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

Мастер-класс «Электромагнитный двигатель своими руками»

Используемое оборудование и материалы: Батарейки ААА — 5 шт.;
неодимовые магниты — 10 шт.; саморезы чёрные — 10 шт.; проволока медная — 1 м.; фольга алюминиевая пищевая — 1 шт.

Цель мастер-класса — пробудить интерес учащихся школы к занятию электро- и радиотехническим творчеством посредством изготовления различных вариантов простейших электромагнитных двигателей.

вовлечь учащихся в практическую деятельность по изготовлению простейших электромагнитных двигателей;

Структура мастер-класса, планируемое время

Деятельность ведущего (педагога-мастера)

Деятельность участников

1

Организационно-подготовительный этап

1.1. Организация рабочих мест

(3 мин. )

На каждое рабочее место выдаётся и заготавливается по 1 батарейке, 2 магнита, 1 саморез, по отрезку медной проволоки и фольги.

Проходят в кабинет, занимают свободные места

1.2. Вступление

(2 мин. )

Приветствует участников, называет тему мастер-класса.

Сегодня мы будем делать электромагнитные двигатели.

Настраиваются на работу

2

Теоретическая часть

2.2. Выделение проблемной ситуации

(7 мин.)

Что такое двигатель?

Ответ: это устройство, приводящее в движение что-либо, мотор.

А вы знаете какие бывают двигатели?

Ответ: верно, разновидностей двигателей много, начиная от ветряных и водяных колес и до двигателей внутреннего сгорания.

А вы слышали про вечный двигатель?

Что означает это понятие?

Существует ли он?

Почему его до сих пор не изобрели?

Ответ: Энергия не может появиться ниоткуда и исчезнуть в никуда. Она лишь может преобразовываться из одного вида энергии в другую. Например, из электрической в световую (с помощью электрической лампы) или из механической в электрическую (с помощью электрогенератора тока).

Любому двигателю нужен источник энергии. Двигателю внутреннего сгорания -бензин, электродвигателю — источник электроэнергии, например, аккумуляторы.

Но бензин не вечен, его запас нужно постоянно пополнять, да и аккумуляторы требуют периодической подзарядки.

Однако если использовать источник энергии, который бы не нуждался в пополнении, идея вечного двигателя смогла бы осущетсвиться.

На первый взгляд существование такого источника в природе невозможно.

Как известно, постоянный магнит ниоткуда не получает энергию, а его магнитное поле не расходуется, когда им что-либо притягиваешь. Если постоянный магнит притянул к себе железный предмет, он тем самым совершил работу, но его сила при этом не уменьшилась. (демонстрирует)

Это уникальное свойство постоянного магнита позволяет использовать его в качестве источника неисчерпаемой энергии.

Двигатели на основе магнитов самые энергоэффективные. Это электромагнитные двигатели. Поэтому существует мнение, что вечный двигатель возможно создать на базе электромагнитного.

Отвечают

Отвечают: вечный двигатель, который работает сам по себе (без топлива и электричества)неограниченное время. Его ещё не изобрели.

Высказывают свои предположения по поводу причин

2.3. Актуализация знаний по проблеме

(3 мин.)

Что такое электромагнитный двигатель? Где мы с ним встречаемся в повседневной жизни?

Ответ: в стиральных машинах, блендерах, фенах, лазерных принтерах…везде!

Отвечают

2.4. Определение цели

(3 мин.)

Почему же всё-таки этот двигатель называют электромагнитный?

Как создать электромагнитный двигатель?

Цель — из имеющихся материалов создать свой электромагнитный двигатель

Отвечают: потому что в нём есть электричество и магнит

Отвечают: нужно соединить электричество и магнит

2. 5. Изложение краткой теоретической информации по теме мастер-класса

(3 мин.)

Как устроен электромагнитный двигатель на примере с простым магнитом. Магнит может двигать металлические предметы. (демонстрирует).

Для того, чтобы электромагнитный двигатель работал нужен магнит и электричество. В устройстве электромагнитного двигателя есть ротор — подвижная часть и статор — неподвижная. В сочетании электричества и

Роль ротора будет выполнять саморез и магнит, статор — батарейка.

