En 1821, Michael Faraday construit un moteur homopolaire simple utilisant une batterie, un aimant et un fil, ce qui ouvre la voie au moteur électrique moderne. Avec les mêmes matériaux, vous pouvez construire votre propre moteur homopolaire et essayer des expériences pour observer la physique au travail![1][2]

Méthode One of Three:
Construire un moteur homopolaire simple

  1. 1 Rassemblez vos matériaux. Vous n'avez pas besoin d'outils spéciaux pour fabriquer un moteur homopolaire. Tout ce dont vous avez besoin est une batterie, une longueur de fil de cuivre et un aimant au néodyme.[3]
    • Vous pouvez utiliser n'importe quel type de pile alcaline, mais une pile plus grosse, telle qu'une pile C, sera plus facile à tenir.[4]
    • Obtenez quelques centimètres de fil de cuivre. Vous pouvez utiliser du fil nu ou du fil isolé. Si vous choisissez d'utiliser du fil isolé, retirez une partie de l'isolant à chaque extrémité. Vous pouvez trouver du fil de cuivre en ligne ou dans la plupart des quincailleries.[5]
    • Tout aimant au néodyme devrait faire l'affaire pour cette expérience, mais recherchez-en un avec un placage conducteur. Vous pouvez acheter en ligne des aimants au néodyme plaqués nickel de différentes tailles.[6]
    • Vous aurez également besoin d'une vis pour cloison sèche. La vis vous permettra de voir le moteur en action. Une fois le moteur construit, la vis tournera.[7]
  2. 2 Placez l'aimant sur la vis. Prenez l'aimant au néodyme et fixez-le à la tête de la vis pour cloison sèche.[8]
  3. 3 Fixez la vis à une extrémité de la batterie. Vous pouvez mettre la pointe de la vis de chaque côté de la batterie. Le côté que vous choisissez déterminera la direction dans laquelle votre moteur tournera.[9]
    • Le point de contact unique entre la pointe de la vis et la batterie sert de roulement à faible frottement. Un aimant plus lourd diminuera la quantité de friction entre ces deux points.[10]
  4. 4 Placez le fil de cuivre sur la batterie. Prenez votre fil de cuivre et tenez-le à l'autre extrémité de la batterie. Par exemple, si vous placez votre vis sur l'extrémité du bouton de la batterie, maintenez le fil de cuivre à l'extrémité plate.[11]
  5. 5 Complétez le moteur. Placez délicatement l'extrémité libre du fil de cuivre sur le côté de l'aimant. L'aimant et la vis devraient commencer à tourner.[12]
    • Lorsque vous placez le fil de cuivre sur le côté de l'aimant, vous terminez le circuit entre les bornes de la batterie. Le courant circule depuis une extrémité de la batterie, vers le bas de la vis et dans l'aimant. En touchant le fil sur le côté de l'aimant, vous laissez le courant circuler à travers le fil et dans l'autre extrémité de la batterie.[13]
    • Un moteur homopolaire est capable de rotation continue sans qu'il soit nécessaire d'inverser la direction du courant.[14]
    • Il ne faut pas longtemps pour que la vis commence à tourner à grande vitesse. La vis et l'aimant pourraient facilement s'envoler de la batterie. Soyez prudent lorsque vous travaillez avec des aimants et de l'électricité.[15]
    • Il est possible que le fil chauffe lors de cette expérience. Ne tenez pas le fil sur l'aimant pendant une période prolongée.[16]

