Meget simpel unipolar elektromotor

Forsøg nr.: 85
Formål: At demonstrere en meget simpel elektromotor.
Resume: En uhyre simpel elektromotor laves af en lille cylindrisk magnet, en skrue, et batteri og en ledning.
Nøgleord: Elektriske kredsløb, elektromotorisk kraft, magnetfelter, magnetisk kraft, magnetisme, motorer og generatorer, kraftmoment, kræfter, rotation.

Beskrivelse:

En elektrisk strøm bliver påvirket af en kraft, hvis strømmen løber i et magnetfelt. Dette kan man benytte til at lave en uhyre simpel elmotor, der kun består af et batteri, en magnet, en ledning og en lille, spids, magnetiserbar skrue (for eksempel en træskrue).

Diagram over helt simpel elektromotor bestående af batteri, ledning, magnet og skrue. Skruen sidder fast på batteriet via magnetfeltet.

Magneten skal være lille, men kraftig, og have en cylindrisk form. Den sættes for enden af skruen, og magnetfeltet gør, at skruen nu kan sættes fast på bunden af batteriet.

Billede af ultra simpel unipolar elektromotor. Skrue og magnet roterer meget hurtigt.

Herefter tager man en ledning og forbinder batteriets top med siden af magneten. Resultatet er, at skruen begynder at rotere overraskende hurtigt (se film i referencerne).

Kraftmomentet, der sætter skruen i rotation, kommer fra vekselvirkningen mellem magnetfeltet og strømmen, der løber igennem magnetfeltet. Strømmen fra et batteri, der kortsluttes, er faktisk ganske høj, og hvis magneten er kraftig, kan rotationen blive meget hurtig. Det har desuden betydning, at friktionen mellem skrue og batteri er meget lille.

Udstyr og materialer:

Lille magnet
Batteri
Lille stump ledning
Skrue

Referencer:

H.J. Schlichting and C. Ucke: "A fast, high-tech, low cost electric motor construction".
Quick Time film af ultra simpel elektromotor (4,19 MB).
M. Faraday: "Experimental Researches in Electricity", Phil. Trans. Roy. Soc. 122, 125 (1832).
J. Guala-Valverde, P. Mazzoni, and R. Achilles: "The homopolar motor: A true relativistic engine", Am. J. Phys. 70, 1052 (2002).
C. Chiaverina: "The Simplest Motor?", The Physics Teacher 42, 553 (2004). (http://scitation.aip.org/tpt)
R.B. Clark: "The Simplest Generator from the Simplest Motor?", The Physics Teacher 44, 121 (2006). (Magneten placeres på en skruemaskine, hvorved den virker som generator.) (http://scitation.aip.org/tpt)
N. Sugimoto and H. Kawada: "The homopolar motor and its evolution", The Physics Teacher 44, 313 (2006). (http://scitation.aip.org/tpt)

PIRA DCS: 5K40.10 (Elektricitet og magnetisme: Elektromagnetisk induktion)

Opdateret: 01.06.2006

Har du kommentarer, rettelser eller tilføjelser til dette forsøg, så send en til FYSIKBASEN.DK.