Проверяют электромагнитные свойства металлического самореза с помощью неодимового магнита

3

Практическая часть

3.1. Организация практической работы участников

(2 мин. )

Разбиваются на группы по 3 человека самостоятельно.

3.2. Практическая работа
(10 мин.)

Во-первых, попробуйте соединить магнит и саморез — вы получите ротор своего электродвигателя.

Во-вторых, возьмите батарейку — это статор. Соедините его медной проволокой с ротором.

Ещё у нас есть фольга. Используя её, мы изготовим другой вариант электромагнитного двигателя.

Во-первых, положите перед собой фольгу — это статор.

Во-вторых, 2 магнита прикрепите к батарейке с двух сторон — это ротор.

В третьих, кладите на фольгу

Соединяют магниты и саморезы

Присоединяют питание от батарейки

Взаимодействуют группами по совместному использованию неодимовых магнитов

3. 3. Представление результатов работы

(7 мин.)

У вас получились действующие электромагнитные двигатели.

Продемонстрируйте, что из имеющегося можно назвать ротор.

А теперь, продемонстрируйте, статор.

Как устроен двигатель в первом случае?

Как устроен двигатель во втором случае?

Демонстрируют оба варианта статоров и роторов.

Описывают устройство изготовленных двигателей.

3.4. Обсуждение и корректировка результатов работы

(5 мин.)

Всё ли было понятно? У всех ли получилось? Какие затруднения были?

Что новое для себя узнали?

Везде используются электромагнитные моторы.

Устройство электромагнитного двигателя работает по простым принципам. Узнали что такое ротор и статор.

Обычно затруднений не должно быть

Сделайте своими руками двигатель на магните

Как сделать простой двигатель в домашних условиях? Это очень просто и интересно! Что вам понадобится. Для двигателя нужна простая батарея, неодимовый магнит и небольшой моток проволоки. Существует способ, который является умным и восхитительно простым, чтобы сотворить такой мотор. Приобрести магнит мощный можно в китайском интернет-магазине. 
Начнем с обмотки якоря, это часть двигателя, которая будет вращаться. Для того, чтобы было приятно смотреть как на вашем сделанном своими руками двигателе на магните обмотка красиво смотрится и чтобы формы ее были круглыми, намотайте проволоку на катушку цилиндрической формы, например, на шариковую ручку или на небольшую батарейку ААА. Диаметр не является критическим, он должен однако быть связанным с проводом. Тонкая проволока требует малой формы, толстая проволока требует больших форм.

Оставив на пять сантиметров провода свободными на одном конце, сделайте 25-30 оборотов катушки. Не пытайтесь быть излишне аккуратными, некоторое расслоение мотков в катушке поможет лучше держать форму. Катушка в конечном итоге выглядит как на фото ниже.

Чтобы катушка держала свою форму устойчиво, оберните каждый свободный конец проволоки вокруг катушки пару раз, убедившись, что связанные узлы точно напротив друг друга, так что катушка может легко повернуться на оси, образованной двумя свободными концами провода, как колесо.
Сейчас откроем секрет фокуса, который позволит сэкономить энергию батарейки и который знают не все. Положив катушку плашмя на стол, острым ножом аккуратно снимите верхнюю половину изоляции от свободного конца провода. Будьте осторожны, чтобы оставить нижнюю половину эмалевой изоляции проволоки нетронутой. В верхней половине провод будет блестящей голой меди, а в нижней половине будет цвет изоляции. Сделайте то же самое с другим свободным концом проволоки, убедившись, что блестящая сторона голой меди вверху на обоих концах провода.

Хитрость заключается в том, что якорь-катушка будет лежать на двух опорах из оголенного провода. Эти опоры будут прикреплены к каждому концу батареи, так что электричество может течь от одной опоры к другой. Но это произойдет только тогда, когда катушка лежит голой половиной проводов вниз, касаясь опор. Когда голые половины меди вверх, изолированная половина касается опор, и ток не может протекать. Этого мгновенного касания проводов при вращении якоря достаточно, чтобы разогнать его и сэкономить при этом заряд батарейки.
На следующем шаге сделаем опоры. Эти простые петли провода, которые держат якорь и позволяют ему вращаться. Они сделаны из неизолированного провода, так как по ним передается электроэнергия от батареи.