Méthode deux sur trois:
Faire un moteur homopolaire autoportant

  1. 1 Rassemblez vos fournitures. Vous n'avez besoin que de quelques éléments pour fabriquer un moteur homopolaire autonome. Vous devriez pouvoir trouver tout ce dont vous avez besoin en ligne ou dans votre quincaillerie locale.
    • Vous aurez besoin des matériaux suivants pour fabriquer votre moteur: 1 pile AA, 2 ou 3 aimants au néodyme et plusieurs pouces de fil de cuivre.[17]
    • Vous devrez peut-être aussi une paire de pinces coupantes pour vous aider à travailler le fil de cuivre.[18]
  2. 2 Placez la batterie sur les aimants. Empilez vos aimants pour créer un support. Placez le côté plat ou négatif de la batterie sur les aimants.[19]
  3. 3 Pliez votre fil de cuivre. Prenez plusieurs centimètres de fil de cuivre et pliez-le de sorte qu'une extrémité touche l'aimant et une extrémité touche le côté positif de la batterie.[20]
    • Vous pouvez plier votre fil de cuivre en différentes formes qui tournent lorsqu'elles sont placées sur la batterie. Les formes symétriques fonctionnent mieux, de sorte que le filage ne déséquilibre pas le fil.[21]
    • Essayez de plier votre fil en forme de cœur. Lorsque vous formez le cœur, pliez chaque extrémité du fil de cuivre pour qu’il s’ajuste autour de l’aimant. L'indentation au sommet du cœur sera le point de connexion à l'extrémité positive de la batterie.[22]
  4. 4 Placez le fil sur le moteur. Prenez votre fil et placez-le sur la batterie. Tant qu'une section de fil touche le côté de l'aimant et qu'une section de fil touche le côté positif de la batterie, votre câble doit tourner.[23]
    • Le courant dans ce moteur homopolaire circule en présence d'un champ magnétique. Lorsqu'un courant circule dans un champ magnétique, il subira quelque chose appelé la force de Lorentz. La force de Lorentz est ce qui fait tourner le fil autour de la batterie.[24]
    • Le fil se connecte à la batterie en trois points. Un point du fil se trouve sur la borne positive et les deux extrémités du fil sont près de l'aimant, sur la borne négative. Le courant sort de la borne positive et descend des deux côtés du fil. Le champ magnétique pousse le courant vers l'extérieur, provoquant la rotation des fils.[25]

Méthode trois sur trois:
Construire un système de propulsion magnétohydrodynamique

  1. 1 Rassemblez vos fournitures. Vous pouvez utiliser votre moteur homopolaire pour démontrer la propulsion magnétohydrodynamique (MHD). La propulsion MHD est un moyen d'utiliser le courant électrique pour pousser quelque chose dans l'eau. Vous aurez besoin des éléments suivants pour cette expérience:[26]
    • 1 pile C
    • 1 aimant puissant en néodyme
    • 2 morceaux de fil de cuivre épais
    • Un petit plat
    • Sel et poivre
  2. 2 Préparez l'eau. Verser environ 0,6 à 1,3 cm (0,25 à 0,5 po) d'eau dans le plat. Ne remplissez pas complètement le plat. Incorporer quelques traits de sel et de poivre et placer le plat sur l'aimant.[27]
    • L'ajout de sel améliore la conductivité de l'eau. L'ajout de poivre permet de voir la propulsion au travail.[28]
  3. 3 Pliez le fil. Pliez chaque morceau de fil de sorte que lorsque vous tenez les fils à la batterie, les extrémités opposées ne soient distantes que de quelques centimètres.[29]
    • Lorsque vous tenez le fil de cuivre sur la batterie, les fils doivent presque avoir la forme d'un «Y». Veillez à ne pas laisser les extrémités du fil se toucher.[30]
  4. 4 Tenez les fils à la batterie. Tenez un fil contre le côté positif de la batterie et une extrémité contre le côté négatif de la batterie.[31]
  5. 5 Collez les extrémités libres du fil dans le plat d'eau. Placez un fil au centre du plat et l'autre contre le côté du plat. Vous devriez voir l'eau commencer à tourbillonner autour d'un des fils.[32]
    • L'eau se déplace en raison de la force de Lorentz. Chaque fil porte un courant électrique. Lorsque vous plongez les fils dans l'eau salée, vous terminez le circuit. Le courant se déplace horizontalement dans l'eau, d'un fil à l'autre. Parce que le plat d'eau est assis sur un aimant, il y a un champ magnétique qui monte dans l'eau. Lorsque le courant électrique traverse le champ magnétique, la force de Lorentz fait tourner l’eau.[33]
    • Si vous tournez la batterie, vous pouvez inverser la direction du courant et l'eau tournera dans la direction opposée.[34]
    • Vous avez affaire à l'eau et à l'électricité, faites donc preuve de prudence lorsque vous effectuez cette expérience.[35]