Pada tahun 1821, Michael Faraday membangun motor homopolar sederhana menggunakan baterai, magnet, dan kawat, yang membuka jalan bagi motor listrik modern. Dengan bahan yang sama, Anda dapat membuat motor homopolar Anda sendiri dan mencoba beberapa eksperimen untuk melihat fisika bekerja!
Langkah
Metode 1 dari 3: Membangun Motor Homopolar Sederhana
Langkah 1. Kumpulkan bahan Anda
Anda tidak memerlukan alat khusus untuk membuat motor homopolar. Yang Anda butuhkan hanyalah baterai, seutas kawat tembaga, dan magnet neodymium.
- Anda dapat menggunakan jenis baterai alkaline apa pun, tetapi baterai yang lebih besar, seperti sel C, akan lebih mudah dipegang.
- Dapatkan beberapa inci kawat tembaga. Anda dapat menggunakan kawat telanjang atau kawat berinsulasi. Jika Anda memilih untuk menggunakan kawat berinsulasi, lepaskan beberapa insulasi di setiap ujungnya. Anda dapat menemukan kawat tembaga secara online, atau di sebagian besar toko perangkat keras.
- Magnet neodymium apa pun harus melakukan trik untuk percobaan ini, tetapi cari yang memiliki pelapis konduktif. Anda dapat membeli magnet neodymium berlapis nikel dengan berbagai ukuran secara online.
- Anda juga membutuhkan satu sekrup drywall. Sekrup akan membiarkan Anda melihat motor beraksi. Setelah Anda berhasil membuat motor, sekrup akan berputar.
Langkah 2. Pasang magnet pada sekrup
Ambil magnet neodymium dan pasang di kepala sekrup drywall.
Langkah 3. Pasang sekrup ke salah satu ujung baterai
Anda dapat meletakkan ujung sekrup di kedua sisi baterai. Sisi yang Anda pilih akan menentukan arah mana motor Anda akan berputar.
Titik kontak tunggal antara ujung sekrup dan baterai berfungsi sebagai bantalan gesekan rendah. Magnet yang lebih berat akan mengurangi jumlah gesekan antara dua titik ini
Langkah 4. Tempatkan kabel tembaga pada baterai
Ambil kabel tembaga Anda dan pegang ke ujung baterai yang lain. Misalnya, jika Anda meletakkan sekrup di ujung tombol baterai, pegang kabel tembaga ke ujung yang rata.
Langkah 5. Lengkapi motor
Tempatkan ujung bebas kabel tembaga dengan hati-hati ke sisi magnet. Magnet dan sekrup harus mulai berputar.
- Saat Anda menempatkan kabel tembaga ke sisi magnet, Anda menyelesaikan sirkuit di antara terminal baterai. Arus mengalir dari salah satu ujung baterai, turun ke sekrup, dan masuk ke magnet. Dengan menyentuhkan kabel ke sisi magnet, Anda membiarkan arus tetap mengalir melalui kabel, dan ke ujung baterai yang lain.
- Motor homopolar mampu berputar terus menerus tanpa perlu membalikkan arah arus.
- Tidak butuh waktu lama untuk sekrup mulai berputar dengan kecepatan tinggi. Baik sekrup maupun magnet dapat dengan mudah lepas dari baterai. Berhati-hatilah saat bekerja dengan magnet dan listrik.
- Ada kemungkinan kawat menjadi hangat saat melakukan percobaan ini. Jangan pegang kawat ke magnet untuk waktu yang lama.
Metode 2 dari 3: Membuat Motor Homopolar Berdiri Bebas
Langkah 1. Kumpulkan persediaan Anda
Anda hanya perlu beberapa hal untuk membuat motor homopolar berdiri bebas. Anda harus dapat menemukan semua yang Anda butuhkan secara online, atau di toko perangkat keras lokal Anda.
- Anda membutuhkan bahan-bahan berikut untuk membuat motor Anda: 1 baterai AA, 2-3 magnet neodymium, dan beberapa inci kawat tembaga.
- Anda mungkin juga memerlukan sepasang pemotong kawat atau tang untuk membantu Anda mengerjakan kawat tembaga.
Langkah 2. Tempatkan baterai pada magnet
Tumpuk magnet Anda bersama-sama untuk membuat dudukan. Tempatkan sisi datar atau negatif baterai di atas magnet.