Возьмите жесткий оголенный провод (медная или латунная выпрямленная скрепка) и согните его вокруг небольшого гвоздя, чтобы сделать петлю в середине, как показано на фото ниже. Сделайте то же самое с другим проводом, так что у вас есть две опоры.
Закрепите опоры пластиковом держателе как на рисунке или сразу на батарее эпоксидным клеем. Согните провода опоры кольцами на достаточном расстоянии друг от друга для того, чтобы якорь мог свободно вращаться. Отогните их друг от друга немного и вставьте якорь в оба кольца, затем согните их назад, чтобы они расположились близко к катушке, но не касаясь его.
Вставьте батарейку в держатель. Поместите магнит в верхней части держателя батареи под катушкой. Убедитесь, что катушка может свободно вращаться.
Отметим, что можно использовать полоску бумаги, которую вкладывать между батареей и электрическим контактом в держателе. Это включение и выключение.

простейший мотор

Включение мотора. Несильным толчком создайте вращение катушки, чтобы завести мотор. Если она не запускается, попробуйте вращать ее в другом направлении. Двигатель будет крутиться только в одном направлении.

Если двигатель не запускается, тщательно проверьте все электрические соединения. Является ли аккумулятор подключенным так что поддержка касаний положительным концом батареи, а другой касается отрицательного конца? Является ли голой половине меди якоря кабелей не соприкасаются оголенные провода поддержку в нижней части, и только на дне? Является якоря свободно вращаться?
Если все эти вещи сделаны правильно, ваш маленький двигатель должен вращаться вокруг в довольно быстром темпе. Попытайтесь подержать его вверх дном. Теперь вы знаете как сделать простейший неодимовый двигатель. Здесь показано воплощение этой модели двигателя на магните на видео

Соберите свой собственный электродвигатель с магнитом и аккумулятором

Содержание

    Униполярный двигатель с вращающимся магнитом

    Дисковый магнит S-15-08-N

    Эксперимент опубликован в журнале Physik in unserer Zeit
    (физика нашего времени), которая полностью поразила всех здесь, на supermagnete.de.
    Как только мы пришли к соглашению с нашим увлечением нашими собственными магнитами, мы узнали, что можно построить небольшой электродвигатель (униполярный двигатель) с одним из наших магнитов и только с 3 другими компонентами.
    Всего через 5 минут мы воссоздали двигатель и не могли удержаться от вращения магнитов.
    Невероятное явление!

    Необходимый материал

    • 1 железный винт
    • 1 щелочная батарея
    • 1 шт. зачищенная медная жила
    • 1 дисковый магнит
      по вашему выбору, например
      С-15-08-Н

    Сферический магнит K-19-C

    Сборка

    1. Соедините головку винта с дисковым магнитом
    2. Соедините кончик винта с отрицательным полюсом (нижняя сторона) батареи.
    3. Указательным пальцем прижмите одну оголенную сторону шнура к положительному полюсу (см. фото ниже).
    4. Другой рукой возьмитесь за шнур и коснитесь магнита свободным концом шнура с внешней стороны

    Лучше всего это работало, когда мы использовали дисковый магнит диаметром не менее 8 мм и высотой не менее 3 мм. мм.
    Определенно веселее проводить этот эксперимент с большими магнитами.
    Если у вас уже есть неодимовый дисковый магнит, попробуйте его.
    Эксперимент также работает со стержневыми и сферическими магнитами.

    Для опытных пользователей
    Возможны бесконечные варианты.
    Вот опять шар К-19-С
    приводится в оборот.
    Это достигается с помощью двойного тетраэдра, состоящего из соединенных стержневых магнитов и стальных сфер, который вращается с невероятной скоростью.

