קערה זעירה המציגה את כוח לורנץ: 4 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

יצרנו מערך פשוט שבו ניתן לדמיין את כוח לורנץ. על ידי מתן זרם לזרום במים עם תערובת סודה לשתייה והצבת מגנט מתחת לתערובת זו, הנוזל יניע תנועה מסתובבת סביב האלקטרודות.

מונח חשוב המשמש בהוראה זו הוא אלקטרודה. זהו חומר מוליך (בדרך כלל מתכת) המאפשר לזרום זרם מחומר מסוים לחומר אחר. במקרה זה האלקטרודות מאפשרות לזרם הזרם מחוט לתוך נוזל ולחוט שוב.

שלב 1: חומרים וכלים

החומרים והכלים הבאים נחוצים להרכב זה:

• מתאם 12 וולט עם כבל מתח DC. שים לב שכבל החשמל ייחתך.
• כבל 30 ס"מ*. זה ישמש לייצור אלקטרודות, ולכן שתי חתיכות נחושת, אלומיניום, גרפיט, פלטינה וכו 'יספיקו גם כן. כמו כן, הנחושת תחליד, כך שיהיה צורך באורך כבל נוסף לייצור אלקטרודות מרובות.
• מגנט בצורת דיסק. השתמשנו באחד בקוטר של 2 ס"מ.
• קערת זכוכית קטנה. השתמשנו בקערה מרובעת בגודל 10 ס"מ על 10 ס"מ.
• נייר קרטון (בערך 15 ס"מ^2).
• דֶבֶק.
• פיסת עץ 20 ס"מ X 15 ס"מ כבסיס.
• 1.5 גרם סודה לשתיה*.
• 100 מ"ל מים*.
• צבע מאכל.

* זהו הסכום הדרוש להפגנה לפחות פעם אחת.

יש צורך בכלים הבאים להתקנה זו:

• חשפן חוטים. למרות שגם סכין סטנלי תעבוד.
• צבת אף-שור
• כפית (לערבב את המים).

שלב 2: חיווט ואלקטרודות

התחל באמצעות חשפן החוט או סכין סטנלי כדי להפשיט את קצות כבל המתח DC למתאם כפי שמוצג בתמונה הראשונה מימין.

לאחר מכן, הפשי את כל הכבל בגודל 30 ס"מ כך שתשאר חוט נחושת. בעזרת הצבת מחצית מחוט הנחושת. כעת נעצב זאת כך שתהפוך לאלקטרודה יעילה. בעזרת הצבת, כופפו קצה אחד של חוט הנחושת למערבולת ועיצבו את הקצה השני ל'קרס 'כך שהאלקטרודה תוכל לשבת על קצה הקערה כפי שמוצג בתמונה השנייה מימין. בצע זאת גם למחצית השנייה של החוט. מניחים את האלקטרודות על קצה הקערה (זה מול זה) ולוחצים אותן על דפנות הקערה כפי שמוצג בתמונה השלישית מימין. וודא שחלקם המערבי של האלקטרודות נמצא במרחק של כ- 2 ס"מ זה מזה. צור מחדש את האלקטרודות לפי הצורך וחתך את החוט העודף.

כדי לסיים את האלקטרודות, קחו את הקצוות המופשטים של כבל החשמל DC וקשרו כל קצה מופשט סביב הקרס של אלקטרודה אחת.

שלב 3: פלטפורמת קערה

לצורך ניסוי זה, יש להניח מגנט מתחת לקערה. כדי להקל על המיקום הזה יצרנו פלטפורמה לקערה יחד עם כלי לדחיפת המגנט.

להכנת הרציף, חותכים ריבוע בגודל 4X4 ס"מ מהקרטון. חותכים ריבועים קטנים יותר בגודל 1 X 1 ס"מ ויוצרים 4 ערימות של ריבועי קרטון זעירים ליצירת רגלי הרציף. מספר הריבועים הקטנים הדרושים תלוי בגובה המגנט. וודא שהרציף מעט גבוה מהמגנט, כך שהמגנט יוכל להחליק תחתיו בקלות. הדביקו את ריבועי הקרטון הזעירים והדביקו אותם לפינות הרציף כפי שמוצג בתמונה הראשונה מימין.

כדי להכין את כלי המחוון למגנטים, גזור רצועה בגודל 2X7.5 ס"מ מהקרטון. מקצה אחד חותכים עיגול למחצה בקוטר של כ -2 ס"מ. המגנט צריך להתאים בקלות לקצה זה של רצועת הקרטון כפי שמוצג בתמונה השנייה מימין.

לבסוף, חותכים שתי רצועות בגודל 12 X 1 ס"מ ורצועה של 4 X 1 ס"מ. רצועות אלו ישמשו כ'גדר 'למגנט ולמחוון שלו. הדבק את כל רכיבי הקרטון, למעט המחוון על פיסת העץ כפי שמוצג בתמונה השמאלית.

שלב 4: ביצוע הניסוי

שופכים את המים לקערה ומניחים אותם על משטח הקרטון. החלק את המגנט מתחת לקערה וחבר את כבל המתח DC למתאם. אם מתחילות להיווצר בועות סביב אחת האלקטרודות המשמעות היא שזרם זורם בחוטים כפי שמוצג בתמונה השמאלית. מוסיפים את הסודה לשתייה ומערבבים במידת הצורך כדי שהסודה לשתייה תתמוסס מהר יותר. סביר להניח שתוכל לראות שהסודה לשתייה מסתובבת סביב האלקטרודות. הוסיפו מעט צבע מאכל למים כך שהתנועות המסתובבות הללו יהפכו לגלויות יותר כפי שמוצג בתמונה מימין. כעת הראית את פעולתו של כוח לורנץ בניסוי קטן ופשוט.

הערה: אחת מאלקטרודות הנחושת תתפורר וצבע פני השטח שלה יהפוך לטורקיז, בעוד האלקטרודה השנייה הופכת לשחורה. אם ברצונך לבצע ניסוי זה מספר פעמים או לפרקי זמן ארוכים יותר, מומלץ לבצע אלקטרודות נחושת מרובות מראש. במקום זאת ניתן להשתמש באלקטרודות גרפיט או פלטינה מכיוון שחומרים אלה אינם מתכלים.