MHD je montre propulsion magnétohydrodynamique dans une minute, le mal Mad Scientist Laboratories
[Ceci est la première d'une série de trois articles sur la construction de simples systèmes de propulsion magnétohydrodynamique (MHD).]
Versez un peu d'eau dans le plat et ajouter un peu de sel et de poivre. La profondeur idéale de l'eau est d'environ 1/4 ", mais ce n'est pas critique (il est d'environ un demi-pouce de profondeur dans la photo). Mélanger l'eau de sorte que le poivre ne pas tout flottant sur le dessus. Mettre le plat d'eau au-dessus de votre aimant.
Pourquoi le sel et le poivre? propulsion MHD appuie sur la conduite de courant à travers l'eau. L'eau est normalement un mauvais conducteur, mais l'eau salée est un grand chef d'orchestre. Ajout du tableau de bord final de poivre fait en sorte que vous pouvez voir quand l'eau se déplace. =)
Pliez les fils comme indiqué, de sorte que lorsque vous tenez les fils contre la batterie, les extrémités sont quelques centimètres. Ne laissez pas les deux fils se touchent!
Collez les extrémités des fils dans l'eau. Idéalement, mettre un fil dans le centre et un contre le bord. Si l'on suppose que votre batterie est pas morte, l'eau commencera à se déplacer entre les deux fils. Si vous retournez l'aimant à l'envers ou inverser le sens du courant, il renversera la direction que l'eau se déplace.
Court-métrage (43 s), ce qui démontre ce système de propulsion magnétohydrodynamique (Autre lien youtube ici.):
OK, alors comment le bleep ça marche?
Le mois dernier, nous avons montré comment faire un moteur homopolaire. qui est le type le plus ancien et le plus simple de moteur électrique. Dans le moteur exemple que nous avons fait là-bas, un aimant suspendu à une vis est filé à grande vitesse. Ici, nous avons construit un magnétohydrodynamique « moteur » qui tourne l'eau salée. La dynamique de ces deux systèmes sont exactement équivalent; les deux sont fondamentalement des exemples de moteur homopolaire originale 1821 homopolaire de motors.Michael Faraday était quelque part entre ces deux exemples. Plutôt que d'utiliser un aimant rotatif, il a utilisé un réservoir de mercure liquide (un excellent conducteur) assis sur un aimant. Dans sa chronique Popular Science ce mois-ci, Theodore Gray recréée que le moteur d'origine, en utilisant un véritable bassin de mercure. Parmi les différents modèles qui ont évolué à partir de cette origine sont ceux (comme celui avec la vis) qui tournent un objet mécanique, mais aussi la version magnétohydrodynamique, qui peut propulser un vaisseau à travers l'océan.
Bien sûr, vous dites, mais comment ça marche? Revenons en arrière un instant et premier regard sur la façon dont la (rigide) fonctionne moteur homopolaire mécanique. Par souci de concrétude, nous allons utiliser l'exemple du moteur que nous avons écrit précédemment.
Un simple moteur homopolaire « rigide ». courant électrique circule dans la direction indiquée par les flèches pourpres. à partir de l'extrémité inférieure de la pile, vers le bas de la vis, à travers l'aimant, le fil, et de retour à la partie supérieure de la batterie (en passant, je fait ces dessins POV-Ray. Un jour, je vais mettre le reste de mon tutoriel en ligne.)
Zoomant sur l'aimant, nous illustrons maintenant les lignes de champ magnétique (bleu) coller à travers l'aimant. Le champ magnétique au-dessus de l'aimant rappelle essentiellement vers le haut. Encore une fois, le sens du courant est donnée par les flèches violettes. La flèche horizontale actuelle est l'important. Les charges électriques se déplaçant à travers l'aimant sentent une force de Lorentz dont la force est déterminée par l'angle entre l'orientation du champ magnétique et la direction du flux de courant; la force est la plus forte si elles sont 90 degrés. La direction de la force résultante est perpendiculaire à ces deux directions.For les courants qui circulent dans la vis et le fil, les forces sont minimes étant donné que la direction du courant est parallèle à celle du champ magnétique. Cependant, il existe une force substantielle sur les charges électriques qui circulent horizontalement à travers l'aimant, à 90 degrés par rapport à la
(Vertical) l'orientation du champ magnétique. Ainsi, une force (flèche verte) est généré dans la troisième direction, ce qui donne lieu à la rotation de l'aimant.