    Советы и рекомендации

    • Не можете заставить магнит вращаться?
      Самое главное, естественно, что цепь замкнута.
      Убедитесь, что кончик винта находится в непосредственном контакте с нижней частью батареи.
      Во время первых попыток используйте более крупные магниты — с ними обычно легче добиться успеха.
    • Винт шатается?
      Вероятно, вы использовали винт с кривым наконечником.
      Подпилите наконечник, пока он не станет прямым, или попробуйте другой винт.
    • Моя вращающаяся скульптура слишком тяжелая; магнитное притяжение недостаточно сильное, чтобы удерживать батарею.
      Подсоедините аккумулятор и привинтите небольшой шар-магнит, например К-08-С.
      (показан на последнем фото выше).
    • Совет по уроку [от нашего клиента Майкла Сексауэра]:
      «Это особенно впечатляет, а также видно тем ученикам, которые сидят в заднем ряду, когда к магнитам прикреплена бумажная вертушка.
      Вы мгновенно получите поклонника!»

    Мы получили разрешение от Wiley-VCH Verlag в Вайнхайме на публикацию статьи (на немецком языке) на нашем веб-сайте.

    Из журнала «Physik in unserer Zeit», 35-й год, вып.
    6, ноябрь 2004 г., © 2004 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co.
    КГаА, Вайнхайм.

    Униполярный двигатель с вращающимся проводом

    Из-за ваших текущих настроек файлов cookie вы не можете запустить видео. При согласии с заявлением о конфиденциальности данных вы можете просматривать этот контент.

    Я согласен с тем, что внешний контент будет отображаться для меня. Это позволяет передавать личные данные на сторонние платформы. Узнайте больше в нашем Положении о конфиденциальности данных.

    Дополнение от клиента Maarten Duijnstee, Роттердам (Нидерланды):

    Maarten Duijnstee, профессор физики из Роттердама, прислал нам обучающий эксперимент с очень простым электромагнитным двигателем и пишет:

    Униполярный двигатель — один из моих любимых экспериментов SuperMagnet.
    Нет необходимости в пайке, а ротор можно изготовить из цельного куска медной проволоки.
    Даже дети в возрасте 8 могут сделать это.

    Материал

    • 1 S-15-08-N
    • 1 обычная батарейка типа АА
    • Медный провод 30 см диаметром 1 мм, длина 30 см для проволочной петли
    • небольшая миска с водой примерно на 1 см (опционально, чтобы обеспечить контакт)

    Совет: Медный провод можно сделать из обычного электрического кабеля со снятой изоляцией.

    Инструкции
    1) Сначала сформируйте круглую часть проволочной петли, обернув проволоку вокруг магнита (полтора витка).
    Вы также можете использовать батарею, чтобы сформировать круглую часть, но вы должны быть осторожны, чтобы не намотать слишком туго, иначе петля не налезет на несколько больший магнит.

    2) Оставшуюся часть проволоки согните в форму, показанную на фото.
    Затем сформируйте петлевой шип, на который будет помещена батарея.

    Размеры готовой петли: 6 см в высоту, 4,5 см в ширину.

    3) Поместите магнит на отрицательный полюс батареи.
    При необходимости вы можете сделать небольшую вмятину на положительном полюсе батареи, чтобы штырь лучше центрировался на нем.

    Физический фон

    Униполярный двигатель — хороший эксперимент для демонстрации так называемой силы Лоренца.
    Это происходит, когда электрически заряженный проводник помещается в магнитное поле.
    Направление, в котором вращается двигатель, указывает, где находятся северный и южный полюса магнита.

    Магнитный двигатель (очень простой двигатель постоянного тока)

    Комплект магнитного двигателя

    Марка
    простой электродвигатель

    ВНИМАНИЕ: У нас есть
    недавно обновил эту страницу с инструкциями. Пожалуйста, сообщайте о любых ошибках
    или двусмысленность
    info@MiniScience.com или по телефону (973) 777-3113.

    Изготовление простого электродвигателя
    это образовательная деятельность, которую также можно попробовать в качестве школы
    проект или научный проект. С помощью этого проекта студенты могут узнать
    и продемонстрировать преобразование электрической энергии в механическую
    энергия. В этом простом двигателе вы будете использовать 1,5-вольтовую батарею.
    Батареи предлагают однонаправленный поток электричества, также известный
    как постоянный или постоянный ток. Вот почему этот мотор действительно
    простой двигатель постоянного тока.

