Een kleine kom met de Lorentz-kracht - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

We hebben een eenvoudige opstelling gemaakt waarin de Lorentzkracht kan worden gevisualiseerd. Door een stroom door een water met zuiveringszoutmengsel te laten lopen en een magneet onder dit mengsel te plaatsen, maakt de vloeistof een draaiende beweging rond de elektroden.

Een belangrijke term die in deze instructable wordt gebruikt, is een elektrode. Dit is een geleidend materiaal (meestal een metaal) waardoor stroom van een bepaalde stof naar een andere kan vloeien. In dit geval zorgen de elektroden ervoor dat de stroom van een draad in een vloeistof en weer in een draad kan vloeien.

Stap 1: Materialen en gereedschappen

Voor deze opstelling zijn de volgende materialen en gereedschappen nodig:

• 12 V-adapter met een DC-voedingskabel. Houd er rekening mee dat de stroomkabel wordt opengesneden.
• 30 cm kabel*. Hiervan worden elektroden gemaakt, dus twee stukken koper, aluminium, grafiet, platina, etc. zou ook voldoende zijn. Ook zal het koper wegroesten, dus extra kabellengte om meerdere elektroden te maken zou wenselijk kunnen zijn.
• Een schijfvormige magneet. Wij hebben er een gebruikt met een diameter van 2 cm.
• Een kleine glazen schaal. We hebben een vierkante schaal gebruikt van 10 cm X 10 cm.
• Kartonpapier (ongeveer 15 cm^2).
• Lijm.
• 20 cm X 15 cm stuk hout als basis.
• 1,5 g bakpoeder*.
• 100ml water*.
• Kleurstof.

* Dit is het bedrag dat nodig is om minimaal één keer aan te tonen.

Voor deze opstelling zijn de volgende tools nodig:

• Draadstripper. Hoewel een Stanley mes ook zou werken.
• Bull-nose tang
• Lepel (om het water te roeren).

Stap 2: bedrading en elektroden

Begin door de draadstripper of het stanleymes te gebruiken om de uiteinden van de gelijkstroomkabel voor de adapter te strippen, zoals weergegeven op de eerste afbeelding rechts.

Strip vervolgens de hele kabel van 30 cm zodat je een koperdraad overhoudt. Gebruik de tang om de helft van het koperdraad te gebruiken. We gaan dit nu vormgeven zodat het een effectieve elektrode wordt. Buig met behulp van de tang het ene uiteinde van de koperdraad in een werveling en vorm het andere uiteinde in een 'haak' zodat de elektrode op de rand van de kom kan zitten, zoals weergegeven op de tweede afbeelding aan de rechterkant. Doe dit ook voor de tweede helft van de draad. Plaats de elektroden op de rand van de kom (tegenover elkaar) en druk ze tegen de zijkanten van de kom zoals op de derde afbeelding rechts. Zorg ervoor dat het wervelende deel van de elektroden ongeveer 2 cm van elkaar verwijderd zijn. Vervorm de elektroden indien nodig en knip overtollige draad af.

Om de elektroden af te werken, neemt u de gestripte uiteinden van de gelijkstroomkabel en knoopt u elk gestript uiteinde rond de haak van een elektrode.

Stap 3: Komplatform

Voor dit experiment moet een magneet onder de kom worden geplaatst. Om deze plaatsing gemakkelijker te maken hebben we een platform voor de kom gemaakt samen met een hulpmiddel om de magneet te duwen.

Om het platform te maken, snijdt u een vierkant van 4 x 4 cm uit het karton. Knip kleinere vierkanten van 1 x 1 cm uit en maak 4 stapels kleine kartonnen vierkanten om de poten van het platform te maken. Het aantal kleinere vierkanten dat nodig is, hangt af van de hoogte van de magneet. Zorg ervoor dat het platform iets hoger is dan de magneet, zodat de magneet er gemakkelijk onder kan schuiven. Lijm de kleine kartonnen vierkantjes aan elkaar en lijm ze op de hoeken van het platform zoals weergegeven op de eerste afbeelding rechts.

Om het magneetschuifgereedschap te maken, knipt u een strook van 2 x 7,5 cm uit het karton. Snijd aan het ene uiteinde een halve cirkel af met een diameter van ongeveer 2 cm. De magneet moet gemakkelijk in dit uiteinde van de kartonnen strook passen, zoals weergegeven op de tweede afbeelding rechts.

Knip tot slot twee stroken van 12 X 1 cm en een strook van 4 X 1 cm. Deze strips zullen fungeren als de 'omheining' voor de magneet en zijn schuifregelaar. Lijm alle kartonnen componenten, behalve de schuif op het stuk hout, zoals weergegeven op de linker afbeelding.

Stap 4: Het experiment uitvoeren

Giet het water in de kom en plaats deze op het kartonnen platform. Schuif de magneet onder de kom en sluit de gelijkstroomkabel aan op de adapter. Als er zich bellen vormen rond een van de elektroden, betekent dit dat er stroom door de draden loopt, zoals weergegeven op de linkerafbeelding. Voeg de baking soda toe en roer indien nodig om de baking soda sneller op te laten lossen. U zult waarschijnlijk kunnen zien dat het zuiveringszout rond de elektroden draait. Voeg wat kleurstof toe aan het water zodat deze draaiende bewegingen beter zichtbaar worden zoals op de afbeelding hiernaast. Je hebt nu de werking van de Lorentzkracht laten zien in een klein, eenvoudig experiment.

Opmerking: Een van de koperen elektroden zal degraderen en de kleur van het oppervlak wordt turkoois, terwijl de andere elektrode zwart wordt. Als je dit experiment meerdere keren of voor langere tijd wilt uitvoeren, is het aan te raden om vooraf meerdere koperelektroden te maken. In plaats daarvan kunnen grafiet- of platina-elektroden worden gebruikt, omdat deze materialen niet afbreken.