Dans le moteur magnétohydrodynamique, on place un récipient d'eau de sel conducteur directement au-dessus de l'aimant. La situation est sensiblement la même que dans l'illustration précédente; la seule force significative survient lorsque le courant électrique circule horizontalement, qui est, dans la direction perpendiculaire au champ magnétique. Étant donné que le courant circule maintenant à travers l'eau, plutôt que l'aimant, la force de Lorentz résultante est appliquée à l'eau, et non pas à l'aimant. Et en effet, l'eau commence à tourner.
utiliser le bicarbonate de soude au lieu de sel, pas de gaz de poison qui way.not comme votre va créer beaucoup de toute façon avec cela, mais il est cool.
Oui, l'aimant applique une force de Lorentz au courant à l'intérieur de lui-même, mais le courant applique que la force de réaction sur l'aimant (comme dans la 3ème loi de Newton, action et réaction). Et parce que le courant est à l'intérieur de l'aimant, ces deux forces sont des forces internes et ne peuvent pas provoquer la rotation. Si elles ont causé, ce serait une violation de la conservation du moment angulaire. Donc, il devrait y avoir mécanisme différent pour expliquer cette expérience.
Cependant, les courbes de champ magnétique ronde et est perpendiculaire à la partie verticale du fil qui est fixé, de sorte qu'une force est exercée par l'aimant sur le fil. La réaction à cette force est une force exercée sur l'aimant. Ceci est hors axe forme ainsi un composant d'un couple (le haut de la vis étant limitée dans le bouton de la batterie). Ce couple de réaction provoque l'aimant (et vis) de tourner.
Dans le cas du moteur hydrodynamique, le fluide et l'aimant ne sont pas jointes dans un corps solide, de sorte que l'aimant ne s'applique une force sur le fluide conducteur et l'explication est correcte.
La visualisation est génial! Mais la direction du champ magnétique est erroné.
Si vous noterons l'aimant avoir son pôle nord vers le bas et le pôle sud est en hausse
puis le dessin sera ok :)
Eh bien, l'eau conductrice va libérer de l'oxygène et de l'hydrogène sous l'électricité de la batterie. J'ai une autre alternative. Je vais vous dire quand il est prêt!
Il suffit de convention - l'électricité a été exploitée avant les électrons étaient connus. Le courant était supposé voyager du positif au négatif. Plus tard, quand on a découvert que l'électricité était un flux d'électrons, nous avons réalisé que les électrons se déplacent réels de négatif à positif.
C'est pourquoi les électrons ont une charge négative. Si la définition initiale du courant était dans l'autre sens, alors les électrons auraient une charge positive.
En fait, il est tout point de vue. Flux négatif à Électrons positif. Des trous flux positif au négatif. Les circuits électroniques de sens quand on regarde les flux d'électrons. Semi-conducteurs et de la conception de circuits intégrés nécessitent l'écoulement des trous.
A l'intérieur de l'eau non. Parce que la position de champ magnétique dépendent du flux des électrons, et non pas le flux d'eau. Et les électrons du flux ne changent pas avec le flux d'eau.
Cependant, nous pouvons produire eletricity de tomber de l'eau (étape ne chute) ou des vagues d'eau. Parce que, dans ces cas, l'eau est entouré par ar et les électrons voyagent seulement dans l'eau. Le moviment de l'eau provoque champ magnétique moviment aussi, avec une bobine qui peut générer moviment eletricity.
Excusez mon anglais.