    Список материалов

    Основные компоненты простого ДК
    Двигатель представляет собой кусок магнитной проволоки и небольшой магнит. Почти любой
    тип магнита и любой тип магнитной проволоки будут работать нормально. Все
    другие компоненты являются необязательными и могут быть легко заменены
    другие материалы. Используйте ссылки и изображения на этой странице, чтобы увидеть
    как другие делают свои собственные простые двигатели постоянного тока. Этот особый дизайн
    двигателя постоянного тока хорошо подходит для школьных проектов.

    Материалы
    включают:

    1. Держатель батареи 2. Керамический дисковый магнит
    3. Магнитный провод 4. Английские булавки
    5. Винты 6. Деревянный блок


    Введение

    Электродвигатели повсюду; даже в твоем компьютере есть электричество
    двигатели для питания охлаждающих вентиляторов и жестких дисков. Построение простого
    Электродвигатель постоянного тока — отличный способ узнать, как они работают, и это
    очень весело наблюдать за вращением твоего творения.


    Цель

    Цель этого проекта — построить простой электродвигатель.
    с нуля.

    Как сделать?

    Пуск с обмоткой якоря , часть двигателя
    что движется. Чтобы арматура получилась красивой и круглой, намотайте ее на
    цилиндрической формы, такой как труба или небольшой АА
    батарея. Диаметр не критичен, но должен соотноситься с
    размер провода. Тонкая проволока требует небольшой формы, толстая проволока требует
    более крупная форма. Для достижения наилучших результатов диаметр катушки должен быть
    такой же, как диаметр магнита, который вы используете.

    Оставив пару дюймов провода свободным
    каждый конец, ветер
    от 6 до 9
    поворачивается вокруг формы цилиндра. Не пытайтесь быть аккуратным, немного
    хаотичность поможет пучку лучше держать форму.

    Теперь осторожно снимите катушку с формы, удерживая провод так, чтобы
    он не теряет форму.

    Чтобы катушка держалась
    сформируйте постоянно, скрутите свободные концы и оберните один свободный конец проволоки вокруг
    намотайте пару раз, затем пропустите его через петлю
    и заверните несколько витков в противоположную сторону. Убедитесь, что новая привязка поворачивается
    точно напротив друг друга, поэтому катушка может легко включиться
    ось, образованная двумя свободными концами проволоки, наподобие колеса.

    Если этот метод удержания катушки слишком сложен,
    не стесняйтесь использовать скотч или изоленту для выполнения работы.
    важно держать катушку вместе, и иметь два
    концы проволоки хорошо закреплены и выровнены по прямой линии, поэтому
    они образуют хорошую ось.

    Вот где открывается секретный трюк, который делает
    моторная работа. Это секретный трюк, потому что он маленький и тонкий.
    вещь, и очень трудно увидеть, когда двигатель работает. Даже
    люди, которые много знают о двигателях, могут быть озадачены, пока не изучат
    это близко и найти секрет.
     

    Держите катушку на краю стола так, чтобы катушка
    прямо вверх
    и вниз (не плашмя на столе), а один из свободных концов провода
    ровно лежать на столе. Острым ножом снимите верхнюю половину
    изоляция со свободного конца провода. Будьте осторожны, чтобы оставить
    нижняя половина провода с неповрежденной эмалевой изоляцией. Вершина
    половина провода будет блестящей голой медью, а нижняя половина будет
    быть цветом изоляции.

     

    Проделайте то же самое с другим свободным концом провода, убедившись, что
    блестящая голая медная сторона обращена вверх на обоих концах провода.

    Идея фокуса в том, что арматура остановится.
    на двух опорах из английской булавки из неизолированной проволоки. Эти опоры будут прикреплены
    к каждому концу батареи, чтобы электричество могло течь от одной опоры
    в якорь и обратно через другую опору к аккумулятору.
    Но это произойдет только тогда, когда оголенная половина провода обращена
    вниз, касаясь опор. Когда оголенная медная половина обращена вверх,
    изолированная половина касается опор, и ток не может
    поток.

