Двигатель из батарейки и магнита: Простой эксперимент с батарейкой поразил интернет

Как сделать электродвигатель из батарейки, проволоки и магнита

Содержание

• 1 Самодельный электродвигатель из батарейки: необходимые материалы
• 2 Как сделать электродвигатель из батарейки: пошаговая инструкция

Мы продолжаем открывать полезные самоделки для всех наших читателей, сегодня поговорим, как сделать электродвигатель из батарейки, медной проволоки и небольшого магнита. Такой двигатель можно будет использовать в качестве украшения на домашнем столе. В этой статье мы рассмотрим подобную инструкцию, фото и посмотрим видео примеры.

Самодельный электродвигатель из батарейки: необходимые материалы

Перед тем как приступать к процессу сборки мы должны собрать все материалы. Сборка мотора из батарейки занимает около 20 минут, при условии, если человек никогда ничего подобного не делал. Все комплектующие, чтобы сделать самодельный электродвигатель из батарейки вы сможете найти в любом магазине. Еще одна интересная статья, в которой мы разобрали способ подсветки стакана.

Рабочий держатель для батареек. Совет, его можно вытянуть из старых часов или других приборов, которые уже вышли из строя или просто вам не нужно.

Небольшой магнит. Его можно найти в гараже, если нет, тогда любой радио рынок придет вам на помощь.

Батарейка на 1.5 Вольта.

Медная проволока с диаметром 1 мм. Длина должна составлять примерно один метр.

40 см неизолированного провода.

Как только подготовили все необходимые материалы, переходим к сборке самодельного электродвигателя из батарейки. Сложностей никаких нет, но работа кропотливая.

Как сделать электродвигатель из батарейки: пошаговая инструкция

1. Из медного провода делаем катушку двигателя, для этого наматываем провод на батарейку, оставляя с каждой стороны по 5 сантиметров длины. Витков нужно сделать примерно 15-20.
2. Снимаем намотку из батарейки, вот так она должна выглядеть.
3. Зачищаем окончание намотки от эмали, это этого используем обычный нож.
4. Делаем два крепления для двигателя. Берем небольшой провод 10 см и накручиваем несколько витков.
5. Вставляем батарейку в держатель, к нему сразу прикрепляем крепление для двигателя. Вот так должно получиться в итоге.
6. Чтобы запустить его кладем на батарейку магнит и немного подталкиваем.

Совет! Если двигатель не заработал – значит, слишком большое расстояние между катушкой и магнитом, нужно просто его уменьшить. Если ничего не изменилось, скорее всего, села батарейка.

Статья по теме: Автоматическая подсветка шкафа.

Электрический мотор за 10 секунд. Простые опыты :: Класс!ная физика

Униполярный двигатель.

Создание скульптуры из вращающейся проволоки

В этом эксперименте мы создадим униполярный двигатель! Чтобы сделать простой двигатель (униполярный двигатель), который можно использовать как произведение искусства, вам понадобятся три вещи: батарейка, магнит и провод. Используйте один из наших неодимовых магнитов для питания двигателя с вращающейся проволокой.

Что вам потребуется:

• 1 неодимовый дисковый магнит (диаметр 0,5 дюйма, толщина 0,25 дюйма)
• 1 батарейка AA, 1,5 В
• Медный провод (неизолированный), калибр 14
• 12-дюймовая линейка
• Плоскогубцы с иглами и кусачками

Примечание: Для запуска этого проекта потребуется некоторая работа. Конечный результат того стоит! Мы рекомендуем этот проект для детей от 12 лет под присмотром взрослых.

Что делать:

1. Чтобы сделать скульптуру из проволоки, возьмите кусок проволоки длиной 6 дюймов. Убедитесь, что ваш провод медный и не имеет изоляции или пластикового покрытия. Лучше всего подходит толстая проволока (калибр 14-16). Отмерьте 6 дюймов провода с помощью линейки, затем отрежьте его с помощью кусачек.

2. С помощью линейки найдите середину провода. С помощью плоскогубцев согните проволоку в виде буквы V в центре. Затем согните каждую сторону перпендикулярно V, который вы сделали.

3. Снова согните каждый конец проволоки так, чтобы концы были направлены вниз. Используйте плоскогубцы.

4. Положите скульптуру из проволоки на ровную поверхность. Он должен лежать ровно. Если это не так, осторожно выпрямите его с помощью плоскогубцев.

5. Положив скульптуру на плоскую поверхность, поднимите батарею, чтобы измерить ее длину. Поместите положительный конец батареи (сторона с выступом) рядом с V провода. Обратите внимание, где вам нужно будет согнуть концы провода, чтобы они встретились с отрицательным концом (плоской стороной) батареи.

