Pisike kauss, mis tutvustab Lorentzi jõudu: 4 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Oleme loonud lihtsa ülesehituse, milles saab Lorentzi jõudu visualiseerida. Kui lasta voolul voolata läbi söögisoodat sisaldava vee ja asetada selle segu alla magnet, teeb vedelik elektroodide ümber pöörleva liikumise.

Selles juhendis kasutatav oluline termin on elektrood. See on juhtiv materjal (tavaliselt metall), mis võimaldab voolu teatud ainest teise. Sellisel juhul võimaldavad elektroodid voolu juhtmest voolata ja uuesti juhtmesse.

Samm: materjalid ja tööriistad

Selle ülesehituse jaoks on vaja järgmisi materjale ja tööriistu:

• 12 V adapter alalisvoolu toitekaabliga. Pange tähele, et toitekaabel lõigatakse lahti.
• 30 cm kaabel*. Seda kasutatakse elektroodide valmistamiseks, seega piisaks ka kahest vasest, alumiiniumist, grafiidist, plaatinast jne. Samuti hakkab vask roostetama, nii et mitme elektroodi valmistamiseks võib olla soovitav kaabli lisapikkus.
• Ketta kujuline magnet. Oleme kasutanud ühte, mille läbimõõt on 2 cm.
• Väike klaasist kauss. Oleme kasutanud ruudukujulist kaussi mõõtmetega 10 x 10 cm.
• Papppaber (umbes 15 cm^2).
• Liim.
• Aluseks 20 cm X 15 cm puutükk.
• 1,5 g söögisoodat*.
• 100 ml vett*.
• Toiduvärv.

* See on summa, mida on vaja vähemalt korra demonstreerimiseks.

Selle seadistamiseks on vaja järgmisi tööriistu:

• Traadi eemaldaja. Kuigi stanley nuga töötaks ka.
• Bull-nina tangid
• Lusikas (vee segamiseks).

Samm: juhtmestik ja elektroodid

Alustuseks kasutage adapterist alalisvoolukaabli otste eemaldamiseks traadieemaldajat või kanginoad, nagu on näidatud paremal esimesel pildil.

Seejärel eemaldage kogu 30 cm kaabel nii, et teil oleks vasktraat. Tangide abil pool vasktraati. Nüüd kujundame selle nii, et sellest saaks tõhus elektrood. Painutage tangide abil vasktraadi üks ots keeriseks ja vormige teine ots konksuks, nii et elektrood saaks istuda kausi servale, nagu on näidatud teisel pildil paremal. Tehke seda ka traadi teise poole jaoks. Asetage elektroodid kausi servale (üksteise vastas) ja suruge need vastu kausi külgi, nagu on näidatud paremal kolmandal pildil. Veenduge, et elektroodide pöörlev osa oleks üksteisest umbes 2 cm kaugusel. Muutke elektroode vastavalt vajadusele ja lõigake üleliigne traat ära.

Elektroodide viimistlemiseks võtke alalisvoolu toitekaabli otsad ja siduge iga kooritud ots ümber ühe elektroodi konksu.

3. samm: kausi platvorm

Selle katse jaoks on vaja kausi alla panna magnet. Selle paigutuse hõlbustamiseks oleme teinud kausi jaoks platvormi koos tööriistaga magneti lükkamiseks.

Platvormi valmistamiseks lõigake papist välja 4 X 4 cm ruut. Lõika välja väiksemad ruudud 1 X 1 cm ja loo platvormi jalgade loomiseks 4 virna pisikesi papist ruute. Vajalike väiksemate ruutude arv sõltub magneti kõrgusest. Veenduge, et platvorm oleks magnetist veidi kõrgemal, nii et magnet saaks selle all hõlpsalt libiseda. Liimige väikesed papist ruudud kokku ja liimige need platvormi nurkadesse, nagu on näidatud paremal esimesel pildil.

Magnetliuguri tegemiseks lõigake papist välja 2 X 7,5 cm riba. Ühest otsast lõigake poolring, mille läbimõõt on umbes 2 cm. Magnet peaks kergesti sobituma papist riba sellesse otsa, nagu on näidatud teisel pildil paremal.

Lõpuks lõigake kaks 12 x 1 cm riba ja 4 x 1 cm riba. Need ribad toimivad magneti ja selle liuguri aiana. Liimige kõik papist komponendid, välja arvatud liugur, puidutükile, nagu on näidatud vasakul pildil.

4. samm: katse sooritamine

Valage vesi kaussi ja asetage see papist platvormile. Lükake magnet kausi alla ja ühendage alalisvoolu toitekaabel adapteriga. Kui ühe elektroodi ümber hakkavad tekkima mullid, tähendab see, et vool jookseb läbi juhtmete, nagu on näidatud vasakul pildil. Lisage söögisoodat ja vajadusel segage, et söögisooda kiiremini lahustuks. Tõenäoliselt näete, et söögisooda pöörleb ümber elektroodide. Lisage veele toiduvärvi, et need pöörlevad liigutused muutuksid paremini nähtavaks, nagu on näidatud paremal oleval pildil. Olete nüüd väikese ja lihtsa katsega näidanud Lorentzi jõu toimimist.

Märkus: Üks vask -elektrood laguneb ja selle pinna värvus muutub türkiissiniseks, teine elektrood muutub mustaks. Kui soovite seda katset teha mitu korda või pikema aja jooksul, on soovitatav teha mitu vask -elektroodi eelnevalt. Selle asemel võiks kasutada grafiidi- või plaatinaelektroode, kuna need materjalid ei lagune.