มอเตอร์โฮโมโพลาร์เป็นมอเตอร์ไฟฟ้าธรรมดาที่มีขั้วแม่เหล็กสองขั้ว พวกเขาถูกประดิษฐ์ขึ้นครั้งแรกในปี 1800 และไม่มีการใช้งานจริงที่สำคัญในปัจจุบัน แต่อาจมีประโยชน์สำหรับการสาธิตหรือทำความเข้าใจว่ากระแสไฟฟ้าและมอเตอร์ทำงานอย่างไร การสร้างมอเตอร์โฮโมโพลาร์ของคุณเองนั้นสนุกและง่ายดาย แต่ต้องใช้ความระมัดระวัง ห้ามใช้แม่เหล็กใดๆ ที่มีน้ำหนักเกินหนึ่งออนซ์ การทำเช่นนี้จะทำให้คุณเสี่ยงที่จะหนีบมือหรือแบตเตอรี่พัง มอเตอร์โฮโมโพลาร์นำเสนอโอกาสที่ไร้ขีดจำกัดสำหรับการสร้างสรรค์ -- รูปทรงลวดทองแดงแบบสมมาตรแทบทุกแบบที่คุณสามารถจินตนาการได้ สามารถปรับให้เป็นการออกแบบมอเตอร์แบบโฮโมโพลาร์ได้
ขั้นตอน
วิธีที่ 1 จาก 3: การสร้างมอเตอร์ Homopolar ขั้นพื้นฐาน
ขั้นตอนที่ 1. เตรียมวัสดุสำหรับมอเตอร์
คุณจะต้องใช้แม่เหล็กนีโอไดเมียม สกรูไม้ แกนลวดทองแดงขนาดบาง (1.3 มม. / 16 เกจ) คีมตัดลวด คีมปากแหลม และแบตเตอรี่ AA ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณใช้ลวดที่ไม่เคลือบผิว ไม่เป็นแม่เหล็ก และค่อนข้างยืดหยุ่นได้ ลวดทองแดงเคลือบโดยทั่วไปทำจากเส้นใยทองแดงบาง ๆ หลายเส้นทอเป็นลวดคล้ายเชือก ลวดชนิดนี้อ่อนเกินไปที่จะรักษารูปร่างที่งอได้ ซึ่งคุณภาพที่คุณต้องการจะมีในภายหลัง
แม่เหล็กควรเป็นทรงกระบอกแบนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกินหนึ่งเซนติเมตร ระวังอย่าให้เด็กเล็กเล่นกับแม่เหล็ก และอย่าวางบนหรือใกล้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ รวมทั้งแท็บเล็ต โทรศัพท์ หรือเครื่องเล่น MP3
ขั้นตอนที่ 2. วางหัวสกรูบนแม่เหล็ก
กล่าวอีกนัยหนึ่ง จุดของสกรูควรยื่นตรงขึ้นจากแม่เหล็ก ซึ่งหัวแบนติดกับแม่เหล็ก หัวของสกรูควรอยู่ตรงกลางแม่เหล็กอย่างสมบูรณ์ โดยมีพื้นที่เท่ากันตลอดปริมณฑลระหว่างขอบของแม่เหล็กกับขอบของหัวสกรู
หากคุณต้องการปรับตำแหน่งของสกรูบนแม่เหล็ก คุณควรเลื่อนมันไปรอบๆ หากคุณต้องการใช้สกรูตัวอื่นด้วยเหตุผลบางอย่าง (หรือจู่ๆ นึกขึ้นได้ว่าคุณต้องแขวนรูปภาพด้วยสกรู) ให้ลองดันแม่เหล็กออกจากแม่เหล็กแทนที่จะพยายามดึงออกตรงๆ
ขั้นตอนที่ 3 จับขั้วบวกของแบตเตอรี่ AA (อันที่มีไดเวตยื่นออกมา) เหนือจุดแหลมของสกรู
บีบแบตเตอรี่ระหว่างนิ้วโป้งกับนิ้วกลาง วางแบตเตอรี่ลงบนสกรูเพื่อให้จุดสกรูสัมผัสกับศูนย์กลางโดยประมาณของขั้วบวกของแบตเตอรี่ ตอนนี้แบตเตอรี่ควรอยู่เหนือสกรูซึ่งควรอยู่เหนือแบตเตอรี่ในแนวตั้ง
ขั้นตอนที่ 4. ทำวงจรให้สมบูรณ์
ใช้มือข้างที่ว่าง นำปลายสายทองแดงด้านหนึ่งขึ้นไปที่ขั้วลบ (ด้านแบน) ของแบตเตอรี่ ใช้นิ้วชี้หนีบลวดที่ด้านบนของขั้วลบ นำปลายสายทองแดงอีกด้านมาที่แบตเตอรี่แล้วสัมผัส การประกอบเล็บและแม่เหล็กควรหมุน
- คุณอาจได้ยินเสียงหึ่งๆ หรือเสียงหึ่งๆ เมื่อวงจรเสร็จสมบูรณ์
