Малка купа, представяща силата на Лоренц: 4 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Създадохме проста настройка, в която силата на Лоренц може да се визуализира. Като оставите ток да тече през вода със смес от сода бикарбонат и поставете магнит под тази смес, течността ще направи въртящо се движение около електродите.

Важен термин, използван в тази инструкция, е електрод. Това е проводящ материал (обикновено метал), който позволява токът да тече от определено вещество към друго. В този случай електродите позволяват на тока да тече от проводник в течност и отново в проводник.

Стъпка 1: Материали и инструменти

За тази настройка са необходими следните материали и инструменти:

• 12 V адаптер с DC захранващ кабел. Имайте предвид, че захранващият кабел ще бъде отрязан.
• 30 см кабел*. Това ще се използва за производство на електроди, така че две парчета мед, алуминий, графит, платина и т.н. също биха били достатъчни. Също така, медта ще ръждясва, така че би било желателно да има допълнителна дължина на кабела, за да се направят множество електроди.
• Магнит във формата на диск. Използвахме такъв с диаметър 2 см.
• Малка стъклена купа. Използвали сме квадратна купа с размери 10 cm X 10 cm.
• Картонена хартия (около 15 см^2).
• Лепило.
• 20 см X 15 см парче дърво като основа.
• 1,5 г сода за хляб*.
• 100 мл вода*.
• Оцветители за храни.

* Това е сумата, необходима за демонстрация поне веднъж.

За тази настройка са необходими следните инструменти:

• Машина за сваляне на тел. Въпреки че ножът Stanley също би работил.
• Клещи за бик
• Лъжица (за разбъркване на водата).

Стъпка 2: Окабеляване и електроди

Започнете, като използвате машината за отстраняване на тел или ножа Stanley, за да отстраните краищата на DC захранващия кабел за адаптера, както е показано на първото изображение вдясно.

След това отстранете целия 30 см кабел, така че да останете с медна жица. С помощта на клещите, половината медна жица. Сега ще оформяме това, така че да се превърне в ефективен електрод. С помощта на клещите огънете единия край на медната жица във вихър и оформете другия край в „кука“, така че електродът да може да седне на ръба на купата, както е показано на второто изображение вдясно. Направете това и за втората половина на проводника. Поставете електродите на ръба на купата (една срещу друга) и ги притиснете към страните на купата, както е показано на третото изображение вдясно. Уверете се, че въртящата се част на електродите е на около 2 см един от друг. Преоформете електродите, ако е необходимо и отрежете излишния проводник.

За да завършите електродите, вземете оголените краища на захранващия кабел за постоянен ток и завържете всеки оголен край около куката на един електрод.

Стъпка 3: Платформа за купа

За този експеримент трябва да се постави магнит под купата. За да улесним това разположение, направихме платформа за купата заедно с инструмент за натискане на магнита.

За да направите платформата, изрежете квадрат 4 х 4 см от картона. Изрежете по -малки квадратчета с размери 1 X 1 cm и създайте 4 купчини малки картонени квадратчета, за да създадете краката на платформата. Необходимият брой по -малки квадратчета зависи от височината на магнита. Уверете се, че платформата е малко по -висока от магнита, така че магнитът лесно да се плъзне под нея. Залепете малките картонени квадратчета заедно и ги залепете към ъглите на платформата, както е показано на първото изображение вдясно.

За да направите инструмента за плъзгане на магнита, изрежете 2 x 7,5 cm лента от картона. От единия край отрежете полукръг с диаметър около 2 cm. Магнитът трябва лесно да се побере в този край на картонената лента, както е показано на второто изображение вдясно.

Накрая изрежете две ленти с размери 12 X 1 cm и лента с размери 4 X 1 cm. Тези ленти ще действат като „ограда“за магнита и неговия плъзгач. Залепете всички картонени компоненти, с изключение на плъзгача, върху парчето дърво, както е показано на лявото изображение.

Стъпка 4: Извършване на експеримента

Изсипете водата в купата и я поставете върху картонената платформа. Плъзнете магнита под купата и свържете DC захранващия кабел към адаптера. Ако около един от електродите започнат да се образуват мехурчета, това означава, че токът преминава през проводниците, както е показано на лявото изображение. Добавете содата и разбъркайте, ако е необходимо, за да се разтвори по -бързо содата. Вероятно ще можете да видите, че содата за хляб се върти около електродите. Добавете малко хранителен оцветител към водата, така че тези въртящи се движения да станат по -видими, както е показано на изображението вдясно. Сега показахте работата на силата на Лоренц в малък, прост експеримент.

Забележка: Един от медните електроди ще се разгради и цветът на повърхността му ще стане тюркоазен, докато другият електрод става черен. Ако искате да извършите този експеримент няколко пъти или за по -дълги периоди от време, се препоръчва да направите няколко медни електрода предварително. Вместо това могат да се използват графитни или платинени електроди, тъй като тези материали няма да се разграждат.