Comment faire un moteur homopolaire?

Ce moteur homopolaire utilise une simple pile AA posée sur un aimant néodyme en position verticale — Tout comme le fil de cuivre en forme de cœur, ce moteur homopolaire utilise une simple pile AA posée sur un aimant néodyme en position verticale avec son pôle positif orienté au-dessus du pôle négatif.

Un moteur homopolaire est un simple moteur électrique à deux pôles magnétiques. Ils ont été inventés pour la première fois dans les années 1800 et n'ont aucune application pratique significative aujourd'hui, mais peuvent être utiles pour la démonstration ou la compréhension du fonctionnement des courants électriques et des moteurs. Construire votre propre moteur homopolaire est amusant et facile, mais nécessite de la prudence. N'utilisez jamais d'aimants pesant plus d'un gramme; cela vous expose au risque de vous pincer la main ou d'écraser la batterie. Le moteur homopolaire offre des possibilités illimitées de créativité - presque toutes les formes de fil de cuivre symétriques que vous pouvez imaginer peuvent être adaptées en tant que conception de moteur homopolaire.

Méthode 1 sur 3: faire un moteur homopolaire de base

1
Préparez le matériel pour le moteur. Vous aurez besoin d'un aimant en néodyme, d'une vis à bois, d'une bobine de fil de cuivre fin (1,3 millimètre / calibre 16), d'un coupe-fil, d'une pince à bec effilé et d'une pile AA. Assurez-vous que vous utilisez un fil non revêtu, non magnétique et quelque peu pliable. Le fil de cuivre enduit est généralement constitué de multiples filaments de cuivre minces tissés en un fil semblable à une corde. Ce type de fil est trop faible pour conserver une forme pliable, une qualité que vous voudrez qu'il ait plus tard.
- L'aimant doit être un cylindre aplati d'un diamètre ne dépassant pas environ un centimètre. Veillez à ne pas laisser les petits enfants jouer avec l'aimant. De plus, ne le placez pas sur ou à proximité d'équipements électroniques, y compris les tablettes, les téléphones ou les lecteurs MP3.
2
Placer la tête de la vis sur l'aimant. En d'autres termes, la pointe de la vis doit dépasser de l'aimant, dont la tête plate est fixée à l'aimant. La tête de la vis doit être parfaitement centrée sur l'aimant, avec un espace égal sur tout le périmètre entre le bord de l'aimant et le bord de la tête de vis.
- Si vous voulez ajuster la position de la vis sur l'aimant, vous devriez pouvoir le faire glisser. Si vous souhaitez utiliser une autre vis pour une raison quelconque (ou réalisez soudainement que vous devez accrocher une photo avec la vis), essayez de la pousser hors de l'aimant plutôt que d'essayer de la retirer tout droit.
3

Tenez l'extrémité positive de la pile AA (celle avec la motte qui dépasse) juste au-dessus de la pointe acérée de la vis. Pincez la batterie entre votre pouce et votre majeur. Abaissez la batterie sur la vis de sorte que la pointe de la vis entre en contact avec le centre approximatif du pôle positif de la batterie. La batterie devrait maintenant être au-dessus de la vis, qui devrait être au-dessus de la batterie, dans une ligne verticale.
4
Complétez le circuit. Avec votre main libre, amenez une extrémité du fil de cuivre jusqu'au pôle négatif (l'extrémité plate) de la batterie. Pincez le fil en place sur le pôle négatif avec votre index. Amenez l'autre extrémité du fil de cuivre jusqu'à la batterie et entrez en contact avec elle. L'ensemble clou et aimant doit tourner.
- Vous pouvez entendre un faible bourdonnement ou un bourdonnement lorsque le circuit est terminé.
- S'il ne tourne pas, essayez d'inverser la polarité de l'aimant en retirant la vis, en retournant l'aimant, puis en refixant la vis.

Un moteur homopolaire est un simple moteur électrique à deux pôles magnétiques.

Méthode 2 sur 3: fabriquer un moteur homopolaire mains libres

1

Placez l'aimant en néodyme sur l'extrémité plate de la batterie. Un aimant néodyme est un aimant de terre rare en néodyme et est extrêmement puissant. Appliquez soigneusement votre aimant au bas de la batterie. Placez l'ensemble batterie/aimant sur une surface plane.
2

Pliez votre fil en forme de cœur. Mesurez toute la hauteur de l'ensemble batterie/aimant. Obtenez un modèle en forme de cœur à partir d'un livre de coloriage ou imprimez-en un à partir de votre ordinateur. Posez le gabarit sur une surface plane. Trouvez le centre de votre fil de cuivre et placez-le sur le point à partir duquel l'angle aigu de votre gabarit cardiaque rayonne. À partir de là, le fil doit se courber vers le haut et s'éloigner du point central avant de redescendre vers la base de la batterie.
3

Utilisez les mesures de l'ensemble batterie/aimant pour ajuster sa forme. Assurez-vous que le point central du cœur du fil reposera sur le pôle positif et que le fond se fermera autour de l'aimant. Les deux extrémités du fil doivent se fermer autour de la batterie de chaque côté, formant une boucle fermée. Le fil doit toucher les côtés de la batterie sans la pincer si fort que le mouvement du fil autour de la batterie est limité ou impossible lorsqu'elle commence à tourner.
4

Apportez de petits ajustements au fil en forme de cœur que vous avez fabriqué. Le réglage fin de la forme du fil peut nécessiter des sessions répétées pour le placer sur l'ensemble batterie/aimant, vérifier la symétrie et l'équilibre, et élargir ou resserrer la boucle formée par les deux "bras" du cœur qui se rejoignent autour de la base. Assurez-vous que la boucle autour de l'aimant n'entre pas en contact avec la table; si c'est le cas, cela provoquera des frictions qui entraveront la vitesse et l'efficacité de votre moteur homopolaire.
5

Démarrer le moteur. Une fois que votre forme de fil est prête, vous pouvez le placer sur le pôle positif de la batterie. Regardez la forme du fil tourner en rond. Si vous êtes en couple, cette conception de moteur homopolaire fonctionne comme un cadeau romantique de bricolage facile.