- หากไม่หมุน ให้ลองกลับขั้วของแม่เหล็กโดยถอดสกรูออก พลิกแม่เหล็กกลับด้าน แล้วใส่สกรูกลับเข้าไปใหม่
วิธีที่ 2 จาก 3: การสร้างมอเตอร์ Homopolar แบบแฮนด์ฟรี
ขั้นตอนที่ 1. วางแม่เหล็กนีโอไดเมียมที่ปลายแบนของแบตเตอรี่
แม่เหล็กนีโอไดเมียมเป็นแม่เหล็กหายากซึ่งทำจากนีโอไดเมียมและมีความแข็งแรงสูง ใช้แม่เหล็กของคุณอย่างระมัดระวังที่ด้านล่างของแบตเตอรี่ วางชุดแบตเตอรี่/แม่เหล็กบนพื้นผิวเรียบ
ขั้นตอนที่ 2. ดัดลวดให้เป็นรูปหัวใจ
วัดความสูงทั้งหมดของชุดแบตเตอรี่/แม่เหล็ก รับเทมเพลตรูปหัวใจจากสมุดระบายสีหรือพิมพ์จากคอมพิวเตอร์ของคุณ วางแม่แบบบนพื้นผิวเรียบ หาจุดศูนย์กลางของเส้นลวดทองแดงแล้ววางไว้เหนือจุดที่มุมแหลมของแม่แบบหัวใจของคุณแผ่ออกไป จากนั้น ลวดควรโค้งขึ้นและออกจากจุดศูนย์กลางก่อนจะเลื่อนลงมาที่ฐานของแบตเตอรี่
ขั้นตอนที่ 3 ใช้การวัดของชุดแบตเตอรี่/แม่เหล็กเพื่อปรับรูปร่าง
ตรวจสอบให้แน่ใจว่าจุดศูนย์กลางของหัวใจลวดจะอยู่บนขั้วบวกและด้านล่างจะปิดรอบแม่เหล็ก ปลายสายไฟทั้งสองข้างควรปิดรอบแบตเตอรี่ทั้งสองด้าน ให้เป็นวงปิด ลวดควรสัมผัสกับด้านข้างของแบตเตอรี่โดยไม่บีบให้แน่นจนการเคลื่อนไหวของสายไฟรอบแบตเตอรี่ถูกจำกัดหรือเป็นไปไม่ได้เมื่อเริ่มหมุน
ขั้นตอนที่ 4. ปรับลวดรูปหัวใจเล็กน้อยที่คุณสร้างขึ้น
การปรับรูปร่างลวดอย่างละเอียดอาจต้องใช้ช่วงเวลาซ้ำๆ ในการวางบนชุดแบตเตอรี่/แม่เหล็ก ตรวจสอบความสมมาตรและความสมดุล และขยายหรือรัดห่วงที่เกิดจาก "แขน" ของหัวใจทั้งสองที่ประกบกันรอบฐาน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าห่วงรอบแม่เหล็กไม่สัมผัสกับโต๊ะ ถ้าเป็นเช่นนั้น มันจะทำให้เกิดแรงเสียดทานซึ่งขัดขวางความเร็วและประสิทธิภาพของมอเตอร์โฮโมโพลาร์ของคุณ
ขั้นตอนที่ 5. สตาร์ทมอเตอร์
เมื่อรูปร่างลวดของคุณพร้อมแล้ว คุณสามารถตั้งค่าบนขั้วบวกของแบตเตอรี่ได้ ดูรูปร่างลวดหมุนเป็นวงกลม หากคุณอยู่ในความสัมพันธ์ การออกแบบมอเตอร์แบบโฮโมโพลาร์นี้ทำหน้าที่เป็นของขวัญโรแมนติก DIY ง่ายๆ
วิธีที่ 3 จาก 3: การสร้าง Ballerina Homopolar Motor
ขั้นตอนที่ 1 เริ่มต้นด้วยการทำห่วงที่พอดีกับแม่เหล็ก
เช่นเดียวกับลวดทองแดงรูปหัวใจ มอเตอร์ homopolar นี้ใช้แบตเตอรี่ AA ธรรมดาที่วางอยู่บนแม่เหล็กนีโอไดเมียมในตำแหน่งแนวตั้งโดยมีขั้วบวกอยู่เหนือขั้วลบ พันลวดทองแดงรอบแม่เหล็ก คุณไม่จำเป็นต้องทำให้วงทั้งหมดสัมผัสกับฐาน วงรีรูปไข่ที่สัมผัสกับแบตเตอรี่เพียงสองจุดเป็นที่ยอมรับได้เช่นเดียวกับวงเวียนที่ยึดแม่เหล็กทั้งหมด
ขั้นตอนที่ 2 บิดลวดขึ้นเป็นเหล็กไขจุก
เมื่อวนรอบฐานเสร็จแล้ว ให้งอลวดขึ้นและออกจากห่วงรอบแม่เหล็ก เส้นผ่านศูนย์กลางของเกลียวเหล็กไขจุกควรกว้างกว่าแบตเตอรี่เพียงไม่กี่มิลลิเมตร หยุดเกลียวเหล็กไขตามความยาวของแบตเตอรี่ประมาณครึ่งหนึ่ง
