Nejjednodušší elektromotor na světě

Z pouhých čtyř jednoduchých předmětů vzniká malý motor

Příspěvek od: supermagnete, Uster, Švýcarsko, [email protected]

Online od: 2007-11-11

Obsah

Homopolární motor s rotujícím magnetem

Jednoduchý elektromotor s rotujícím magnetem

Kotoučový magnet S-15-08-N

V časopise Physik in unserer Zeit byl popsán experiment, který nás v supermagnete.cz naprosto ohromil. Kouzlu našich magnetů jsme již dávno podlehli, ale že by bylo možné s jedním z našich magnetů a pouze třemi dalšími součástmi postavit malý elektromotor (homopolární motor), to se nám zdálo téměř neuvěřitelné. O pouhých 5 minut později jsme však motor již sestavili a nemohli jsme přestat sledovat, jak se magnet otáčí. Neuvěřitelný jev!

Potřebný materiál

1 železný šroub
1 alkalická baterie
1 kus odizolované měděné licny
1 kotoučový magnet dle výběru, např. S-15-08-N

Kulatý magnet K-19-C

Výroba

Spojení hlavy šroubu s kotoučovým magnetem.
Spojení hrotu šroubu se záporným pólem (spodní stranou) baterie.
Přiložení jedné odizolované strany lankového vodiče ukazováčkem na kladný pól baterie (viz fotografie níže).
Druhou rukou uchopení lankového vodiče a dotyk magnetu co nejvíce na okraji volným koncem vodiče.

Nejjednodušší postup je při použití kotoučového magnetu s průměrem alespoň 8 mm a výškou minimálně 3 mm – s většími magnety je navíc experiment ještě zábavnější než s menšími. Pokud již máte neodymový kotoučový magnet, vyzkoušejte to rovnou. Experiment funguje dokonce i s tyčovými a kulatými magnety.

Pro pokročilé
Nekonečné varianty nabízí snaha roztočit celé sochy. Zde je opět roztočen kulatý magnet K-19-C. Ten je pevně spojen s dvojitým tetraedrem z tyčových magnetů a ocelových kuliček, který se nakonec spolu s kulatým magnetem otáčí vysokou rychlostí dokola.

Tipy a triky

Magnet se vůbec netočí? Zásadní je, aby byl elektrický obvod uzavřený. Dbejte na to, aby hrot šroubu měl dobrý kontakt se spodní stranou baterie. Pro první pokusy použijte větší magnety – s těmi je úspěch obvykle snazší.
Šroub se viklá a netočí se plynule? Pravděpodobně jste zvolili šroub s ohnutým hrotem. Vyzkoušejte jiný šroub nebo hrot opilujte do roviny.
Otočná skulptura je příliš těžká; síla přilnavosti magnetu nestačí k dostatečnému uchycení na baterii. Vložte mezi baterii a šroub malý kulatý magnet, například kulatý magnet K-08-C (jak je vidět na poslední fotografii výše).
Tip pro výuku [od našeho zákazníka Michaela Sexauera]: „Obzvlášť působivá a dobře viditelná i ze zadních řad ve třídě je rotace, když se pod rotující magnet připne papírový větrník s malým magnetem. A ventilátor je hotový!“

PDF soubor

S laskavým svolením nakladatelství Wiley-VCH Verlag ve Weinheimu jsme obdrželi povolení zveřejnit originální Číslo zboží (v německém jazyce) na našich webových stránkách.

Homopolární motor s rotujícím drátem

Doplnění od zákazníka Maarten Duijnstee, Rotterdam (Nizozemsko):

Maarten Duijnstee, učitel fyziky z Rotterdamu, nám zaslal poučný experiment s velmi jednoduchým elektromagnetickým motorem a k tomu napsal:

Homopolární motor patří mezi má oblíbená supermagnetová experimenta. Není nutné pájení a rotor lze ohnout z jednoho kusu měděného drátu. Výroba je proto možná i pro děti přibližně od 8 let.

Materiál:

1 kotoučový magnet 15 x 8 mm
1 běžná AA baterie
30 cm měděného drátu o průměru 1 mm na drátěnou smyčku
malá nádoba s 1 cm vody (volitelné, pro zajištění kontaktu)

Tip: Jako měděný drát lze použít běžný domácí elektrický kabel, odstranit izolaci a použít v něm obsažený drát.

Homopolární motor, sestávající z baterie, měděného drátu a magnetu

Návod:
1) Pomocí měděného drátu nejprve vytvoření kruhové části smyčky. K tomu je třeba střed drátu omotat kolem magnetu (jeden a půl otočky). Při ohýbání lze jako protiprvěk použít i baterii. Pozor: Drát musí nakonec volně obepínat o něco větší magnet, proto nesmí být omotán příliš těsně.

2) Zbytek drátu ohnutí do zobrazeného tvaru. Nakonec vytvoření špičky smyčky, která bude nasazena na baterii.

Rozměry hotové smyčky: výška 6 cm, šířka 4,5 cm.

3) Umístění magnetu na záporný pól baterie. V případě potřeby lze na kladném pólu baterie vytvořit malý důlek pro lepší vystředění špičky drátu.

Fyzikální pozadí

Homopolární motor představuje pěkný experiment k demonstraci tzv. Lorentzovy síly. Tato síla se projevuje, když se vodič s protékajícím elektrickým proudem nachází v magnetickém poli. Z směru otáčení motoru lze navíc určit polohu severního a jižního pólu magnetu.