Fabrication de moteurs homopolaires électrodynamiques

30 min Âges 10-14 Intérieur

Pliez le fil de cuivre nu dans un cadre équilibré et montez-le sur une pile AA verticale reposant sur des aimants en néodyme. Lorsque le fil effleure les aimants, le courant circul...

Matériel nécessaire

  • • Pile alcaline AA 1,5 V (1 unité)
  • • Aimants à disque en néodyme (grade N45 ou supérieur, diamètre 1/2 pouce) (2 à 3 unités)
  • • Fil de cuivre massif nu (calibre 16-18, non isolé) (30 cm)
  • • Pince à bec effilé avec coupe-fil (1 unité)

Conseils aux parents

  • → Fixez deux puissants disques magnétiques en néodyme à la borne négative plate d'une pile AA verticale.
  • → Pliez le fil de cuivre nu en forme de cœur ou de papillon équilibré avec une fossette de pivot central reposant sur la borne supérieure positive.
  • → Les boucles de fil inférieures doivent toucher légèrement le nickelage de l'aimant à la base : le courant circulant perpendiculairement au champ magnétique génère un couple de Lorentz de rotation.

Consignes de sécurité

Le fil de cuivre s'échauffera à cause du courant de court-circuit ; faites tourner le moteur toutes les 30 secondes pour permettre le refroidissement.

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Instructions étape par étape

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Étape 1

Fixez deux disques magnétiques en néodyme nickelés sur la borne négative plate d'une pile alcaline AA neuve de 1,5 V et placez-la debout sur une table.

⏱️ ~5 min
2

Étape 2

Utilisez une pince à bec effilé pour plier un fil de cuivre nu de 20 cm en forme de cœur symétrique, avec une bosse de pivot central vers le bas en haut.

⏱️ ~10 min
3

Étape 3

Ajustez les boucles de fil inférieures pour qu'elles forment des anneaux lâches en effleurant légèrement le bord extérieur en nickel des aimants à la base.

⏱️ ~5 min
4

Étape 4

Posez la fossette supérieure sur la borne positive du bouton de la batterie : ajustez jusqu'à ce que le courant circule et que le fil tourne rapidement tout seul.

⏱️ ~10 min

Ce qu'ils apprennent

La loi de Lorentz Force (F = q(E + v x B)) Physique des moteurs homopolaires à courant continu Génération de couple magnétique de rotation