ขั้นตอนที่ 3 เปลี่ยนทิศทางของลวดให้เป็นเส้นแนวตั้งที่สมบูรณ์แบบ
ที่จุดเหนือจุดสูงสุดของแบตเตอรี่ประมาณสามมิลลิเมตร ให้กดลวดเข้าด้านในที่มุมเก้าสิบองศาไปทางกึ่งกลางของขั้วบวก เมื่อลวดอยู่เหนือแกนตรงกลางของขั้วบวก ให้ก้มลงเพื่อให้มันสัมผัสกับไดวอต จากนั้นวิ่งกลับขึ้นและออกจากไดวอตโดยหมุนเป็นกิ๊บ
ขั้นตอนที่ 4. สร้างนักเต้นตัวน้อย
แทนที่จะใช้รูปหัวใจ ให้งอลวดทองแดงเป็นรูปนักบัลเล่ต์โดยเหยียดแขนออก เริ่มต้นด้วยการหมุนลวดซึ่งตอนนี้ชี้ขึ้นตรงๆ โดยงอ 90 องศาเหนือขั้วบวกของแบตเตอรี่ประมาณหนึ่งนิ้วครึ่ง ประมาณหนึ่งเซนติเมตรตามความยาวนี้ ดึงลวดเข้าไปเป็นกิ๊บติดผม แล้วทำมุมกลับไปทางเก้าสิบองศาที่คุณเพิ่งทำ
ขั้นตอนที่ 5. ทำมุมลวดขึ้นในมุมเก้าสิบองศาแล้วดึงลวดให้เป็นรูปวงกลมประมาณขนาดของนิกเกิล
นี่จะเป็นหัวของนักเต้น เมื่ออยู่อีกด้านหนึ่งของ "คอ" ของนักเต้น นำลวดกลับลงมาที่อีกด้านหนึ่งของนักเต้น สะท้อนถึงส่วนโค้งที่คุณเพิ่งทำ คุณควรลงเอยด้วยรูปร่าง "T" โดยมีวงกลมอยู่เหนือทางแยกตรงกลาง คุณไม่สามารถสิ้นสุดตรงจุดที่คุณเริ่มต้นได้ (แตะจุดแบ่งตรงกลางบนขั้วบวกของแบตเตอรี่) ดังนั้นจะต้องหนีบสายไฟที่จุดเหนือขั้วบวกของแบตเตอรี่ประมาณครึ่งเซนติเมตร
การใช้แม่แบบหรือโครงร่างที่คุณวาดหรือพิมพ์จากอินเทอร์เน็ตอาจช่วยได้เมื่อสร้างเส้นลวดลงในแบบฟอร์มนักบัลเล่ต์ คุณสามารถพิมพ์โครงร่างหรือเทมเพลตของนักบัลเล่ต์ จากนั้นวางลวดทับ ดัดตามแนวโครงร่างเพื่อให้ได้รูปร่างที่ต้องการ
วิดีโอ - การใช้บริการนี้ อาจมีการแบ่งปันข้อมูลบางอย่างกับ YouTube
เคล็ดลับ
- นักเต้นสามารถมีรูปร่างที่ยุ่งยากได้เนื่องจากมีความสมมาตรน้อยกว่ารูปหัวใจ
- หากคุณมีปัญหาในการสตาร์ทมอเตอร์โฮโมโพลาร์ ให้กดหรือบิดเล็กน้อยรอบแกนตั้งเพื่อเริ่มต้น
- หากคุณมีปัญหาในการปรับสมดุลลวดบนแบตเตอรี่ ให้บิดเล็กน้อยเพื่อให้มีความสมมาตรมากขึ้น
- คุณสามารถใช้รูปทรงสมมาตรที่คุณต้องการเมื่อดัดลวดทองแดง รูปร่างสมมาตรต้องสามารถสัมผัสขั้วบวกของแบตเตอรี่และวนรอบแม่เหล็กที่ฐานของชุดแบตเตอรี่/แม่เหล็กได้ คุณสามารถใช้รูปหัวใจ สี่เหลี่ยมผืนผ้า หรือรูปผีเสื้อก็ได้
คำเตือน
- ถอดสายทองแดงกับแม่เหล็กและแบตเตอรี่หากมอเตอร์ไม่หมุน เพื่อไม่ให้แบตเตอรี่ไหม้
- ห้ามใช้ลิเธียมหรือแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ หรือปล่อยทิ้งไว้โดยไม่มีใครดูแล
- ห้ามใช้แม่เหล็กใดๆ ที่มีน้ำหนักมากกว่า 1 ออนซ์ การทำเช่นนี้จะทำให้คุณเสี่ยงที่จะหนีบมือหรือแบตเตอรี่พัง
- ใช้ความระมัดระวัง มอเตอร์โฮโมโพลาร์สามารถดึงพลังงานออกมาได้มากในรูปของความร้อน อย่าปล่อยให้หมุนนานเกินไป มิฉะนั้น มือของคุณจะไหม้
- อย่าให้เด็กคนใดแตะแม่เหล็กที่คุณใช้ในการทดลอง
