Pieni kulho, joka esittelee Lorentzin voiman: 4 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Olemme luoneet yksinkertaisen kokoonpanon, jossa Lorentzin voima voidaan visualisoida. Antamalla virran kuluttaa ruokasoodaa sisältävän veden läpi ja asettamalla magneetti tämän seoksen alle, neste tekee pyörivän liikkeen elektrodien ympärille.

Tässä ohjeessa käytetty tärkeä termi on elektrodi. Tämä on johtava materiaali (yleensä metalli), joka antaa virran virrata tietystä aineesta toiseen. Tässä tapauksessa elektrodit antavat virran virrata langasta nesteeseen ja jälleen lankaan.

Vaihe 1: Materiaalit ja työkalut

Tätä asennusta varten tarvitaan seuraavat materiaalit ja työkalut:

• 12 V: n sovitin DC -virtajohdolla. Huomaa, että virtajohto leikataan auki.
• 30 cm: n kaapeli*. Tätä käytetään elektrodien valmistukseen, joten myös kaksi kuparia, alumiinia, grafiittia, platinaa jne. Riittää. Myös kupari ruostuu pois, joten kaapelin lisäpituuden saaminen useiden elektrodien tekemiseksi voi olla toivottavaa.
• Levyn muotoinen magneetti. Käytimme sellaista, jonka halkaisija on 2 cm.
• Pieni lasinen kulho. Käytimme neliömäistä kulhoa, jonka koko on 10 x 10 cm.
• Pahvipaperi (noin 15 cm^2).
• Liima.
• Pohjana 20 cm x 15 cm puukappale.
• 1,5 g ruokasoodaa*.
• 100 ml vettä*.
• Elintarvikeväri.

* Tämä on summa, joka tarvitaan osoittamaan vähintään kerran.

Tätä asetusta varten tarvitaan seuraavat työkalut:

• Langanpoistaja. Vaikka stanley -veitsi toimisi hyvin.
• Pihtipihdit
• Lusikka (veden sekoittamiseen).

Vaihe 2: Johdotus ja elektrodit

Aloita irrottamalla sovittimen tasavirtajohdon päät langanpoistimella tai stanley -veitsellä, kuten oikealla olevassa ensimmäisessä kuvassa.

Kuori sitten koko 30 cm: n kaapeli niin, että sinulle jää kuparilanka. Pihteillä puolet kuparilangasta. Suunnittelemme sen nyt niin, että siitä tulee tehokas elektrodi. Taivuta pihdeillä kuparilangan toinen pää pyörteeseen ja muotoile toinen pää "koukuksi" niin, että elektrodi voi istua kulhon reunalla, kuten on esitetty toisessa kuvassa oikealla. Tee tämä myös langan toiselle puoliskolle. Aseta elektrodit kulhon reunaan (vastakkain) ja paina niitä kulhon reunoihin oikealla olevan kolmannen kuvan mukaisesti. Varmista, että elektrodien pyörivä osa on noin 2 cm: n päässä toisistaan. Muotoile elektrodit uudelleen ja katkaise ylimääräinen johto.

Viimeistele elektrodit ottamalla tasavirtajohdon irrotetut päät ja sitomalla kuorittu pää yhden elektrodin koukun ympärille.

Vaihe 3: Kulhoalusta

Tätä kokeilua varten kulhon alle on asetettava magneetti. Tämän sijoittamisen helpottamiseksi olemme tehneet kulholle alustan yhdessä työkalun kanssa magneetin työntämiseksi.

Leikkaa alusta tasosta leikkaamalla pahvista 4 x 4 cm neliö. Leikkaa pienempiä 1 x 1 cm: n neliöitä ja luo 4 pinoa pieniä pahvilaatikoita korin jalkojen luomiseksi. Tarvittavien pienempien neliöiden määrä riippuu magneetin korkeudesta. Varmista, että taso on hieman magneettia korkeammalla, jotta magneetti voi helposti liukua sen alle. Liimaa pienet pahvilaudat yhteen ja liimaa ne korin kulmiin oikealla olevan ensimmäisen kuvan mukaisesti.

Leikkaa magneetin liukusäädin leikkaamalla pahvista 2 x 7,5 cm: n nauha. Katkaise toisesta päästä puoliympyrä, jonka halkaisija on noin 2 cm. Magneetin pitäisi sopia helposti pahviliuskan tähän päähän, kuten on esitetty toisessa kuvassa oikealla.

Leikkaa lopuksi kaksi 12 x 1 cm: n nauhaa ja 4 x 1 cm: n nauha. Nämä nauhat toimivat magneetin ja sen liukusäätimen "aidana". Liimaa kaikki pahvikomponentit liukusäädintä lukuun ottamatta puukappaleeseen, kuten vasemmalla olevassa kuvassa.

Vaihe 4: Kokeilun suorittaminen

Kaada vesi kulhoon ja aseta se pahvialustalle. Liu'uta magneetti kulhon alle ja kytke tasavirtajohto sovittimeen. Jos jonkin elektrodin ympärille alkaa muodostua kuplia, se tarkoittaa, että virta kulkee johtimien läpi vasemman kuvan mukaisesti. Lisää ruokasooda ja sekoita tarvittaessa, jotta ruokasooda liukenee nopeammin. Todennäköisesti näet, että ruokasooda pyörii elektrodien ympärillä. Lisää veteen elintarvikeväriä, jotta nämä pyörivät liikkeet tulevat paremmin näkyviin, kuten oikealla olevassa kuvassa näkyy. Olet nyt osoittanut Lorentzin voiman toiminnan pienessä, yksinkertaisessa kokeessa.

Huomautus: Yksi kuparielektrodeista hajoaa ja sen pinnan väri muuttuu turkoosiksi, kun taas toinen elektrodi muuttuu mustaksi. Jos haluat suorittaa tämän kokeen useita kertoja tai pidempään, on suositeltavaa tehdä useita kuparielektrodeja etukäteen. Sen sijaan voitaisiin käyttää grafiitti- tai platinaelektrodeja, koska nämä materiaalit eivät hajoa.