Instrukcja do ćwiczenia - (EU

Logo designed by Armella Leung,
www.armella.fr.to
Grzegorz F. Wojewoda
I liceum Ogólnokształcące
Bydgoszcz
Prosty model prądnicy
Bardzo często uczniowie mają problemy ze zrozumieniem zjawisk związanych z indukcją
elektromagnetyczną. A jednocześnie prąd płynący w domowych sieciach elektrycznych jest
prądem indukcyjnym. Aby pomóc uczniom lepiej zrozumieć fizyczne podstawy działania
generatorów prądu w elektrowniach proponuję zbudowanie prostego modelu prądnicy z
wirującym magnesem
1. Potrzebne materiały
Do wykonania doświadczeń potrzebne
będą:
dwa magnesy neodymowe,
około 100m drutu miedzianego
emaliowanego,
dioda luminescencyjna,
buteleczka po popularnym napoju
mlecznym „zwiększającym odporność organizmu”,
patyczek do szaszłyków,
taśma izolacyjna,
lutownica,
nóż,
dwuskładnikowy klej epoksydowy
(typu poxipol)
Rys. 1 Zestaw rzeczy niezbędnych do wykonania
doświadczeń
2. Wykonanie
Magnesy neodymowe niezbędne do wykonania modelu prądnicy zakupiłem w sklepie
internetowym. Aby znaleźć taki sklep wystarczy wpisać do wyszukiwarki „magnesy
neodymowe”, a następnie wybrać jakiś sklep z listy. W podobny sposób można dokonać
zakupu drutu miedzianego. Można też udać się do najbliższego sklepu z częściami
elektronicznymi, gdzie można również dokonać zakupu diody luminescencyjnej. Koszt tych
materiałów nie powinien przekroczyć kwoty 20 złotych. Buteleczkę po napoju mlecznym należy
umyć i pozbawić folii, na której jest nazwa i producent tego napoju.
Zaczynamy od przygotowania buteleczki do pełnienia roli stojana prądnicy. W tym celu za
pomocą patyczka do szaszłyków przebijamy boczną ścianę buteleczki w połowie jej wysokości.
Staramy się przy tym, aby przebicie nastąpiło wzdłuż jej średnicy.
Następnie za pomocą noża wykonujemy nacięcia łączące górną krawędź buteleczki z
wykonanymi wcześniej otworami.
Rys. 3.Wykonywanie nacięć wzdłuż bocznych ścian
buteleczki.
Teraz należy zbudować wirnik prądnicy. W tym celu na patyczku od szaszłyków należy
zamocować magnesy neodymowe. Gdy pomiędzy dwoma magnesami umieścimy patyczek to
będzie on ściskany siłami przyciągania między magnesami i w zasadzie powinno to wystarczyć.
Ale gdy chcemy aby patyczek był umieszczony trwale w środku magnesów to należy powstałą
szczelinę wypełnić klejem, np. dwuskładnikowym klejem epoksydowym (typu poxipol).
Rys. 4 Mocowanie magnesów neodymowych do patyczka od
szaszłyków
Gdy klej wyschnie możemy umieścić wirnik w stojanie. Poprzez nacięcia w bocznych ściankach
buteleczki umieszczamy wirnik w przygotowanych wcześniej otworkach.
Rys. 5 Wprowadzanie wirnika do wnętrza buteleczki
Następnie za pomocą kliku zwojów taśmy izolacyjnej zabezpieczamy wirnik przed
przesuwaniem się na boki. Magnesy wirnika powinny znaleźć się dokładnie na środku
buteleczki.
Rys. 6 Zabezpieczanie wirnika przed przesuwanie się
Aby zwiększyć stabilność stojana naszej prądnicy oklejamy boczne ścianki buteleczki taśmą
izolacyjną.
Rys. 7 Wzmocnienie bocznych ścian buteleczki za
pomocą taśmy izolacyjnej
Teraz należy nawinąć uzwojenia stojana. W trakcie nawijania drutu miedzianego należy uważać
aby nie zerwać warstwy emalii. Końce drutów tworzących uzwojenie powinny znajdować się w
pobliżu górnej krawędzi buteleczki. Należy nawinąć około 200 zwojów.
Rys. 8 Nawijanie uzwojeń prądnicy
Po nawinięciu uzwojeń mocujemy do buteleczki diodę. Poprzez dwa małe otworki wykonane
ostrzem noże przetykamy druciki diody. Druciki diody nie mogą się stykać ze sobą.
Rys. 9 Mocowanie diody do buteleczki
Lutujemy
końcówki
diody
do
Rys. 10 Lutowanie diody do drutu uzwojenia
drutów
uzwojeń.
Po oklejeniu uzwojeń oraz miejsca lutowania taśmą izolacyjną prosty model prądnicy jest
gotowy do użycia. Przyjemność wyjaśnienia, dlaczego dioda podczas pracy prądnicy nie świeci
światłem ciągłym tylko migoce, pozostawiamy uczniom.
Rys. 11 Gotowy model prądnicy
Program nauczania
Gimnazjum
Podstawa programowa: Zjawisko indukcji elektromagnetycznej
Temat lekcji: Wytwarzanie i przesyłanie energii elektrycznej
Szkoła ponadgimnazjalna
Podstawa programowa: Indukcja elektromagnetyczna
Temat lekcji: Prądnica.