Sbírka fyzikálních pokusů

Homopolární motor

Pokus číslo: 2201

• Cíl pokusu

  Cílem pokusu je vytvořit elektromotor z jednoduchých pomůcek.

• Teorie

  Homopolární motor naší konstrukce je složen z permanentního magnetu, baterie a speciálně tvarovaného vodiče. Vodič je pohyblivě spojen s póly baterie, prochází jím tedy proud a v jeho okolí vzniká magnetické pole, které interaguje s polem permanentního magnetu.

  Směr síly, která působí na pohyblivý vodič s proudem, lze určit pomocí Flemingova pravidla levé ruky. Jeho aplikací zjistíme, že na pravé rameno vodiče působí magnetická síla směřující před nákresnu (směrem „ven z displeje“), zatímco na levé rameno síla směřující za nákresnu (směrem „do displeje“), což naznačuje obr. 1. Moment této dvojice sil uvádí pohyblivý vodič do otáčivého pohybu.

  

  Jako základ pro obr. 1 bylo využito schéma publikované jako volné dílo na Wikipedii.

• Pomůcky

  • tužková baterie
  • měděný drátek
  • neodymový magnet
  • kovová podložka (s průměrem odpovídajícím průměru tužkové baterie)
  • nůž a kleště

• Postup

  1. Z měděného drátku vytvořte konstrukci dle obr. 3. Průměr spodní smyčky odpovídá průměru válcového neodymového magnetu.

  2. Na neodymový magnet položte tužkový článek (doporučujeme kladný pól položit na magnet).

  3. Z měděné konstrukce seškrábejte izolaci v místě dotyků s magnetem a s baterií (vyznačeno v obrázku zelenými šipkami).

  4. Na volný pól baterie položte nebo připevněte podložku a do vzniklé prohlubně položte měděnou konsturkci.

  5. Sledujte výsledek pokusu.

  

• Vzorový výsledek

  Vzorový výsledek ukazuje video níže.

  Podobná konstrukce je využita také zde:

• Technické poznámky

  • Většina měděných drátů je pokryta nevodivou izolační vrstvou, tu je nutné v místě dotyku měděné aparatury s článkem a magnetem seškrábat smirkovým papírem nebo nožem. Alternativně lze použít neizolovaný drát.

  • Pokud je mezi měděnou konstrukcí a magnetem příliš velké tření, je otáčení motoru pomalé a trhané.

• Metodické poznámky

  • Experiment je vhodný k ověření, že žáci ovládají Flemingovo pravidlo levé ruky a jsou s jeho pomocí schopni předpovědět, jakým směrem se motor začne otáčet.

  • S homopolárním motorem se lze setkat i v konstrukčně odlišných variantách, tato je ale nejnázornější z hlediska vysvětlení jeho fungování.