Barlow-hjul

Barlow-hjulet

Den Barlow hjulet , også skrives som Barlow hjul eller Barlow hjul , er en unipolar motor , dvs. en innretning (uten en kommutator) settes i rotasjon med likestrøm. Det ble realisert av Peter Barlow i 1822.

konstruksjon

En horisontalt montert, massiv plate laget av høyt ledende ikke-jernholdig metall (f.eks. Kobber eller aluminium ) overstrømmes aksialt av et magnetfelt. Kanten av platen er nedsenket i en ledende væske i den nedre enden. I originalen bruker Barlow kvikksølv , men natriumkloridoppløsning kan også brukes til demonstrasjonsformål . Galinstan , som som kvikksølv erstatning , kommer nærmest kvikksølv med sine fysiske egenskaper, er også egnet . Imidlertid reagerer aluminium og Galinstan eksotermt når vann tilsettes, og det er grunnen til at kopien i dette tilfellet skal finne sted med kobber. Hvis sykkelen brukes over lengre tid, kan Galinstans "silt" seg på grunn av oksidasjon.

I et brev til Alexander Tilloch , redaktør for Philosophical Magazine , skriver Barlow at hjulet hans hadde 16 punkter og var laget av tynt kobberark. Han valgte kobbertråd til oppheng og noe tykkere kobber- eller messingtråd til galgen. Han ga ingen informasjon om de eksakte dimensjonene.

funksjonalitet

For at eksperimentet skal fungere, må ladebærere strømme gjennom disken i radiell retning. Kvikksølvbadet forbinder kanten av disken med en pol på en likestrømskilde. Den andre polen er plassert på aksen som skiven er montert på.

Ladebærerne avbøyes av magnetfeltet på grunn av Lorentz-kraften . En enkel modell av bevegelsen av ladningsbærerne i metaller ( elektroner ) sier at elektronenes bevegelse motvirker en slags "friksjon" (forårsaket av kollisjoner med atomene i gitteret) og ladningsbærerne når en definert hastighet, driftshastigheten . Barlow-hjulet bekrefter dette modellkonseptet ved at disken begynner å snu. Hvis friksjonen (eller noen relatert kraft) ikke eksisterte, ville ikke platen kunne snu. På grunn av magnetfeltets ortogonalitet og retning av den elektriske strømmen, virker Lorentz-kraften alltid tangentielt til hjulet.

Et lignende eksperiment er Lorentz-karusellen . Det motsatte av fenomenet, generering av en spenning ved å rotere en ledende plate i et aksialt magnetfelt, kalles unipolær induksjon , den tilsvarende generatoren kalles en unipolarmaskin .

litteratur

Individuelle bevis

  1. ↑ Das Barlowsche Rad. (Ikke lenger tilgjengelig på nettet.) Europa-Universität Flensburg, Institutt for fysikk og dens didaktikk og historie, 9 juli 2015, arkivert fra opprinnelig på 13 august 2017 ; åpnet 18. juni 2016 (beskrivelse av en utstilling i HistoLab). Info: Arkivkoblingen ble satt inn automatisk og har ennå ikke blitt sjekket. Vennligst sjekk originalen og arkivlenken i henhold til instruksjonene, og fjern deretter denne meldingen. @1@ 2Mal: Webachiv / IABot / www.uni-flensburg.de
  2. ^ Peter Barlow: Et nysgjerrig elektromagnetisk eksperiment. The Philosophical Magazine and Journal, utgave 59, 1822.

weblenker

Commons : Barlow Wheel  - samling av bilder, videoer og lydfiler