6. Согните нижние концы проволочной скульптуры под углом с помощью плоскогубцев.

7. Поместите неодимовый магнит на плоское дно батареи. Это отрицательный конец. Поставьте магнит и батарею вертикально на плоскую поверхность.

8. Положите V провода на положительную сторону (выступ) батареи. Аккуратно сбалансируйте скульптуру, следя за тем, чтобы концы проволоки, согнутые под углом, соприкасались с магнитом (не с батареей).

9. Когда ваш провод покажется сбалансированным, отпустите его.

10. Если двигатель не начинает вращаться, попробуйте перевернуть магнит так, чтобы другая сторона касалась батареи. Если это все еще не работает, вам нужно настроить свою проволочную скульптуру. Извлекайте аккумулятор из магнита во время работы, чтобы он не перегревался.

11. Чтобы настроить проволочную скульптуру так, чтобы она вращалась, имейте в виду следующее:

• Проволочная скульптура должна быть сбалансирована, чтобы вращаться. Убедитесь, что ваш кусок проволоки идеально плоский, когда он находится на плоской поверхности.
• Провод также должен быть симметричным. Обе стороны должны быть одинаковыми. Вот почему вы начали свою скульптуру с середины проволоки. При необходимости попробуйте еще раз с новым куском провода.
• Концы проволоки должны слегка касаться магнита. Если она будет тугой, двигатель застрянет и не сможет вращаться. Только концы провода должны соприкасаться.

Что случилось?

Вы сделали электрический униполярный двигатель! Тип тока, который использует этот двигатель, — постоянный или постоянный ток . Это означает, что поток электричества идет только в одном направлении. Электричество течет от положительного конца батареи к отрицательному концу.

Для замыкания цепи вы использовали медный провод. Медь – это металл, который проводит электричество. Электричество текло от положительного конца батареи к отрицательному концу. Он протекал через батарею, в провод, вверх по проводу и обратно в положительный конец батареи! Это называется полной схемой. Электричество течет в одну сторону (постоянный ток).

Почему мотор закрутился? Вот тут-то и появляется магнит. Магнитное поле имеет положительный конец и отрицательный конец. Магнитное поле подталкивает батарею. Электрический поток тока толкает вниз к магниту. Эти противодействующие силы вызывают движение провода наружу, заставляя его вращаться вокруг магнита.

Этот тип двигателя с батареей, магнитом и проводом называется униполярным двигателем . Благодаря силе магнетизма и потоку электричества провод крутится в одну сторону. Этот мотор ничего не сможет привести в действие, но на него интересно смотреть!

Дальнейшие эксперименты:

Теперь вы можете делать более сложные конструкции, используя более длинную проволоку. Убедитесь, что провод сбалансирован. Есть ли способ заставить двигатель вращаться быстрее? Попробуйте использовать два магнита. Будьте очень осторожны, чтобы не допустить перегрева батареи! Когда закончите, аккуратно разделите провод, батарею и магнит.

Найдите больше интересных проектов STEM, посвященных электричеству и электронике!

Домашний научный эксперимент с прялкой | Центр передового опыта ARC в области технологий электроники с низким энергопотреблением

Эксперимент с вращающейся проволокой на самом деле представляет собой эксперимент по созданию простого двигателя, известного как униполярный двигатель, с использованием всего трех элементов.

Загрузить задание в формате pdf, которое включает таблицу с примерами для записи наблюдений учащихся

Учебные намерения

Учащиеся воспроизведут простой электродвигатель Фарадея, чтобы развить свое понимание взаимосвязи между магнетизмом и электричеством.

Цель Изучить и понять взаимосвязь между электричеством и магнетизмом и использовать эти знания для создания электродвигателя.

Перед экспериментом Вы собираетесь использовать магниты, батарею и медную проволоку, чтобы воспроизвести один из первых электродвигателей. Физик Майкл Фарадей, вероятно, был первым, кто продемонстрировал, что силы, создаваемые электрическими токами и магнетизмом, могут быть превращены в механические силы, которые он использовал для демонстрации первого электродвигателя. Его исследования и грубый электродвигатель проложили путь к современному электродвигателю, а вскоре после этого и к знанию, позволяющему превращать механическое движение в электричество, с помощью которого мы до сих пор вырабатываем большую часть нашего электричества.

Гипотеза

Вы образовали цепь, потому что соединили провод между положительной и отрицательной клеммами батареи. По проводу будет течь заряд, который создаст магнитное поле.

Магнит, который вы поместите на конец вашей батареи, будет генерировать собственное магнитное поле, через которое будет проходить провод с его потоком заряда. Сделайте несколько прогнозов на основе следующих вопросов:

Здесь действуют силы. Куда нужно приложить силы, чтобы проволока закрутилась?