Quel type de fil de cuivre dois-je utiliser lors de la fabrication d'un moteur homopolaire?

Méthode 3 sur 3: fabriquer un moteur homopolaire de ballerine

1

Commencez par faire une boucle qui s'adapte autour de l'aimant. Tout comme le fil de cuivre en forme de cœur, ce moteur homopolaire utilise une simple pile AA posée sur un aimant néodyme en position verticale avec son pôle positif orienté au-dessus du pôle négatif. Enroulez du fil de cuivre autour de l'aimant. Vous n'avez pas besoin de faire en sorte que toute la boucle touche la base; une boucle ovulaire qui touche la batterie en seulement deux points est aussi acceptable qu'une boucle circulaire qui saisit tout l'aimant.
2

Torsadez le fil dans un demi-tire-bouchon. Une fois la boucle autour de la base terminée, pliez le fil vers le haut et loin de la boucle autour de l'aimant. Le diamètre du tire-bouchon doit être de quelques millimètres plus large que celui de la batterie. Arrêtez le tire-bouchon à mi-hauteur de la batterie.
3

Changez la direction du fil en une ligne parfaitement verticale. À environ trois millimètres au-dessus du point le plus élevé de la batterie, appuyez sur le fil vers l'intérieur à un angle de 90 degrés vers le centre du pôle positif. Une fois que le fil est au-dessus de la motte centrale du pôle positif, pliez-le pour qu'il touche la motte, puis remonte et s'éloigne de la motte en un virage en épingle à cheveux.
4

Faites un petit danseur. Au lieu d'une forme de cœur, pliez le fil de cuivre en forme de ballerine, les bras tendus. Commencez par tourner le fil, pointant maintenant vers le haut, dans un virage à 90 degrés environ un pouce et demi au-dessus du pôle positif de la batterie. Environ un centimètre sur cette longueur, tirez le fil dans un virage en épingle à cheveux, en l'inclinant vers le virage de 90 degrés que vous venez de faire.
5
Inclinez le fil vers le haut dans un tour de quatre-vingt-dix degrés et tirez le fil dans une forme à peu près circulaire de la taille d'un nickel. Ce sera la tête du danseur. Une fois de l'autre côté du "cou" du danseur, ramenez le fil de l'autre côté du danseur, en reflétant les virages que vous venez de faire. Vous devriez vous retrouver avec une forme de "T" avec un cercle au-dessus de la jonction centrale. Cependant, vous ne pouvez pas terminer là où vous avez commencé (en touchant le point central du pôle positif de la batterie), et vous devrez donc couper le fil à environ un demi-centimètre au-dessus du pôle positif de la batterie.
- Il peut être utile d'utiliser un modèle ou un contour que vous avez dessiné ou imprimé à partir d'Internet pour façonner le fil en forme de ballerine. Vous pouvez imprimer le contour ou le modèle de la ballerine, puis poser le fil dessus en vous pliant le long du contour pour obtenir la forme souhaitée.

Choses dont vous aurez besoin

Un aimant néodyme
Une vis à bois
Une bobine de fil de cuivre de calibre fin (1,3 millimètre / calibre 16)
Pinces coupantes
Pince à bec effilé
Une pile AA

Conseils

Le danseur peut être une forme délicate car il est moins symétrique que la forme du cœur.
Si vous rencontrez des difficultés pour démarrer le moteur homopolaire, poussez-le légèrement ou tournez-le autour de son axe vertical pour le faire démarrer.
Si vous avez du mal à équilibrer le fil sur la batterie, ajustez-le un peu pour qu'il devienne plus symétrique.
Vous pouvez utiliser n'importe quelle forme symétrique lorsque vous pliez le fil de cuivre. La forme symétrique doit pouvoir toucher le pôle positif de la batterie et s'enrouler autour de l'aimant lui-même à la base de l'ensemble batterie/aimant. Vous pouvez utiliser un cœur, un rectangle ou une forme de papillon.

Le moteur homopolaire offre des possibilités illimitées de créativité - presque toutes les formes de fil de cuivre symétriques que vous pouvez imaginer peuvent être adaptées en tant que conception de moteur homopolaire.

Mises en garde

Débranchez le fil de cuivre des aimants et de la batterie si le moteur ne tourne pas afin de ne pas risquer de brûler la batterie.
N'utilisez pas de piles au lithium ou rechargeables, et ne les laissez pas sans surveillance.
N'utilisez jamais d'aimants pesant plus de 1 gramme; cela vous expose au risque de vous pincer la main ou d'écraser la batterie.
Faites attention. Le moteur homopolaire peut émettre beaucoup d'énergie sous forme de chaleur. Ne le laissez pas tourner trop longtemps ou votre main brûlera.
Ne laissez jamais les enfants toucher les aimants que vous utilisez dans l'expérience.

Lisez aussi: Comment décorer une chambre comme une maison hantée?