Si je comprends bien oui vous pouvez, il est essentiellement identique à un moteur homopolaire et il y a eu des générateurs homopolaires développés. Non pas que ce serait efficace, mais il serait essentiellement le même que tourner le moteur homopolaire pour obtenir de l'électricité alors oui vous pouvez produire de l'électricité mais pas beaucoup.
2 NaCl (aq) + 2H2O (l) -electrolysis-> H2 (g) + 2 NaOH (aq) + Cl2 (g).
Alors:
Cl2 (g) + 2 NaOH (aq) -> NaCl (aq) + NaClO (aq) + H2O (l).
Hey, je suis le faire proyect pour une foire scientifique, mais le spin doesnt de l'eau, il oxydates juste le câble, et je voudrais savoir ce que je fais mal, si vous pouviez me aider s'il vous plaît, merci.
Désolé pour mon anglais.
Avez-vous placé l'aimant ci-dessous la coupe?
Vous avez besoin d'un champ magnétique pour obtenir le fater conducteur en mouvement
Oui, je ne, laissez-moi vous dire le matériel que je: le sel, le poivre, l'eau, une batterie de 1.5V, deux fils de cuivre épais, et un aimant (aimant de couleur noire). Comment savez-vous la différence entre un aimant puissant et un aimant faible? Parce que l'aimant que je suis en utilisant est celui qui est dans le réfrigérateur.
Je viens de poster une question. Je ne pouvais pas obtenir ce travail. La seule chose qui est différent est l'épaisseur de mon fil de cuivre. Cela pourrait-il affecter.
La surface exposée des fils affectera potentiellement la quantité de courant circule à travers l'eau. Vous pouvez essayer de faire quelques électrodes plus grandes pièces de monnaie en cuivre ou similaire à voir si cela aide.
Alors est-ce l'explication de l'effet accepté, ou ne l'original (donnée par Windell dans le writeup) appliquent encore? C'est à dire. Je suis confus (et je ne suis pas sûr que je comprends même cette explication, donc s'il vous plaît garder avec moi !!)
Par la règle de la main gauche, ne doit pas la flèche verte (force) soit en sortant de la page vers le spectateur, au lieu d'aller loin, dans la page?
L'énergie de la batterie doit aller quelque part.
Seule une infime partie de celui-ci est susceptible d'être converti en mouvement de l'eau. Certains seront perdus aux diverses réactions électrochimiques qui ont lieu, mais la majorité sera sûrement convertie en chaleur, en particulier en raison des pertes résistives.
Par l'inspection, les deux seules sources importantes de résistance du circuit sont l'eau et la résistance interne de la batterie. Le fait que Windell a choisi d'utiliser un D-cellule indique que le courant est important, donc je pense qu'il est sûr de dire que la batterie et l'eau sont au moins réchauffés par cette procédure.
Toute tentative de semi-quantifier, sources Internet fiables suggèrent la résistance interne d'une nouvelle alcaline D cellules est autour 0.2R (Je suppose que cela est du côté faible, en particulier à un courant significatif) alors que la résistivité de la saumure saturée est d'environ 0,04 Rm. Cela met la résistance du circuit autour de quelques dizaines d'ohms avec la plupart de cette énergie dépensée à chauffer l'eau. Seule une fraction d'un watt mais il sera chauffé et probablement à un degré mesurable.
Si nous avons utilisé 25g d'eau et supposons 4 J / gK capacité thermique spécifique, la puissance dissipée dans l'eau en supposant une résistance 10R environ minimale serait un peu moins de 0,25W, donc nous nous attendons la batterie pour augmenter la 0.01K de température en 4 secondes ou 1K toutes les 7 minutes-ish.
Donc, notre calcul back-of-the-enveloppe suggère que vous pourriez mesurer le plus probablement une hausse de la température si vous laissez tourner pendant quelques dizaines de minutes. Vous prendrez un certain temps pour faire bouillir l'eau à ce taux, cependant!