на три миллиметра выше самой высокой точки аккумулятора нажмите на провод внутрь под углом девяноста градусов к центру положительного полюса. Как только провод окажется над центральной канавкой положительного полюса, согните ее так, чтобы он коснулся канавки, а затем снова поднимется вверх и от нее, сделав поворот шпилькой.
Шаг 4. Сделайте крохотного танцора
Вместо сердечка согните медную проволоку в форме балерины, раскинув руки. Начните с поворота провода, теперь направленного прямо вверх, на 90-градусный изгиб примерно на полтора дюйма выше положительного полюса батареи. Примерно на один сантиметр по этой длине, поверните проволоку в виде шпильки, повернув ее назад к только что сделанному вами повороту на девяносто градусов.
Шаг 5. Поднимите проволоку вверх на девяносто градусов и придайте проволоке примерно круглую форму размером с никель
Это будет голова танцора. Оказавшись на другой стороне «шеи» танцора, опустите проволоку с другой стороны танцора, отражая только что сделанные вами изгибы. У вас должна получиться Т-образная форма с кружком над центральным соединением. Однако вы не можете закончить с того места, где начали (касаясь центральной выемки на положительном полюсе батареи), и поэтому вам нужно будет обрезать провод в точке примерно на полсантиметра выше положительного полюса батареи.
При формировании проволоки в форме балерины может помочь шаблон или контур, который вы нарисовали или распечатали из Интернета. Вы можете распечатать контур балерины или шаблон, а затем наложить на него проволоку, сгибая по контуру, чтобы получить желаемую форму
Видео - с помощью этой службы некоторая информация может быть передана YouTube
подсказки
- Танцовщица может иметь сложную форму, потому что она менее симметрична, чем форма сердца.
- Если у вас возникли проблемы с запуском униполярного двигателя, слегка надавите на него или поверните вокруг его вертикальной оси, чтобы запустить его.
- Если у вас возникли проблемы с балансировкой провода на батарее, немного подправьте его, чтобы он стал более симметричным.
- При сгибании медной проволоки можно использовать любую симметричную форму. Симметричная форма должна иметь возможность касаться положительного полюса батареи и огибать сам магнит в основании узла батареи / магнита. Вы можете использовать сердце, прямоугольник или форму бабочки.
Предупреждения
- Отсоедините медный провод от магнитов и аккумулятора, если двигатель не вращается, чтобы не сжечь аккумулятор.
- Не используйте литиевые или аккумуляторные батареи и не оставляйте их без присмотра.
- Никогда не используйте магниты весом более 1 унции; при этом вы рискуете защемить руку или раздавить аккумулятор.
- Будьте осторожны. Униполярный двигатель может выделять много энергии в виде тепла. Не позволяйте ему вращаться слишком долго, иначе ваша рука обожжется.
- Никогда не позволяйте детям прикасаться к магнитам, которые вы используете в эксперименте.