     

    Следующим шагом является подготовка опор осей.
    С помощью плоскогубцев согните две английские булавки посередине.
    английские булавки могут проводить электричество к якорю, в то время как петли проволоки
    на предохранительной булавке может удерживать его.

    Базой для этого мотора будет
    деревянный блок. Это
    хорошая основа, потому что она тяжелая, устойчивая и хорошо выглядит
    для презентации в классе или на научной ярмарке. Деревянный блок
    достаточно большой, чтобы держать батарею, а также.

    Используйте винты для крепления изогнутого предохранителя
    булавки на деревянном блоке так, чтобы петли были обращены друг к другу и
    примерно на 1 дюйм друг от друга.

    Подсоедините провода от держателя батареи к
    опоры (гнутые английские булавки)

    Поместите английские булавки так, чтобы кольца
    достаточно далеко друг от друга, чтобы якорь мог свободно вращаться. Вставьте винты
    через замок английской булавки в древесину. Разведите предохранительные штифты a
    немного и вставьте якорь в оба кольца, затем откиньте их назад
    чтобы они были рядом с катушкой, но не касались ее.

    Вставьте батарею в держатель. Поместите магнит сверху
    деревянный блок прямо под катушкой. Убедитесь, что катушка может
    все еще свободно вращается, и что он просто не попадает в магнит.

    На некоторых изображениях можно увидеть зубочистку
    или пластиковая полоска, застрявшая между батареей
    и электрический контакт в держателе. Это переключатель включения/выключения.
    Снимите его, чтобы позволить электричеству течь в двигатель, и
    замените его, если вы хотите остановить двигатель и сохранить
    батарея.

    Осторожно поверните якорь, чтобы запустить двигатель. если это не
    запусти, попробуй покрутить в другую сторону. Мотор будет только
    вращаться в одном направлении.

    Если двигатель по-прежнему не запускается, внимательно проверьте все
    электрические соединения. Аккумулятор подключен, поэтому одна поддержка
    касается положительного конца батареи, а другой касается
    отрицательный конец? Соприкасается ли голая медная половина провода якоря?
    опорные провода внизу и только внизу? Это
    арматура свободно крутится?

    Если все это правильно, ваш моторчик должен быть
    вращается с довольно высокой скоростью. Попробуйте подержать его вверх ногами.
    Двигатель должен вращаться в противоположном направлении, если магнит включен.
    сверху, а не снизу. Попробуйте перевернуть магнит вверх дном и
    посмотреть в какую сторону крутится двигатель. Если вам нужен мотор, который
    магнит сбоку, а не сверху или снизу, можно просто
    сделать новый якорь, но на этот раз положить катушку на стол
    когда соскребаешь изоляцию с верхней половины свободного провода
    заканчивается.

    Термины, концепции и вопросы для начала фонового исследования

    Чтобы провести эксперимент в этой области, вы должны провести исследование, которое
    позволяет понять следующие термины и понятия:

    • якорь или ротор,
    • коммутатор

    • ,
    • щетки,
    • полевой магнит

    • ,
    • электромагнит

    • и
    • принципы работы двигателя постоянного тока.


    Более продвинутые студенты также захотят изучить:

    • правило правой руки,
    • индукция

    • , и
    • обратная ЭДС.


    Библиография

    Вот некоторые ресурсы для начала работы:

    • Как работают электродвигатели:

      http://electronics.howstuffworks.com/motor.htm

    • Простые электродвигатели:

      http://www.simplemotor.com/

    Инструкции для простого мотора, описанного ниже, можно найти в любом из
    эти сайты:

    • http://www.scitoys.com/scitoys/scitoys/electro/electro.html#мотор

    • http://www.exploratorium.edu/snacks/stripped_down_motor.html



     

    Дополнительные примечания:

    Еще один способ приготовления
    арматура оборачивает два конца провода в два
    противоположные стороны петли. Таким образом, половина петли
    будет иметь больше проволоки, чем другая половина, и она станет
    тяжелее. Это изменит баланс и усложнит
    арматура крутиться. В этом случае вы можете переместить один из
    слегка привязывается к более тяжелой стороне, чтобы получить баланс
    опять таки.

    © 2021 Scientific World — научно-информационный журнал