호모폴라 전동기 만들기

김정식(이천중학교 수석교사)

1. 호모폴라 전동기 실험

구리선을 이용해서 만드는 가장 간단한 전동기로 다양한 모양으로 만들어 회전시켜 볼 수 있다. 건전지 위에 올려놓은 구리선이 회전하면서 자꾸 떨어지거나 움직여서 회전속도가 제대로 나오지 않는 경향이 있다. 그래서 중심축이 회전하지 않도록 하는데 주안점을 두고 개선하게 되었다.

가. 준비물

구리선(지름1mm, 길이 30cm), 페라이트 원형 자석(20X5mm), 네오디뮴자석 원형(10mm×10T), 네오디뮴 자석(원형사라(나사용):사라 13㎜ x 3T(6.5*4.2mm)), 건전지AA

나. 제작방법

1) 건전지 위쪽에 네오디뮴자석 원형사라용을 붙이고 아래쪽에는 네오디뮴 원형자석과 페라이트 원형자석을 붙여 건전지를 세운다.

2) 구리선에 녹이 슨 부분이 있으면 전기가 잘 통할 수 있도록 사포로 제거한다.

3) 구리선 중심을 잡고 반으로 접어 회전중심을 만들고 양쪽이 대칭이 되게 만든다.

4) 네오디움 자석의 N극을 나침반을 이용하여 찾은 다음 N극 쪽에 표시한다.

5) 그림처럼 자석의 N극이 위로 오게 한 다음 자석위에 건전지를 세우고 구리선을 건전지 위에 중심을 맞춰 올려놓는다.

6) 구리선이 회전하지 않으면 구리선의 아래쪽이 자석 아래에 있는 자석에 살짝 접촉할 수 있도록 수정해 준다.

<호모폴라 실제 크기 설계도>

<호모폴라 전동기 만들기>

다. 실험방법

<기본적으로 그림처럼 장치한 상태에서 아래 질문에 답한다.>

1) A 부근에 흐르는 전류의 방향은 어떤 방향인가? 그림에 표시해 보자

2) A 부근에 생기는 자기장의 방향은 어떤 방향인가?  그림에 표시해 보자

3) 구리선의 A 부근은 어느방향으로 힘을 받는가? 그림에 표시해 보자

4) 자석의 방향만 바꾸면 구리선의 회전방향은 어떻게 될까?

5) 건전지의 방향만 바꾸면 구리선의 회전방향은 어떻게 될까?

6) 건전지와 자석의 방향을 바꾸면 구리선의 회전방향은 어떻게 될까?

7) 건전지의 온도는 어떻게 될까?

라. 응용

1) 호모폴라 전동기 위에 부착물을 만들어 전시물을 만들어 보자.

2) 호모폴라 전동기가 건전지 위에서 떨어지지 않게 다양한 방법을 시도해 보자.

너트, 작은 네오디뮴자석 등등...