En liten skål som visar Lorentz Force: 4 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

Vi har skapat ett enkelt upplägg där Lorentz-kraften kan visualiseras. Genom att låta en ström rinna genom ett vatten med bakpulverblandning och placera en magnet under denna blandning kommer vätskan att rotera runt elektroderna.

En viktig term som används i denna instruerbara är en elektrod. Detta är ett ledande material (vanligtvis en metall) som låter ström strömma från ett visst ämne till ett annat. I detta fall tillåter elektroderna att strömmen kan strömma från en tråd till en vätska och in i en tråd igen.

Steg 1: Material och verktyg

Följande material och verktyg behövs för denna uppställning:

• 12 V -adapter med likströmskabel. Observera att strömkabeln kommer att klippas upp.
• 30 cm kabel*. Detta kommer att användas för att göra elektroder, så två bitar koppar, aluminium, grafit, platina, etc. skulle också vara tillräckligt. Dessutom rostar koppar bort, så att ha extra kabellängd för att göra flera elektroder kan vara önskvärt.
• En skivformad magnet. Vi har använt en med en diameter på 2 cm.
• En liten glasskål. Vi har använt en fyrkantig skål på 10 cm X 10 cm.
• Kartongpapper (ca 15 cm^2).
• Lim.
• 20 cm X 15 cm träbit som bas.
• 1,5 g bakpulver*.
• 100 ml vatten*.
• Matfärgning.

* Detta är det belopp som behövs för att demonstrera minst en gång.

Följande verktyg behövs för den här konfigurationen:

• Wire stripper. Även om en stanleykniv också skulle fungera.
• Bull-tång
• Sked (för att röra om vattnet).

Steg 2: Kabeldragning och elektroder

Börja med att använda trådavlägsnaren eller Stanley -kniven för att ta bort ändarna på likströmskabeln för adaptern som visas på den första bilden till höger.

Dra sedan av hela 30 cm kabeln så att du sitter kvar med en koppartråd. Med hjälp av tången, halva koppartråden. Vi kommer nu att forma detta så att det blir en effektiv elektrod. Böj ena änden av koppartråden med en tång till en virvel och forma den andra änden till en "krok" så att elektroden kan sitta på skålens kant som visas på den andra bilden till höger. Gör detta också för andra halvan av tråd. Placera elektroderna på skålens kant (mittemot varandra) och tryck dem mot skålens sidor som visas på den tredje bilden till höger. Se till att elektrodernas swirly -del är cirka 2 cm från varandra. Omforma elektroderna efter behov och klipp av eventuell överflödig tråd.

För att avsluta elektroderna, ta de avskalade ändarna av likströmskabeln och binda varje avskalad ände runt kroken på en elektrod.

Steg 3: Skålplattform

För detta experiment måste en magnet placeras under skålen. För att göra denna placering enklare har vi gjort en plattform för skålen tillsammans med ett verktyg för att trycka på magneten.

För att göra plattformen, skär en fyrkant på 4 x 4 cm ur kartongen. Klipp ut mindre rutor på 1 X 1 cm och skapa 4 staplar med små pappkanter för att skapa plattformens ben. Antalet mindre kvadrater som behövs beror på magnetens höjd. Se till att plattformen är lite högre än magneten, så att magneten lätt kan glida under den. Limma ihop de små kartongrutor och limma dem på plattformens hörn som visas på den första bilden till höger.

För att göra magnetglidverktyget, klipp ut en 2 X 7,5 cm remsa från kartongen. Från ena änden, skär av en halvcirkel med en diameter på cirka 2 cm. Magneten ska enkelt passa i denna ände av kartongremsan som visas på den andra bilden till höger.

Skär slutligen två remsor på 12 X 1 cm och en remsa på 4 X 1 cm. Dessa remsor fungerar som "staketet" för magneten och dess reglage. Limma alla kartongkomponenter, förutom skjutreglaget, på träbiten enligt bilden till vänster.

Steg 4: Utföra experimentet

Häll vattnet i skålen och lägg detta på kartongplattformen. Skjut magneten under skålen och anslut likströmskabeln till adaptern. Om det börjar bildas bubblor runt en av elektroderna betyder det att strömmen går genom trådarna som visas på den vänstra bilden. Tillsätt bakpulver och rör om det behövs för att få natronen att lösa sig snabbare. Du kommer sannolikt att kunna se att bakpulverna roterar runt elektroderna. Lägg till lite matfärg i vattnet så att dessa roterande rörelser blir mer synliga som visas på bilden till höger. Du har nu visat hur Lorentz -styrkan fungerar i ett litet, enkelt experiment.

Obs: En av kopparelektroderna kommer att försämras och dess ytfärg blir turkost, medan den andra elektroden blir svart. Om du vill utföra detta experiment flera gånger eller under längre perioder rekommenderas att göra flera kopparelektroder i förväg. Grafit- eller platinaelektroder kan användas istället eftersom dessa material inte kommer att brytas ned.