Langkah 3. Tekuk kawat tembaga Anda
Ambil beberapa inci kawat tembaga dan tekuk sehingga salah satu ujungnya menyentuh magnet, dan salah satu ujungnya menyentuh sisi positif baterai.
- Anda dapat menekuk kawat tembaga Anda menjadi berbagai bentuk yang akan berputar saat diletakkan di atas baterai. Bentuk simetris bekerja paling baik, sehingga pemintalan tidak membuat kabel kehilangan keseimbangan.
- Coba tekuk kawat Anda menjadi bentuk hati. Saat Anda membentuk bentuk hati, tekuk setiap ujung kawat tembaga agar pas di sekitar magnet. Lekukan di bagian atas hati akan menjadi titik penghubung ke ujung positif baterai.
Langkah 4. Tempatkan kawat di atas motor
Ambil kabel Anda dan letakkan di atas baterai. Selama Anda memiliki bagian kabel yang menyentuh sisi magnet, dan bagian kabel yang menyentuh sisi positif baterai, kabel Anda akan berputar.
- Arus pada motor homopolar ini mengalir dengan adanya medan magnet. Ketika arus mengalir dalam medan magnet, ia akan mengalami sesuatu yang dikenal sebagai gaya Lorentz. Gaya Lorentz inilah yang menyebabkan kawat berputar di sekitar baterai.
- Kabel terhubung ke baterai di tiga titik. Satu titik kawat berada di terminal positif, dan kedua ujung kawat berada di dekat magnet, di terminal negatif. Arus mengalir keluar dari terminal positif dan menuruni kedua sisi kawat. Medan magnet mendorong arus keluar, menyebabkan kabel berputar.
Metode 3 dari 3: Membangun Sistem Propulsi Magnetohidrodinamik
Langkah 1. Kumpulkan persediaan Anda
Anda dapat menggunakan motor homopolar Anda untuk mendemonstrasikan propulsi magnetohydrodynamic (MHD). Propulsi MHD adalah sarana menggunakan arus listrik untuk mendorong sesuatu melalui air. Anda memerlukan hal berikut untuk eksperimen ini:
- 1 baterai sel C
- 1 magnet neodymium yang kuat
- 2 buah kawat tembaga tebal
- Piring kecil
- Garam dan merica
Langkah 2. Siapkan air
Tuangkan sekitar 0,25 hingga 0,5 inci (0,6 hingga 1,3 cm) air ke dalam piring. Jangan mengisi piring sepenuhnya. Aduk sedikit garam dan merica, dan letakkan piring di atas magnet.
Menambahkan garam meningkatkan konduktivitas air. Menambahkan lada memungkinkan Anda melihat tenaga penggerak bekerja
Langkah 3. Tekuk kawat
Tekuk setiap potongan kawat sehingga ketika Anda memegang kabel ke baterai, ujung yang berlawanan hanya terpisah beberapa sentimeter.
Saat Anda memegang kabel tembaga ke baterai, kabel seharusnya hampir membentuk bentuk "Y". Berhati-hatilah agar ujung kawat tidak saling bersentuhan
Langkah 4. Pegang kabel ke baterai
Pegang satu kabel pada sisi positif baterai, dan satu ujung pada sisi negatif baterai.
Langkah 5. Tempelkan ujung kabel yang bebas ke dalam wadah berisi air
Tempatkan satu kawat di tengah piring, dan yang lainnya di sisi piring. Anda akan melihat air mulai berputar di sekitar salah satu kabel.
- Air bergerak karena gaya Lorentz. Setiap kawat membawa arus listrik. Saat Anda mencelupkan kabel ke dalam air garam, Anda menyelesaikan sirkuit. Arus bergerak secara horizontal melalui air, dari satu kawat ke kawat lainnya. Karena piringan air diletakkan di atas magnet, ada medan magnet yang bergerak ke atas melalui air. Ketika arus listrik bergerak melalui medan magnet, gaya Lorentz menyebabkan air berputar.
- Jika Anda memutar baterai, Anda dapat membalikkan arah arus, dan air akan berputar ke arah yang berlawanan.
- Anda berurusan dengan air dan listrik, jadi berhati-hatilah saat melakukan percobaan ini.