Какое влияние окажет магнитное поле электрического провода на магнитное поле магнита?

Что произойдет, если вы перевернете батарею другой стороной и поместите провод поверх противоположной клеммы?

Что произойдет, если вы добавите два (или более) магнита? Что произойдет, если вы переместите нижнюю часть провода, касающуюся (или почти касающуюся) нижней клеммы, подальше от клеммы?

Материалы

• Батарейка AA
• Медная проволока (вы можете приобрести медную проволоку в хозяйственных магазинах)
• Круглый неодимовый магнит. Они легко доступны в Интернете, на eBay или в магазинах электротоваров.

Метод

1. Прикрепите неодимовый магнит к одному концу батареи.
2. Поместите аккумулятор вертикально на стол магнитом вниз (между столом и аккумулятором).
3. Сформируйте медный провод, как показано на рис. 1.
4. Поместите провод поверх аккумулятора

Посмотрите, как он вращается (возможно, вам придется немного подтолкнуть его, чтобы он заработал).

Проверьте свои гипотезы контролируемым экспериментом.

Составьте таблицу, подобную приведенной ниже, для записи своих наблюдений.

В своей таблице понаблюдайте и запишите поведение провода в каждом из следующих сценариев (плюс любые другие интересные идеи, которые вы хотите проверить):

• Замкнутая цепь и магнитное поле (как описано в шагах 1-4 в методе выше)
• Батарея повернута наоборот
• Два или более магнита
• Провод, отодвинутый от нижней клеммы аккумулятора

Указание по технике безопасности: Когда вы закончите, отсоедините провод от аккумулятора, так как он может быстро нагреться и вызвать пожар. Удалите магниты из батареи, так как оставление их прикрепленными может привести к разрядке батареи.

Рис. 1. Форма медного провода, подходящего для аккумулятора и магнита.

Земля имеет магнитное поле. Почему это не заставляет все наши провода крутиться? Чего не хватает, чтобы это произошло?

Подумайте, на что был бы похож мир, если бы у нас не было электродвигателя — другими словами, если бы не было такой вещи, как сила Лоренца? Сколько вещей у вас есть дома или вы используете, для которых требуется электродвигатель? Обратите внимание на положение полюсов батареи север-юг в вашем эксперименте. Полюса вертикальны, север выше юга. Подумайте о направлении магнитного поля, которое исходит от этой ориентации магнита. Что произошло бы с проводом, если бы вы использовали магнит с полюсами, выровненными горизонтально, влево-вправо, как на изображении справа на рисунке 2. Обратите внимание на силовые линии магнитного поля и направление, в котором они движутся по проводу. Сравните это с левым изображением.

Заметки учителя

Годовой уровень и знания учащегося определяют уровень критического мышления, необходимый для гипотезы. Учащиеся старших классов должны понимать, что магнитная сила каким-то образом воздействует на провод, заставляя его вращаться. Учащиеся старшего возраста должны уметь думать о взаимодействии магнитных полей, создающем силу, необходимую для вращения проволоки. Учащиеся получают возможность построить схему в ресурсе FLEET Schools, Проводники, изоляторы и электричество (Занятие 9).

Что происходит?

Электроны, проходящие через нашу цепь, будут генерировать магнитное поле, которое будет взаимодействовать с магнитным полем, создаваемым магнитом. Обратите внимание, что магнитные поля от магнита исходят наружу от северного полюса к южному полюсу снаружи магнита. См. рис. 2. Взаимодействие двух магнитных полей создает так называемую силу Лоренца, которая представляет собой просто силу, которую вы получаете, когда соединяете одни и те же магнитные полюса магнита. Они будут противодействовать друг другу, но в этом случае сила Лоренца перпендикулярна (на 9угол 0 градусов) как к направлению движения электрона, так и к магнитному полю. Чтобы визуализировать это, представьте, что вы стоите в углу комнаты и кладете руки вдоль каждой стены. Одно плечо указывает в направлении движения тока (от отрицательного к положительному*). Другая ваша рука указывает в направлении силы поля магнита. Ваша голова и ноги указывают в направлении действия силы Лоренца. Сила Лоренца действует на ваш провод, заставляя его вращаться. На рисунке 2 обратите внимание, что на левом изображении, которое представляет установку в этом эксперименте, направление магнитного поля на одном проводе противоположно на другом проводе. Это означает, что сила Лоренца будет толкать провод с одной стороны и тянуть его с другой стороны, поэтому ваш провод продолжает вращаться.

Рисунок 2. Работа вращающейся проволоки, показывающая направление потока электронов через проволоку, магнитное поле и действие силы Лоренца.