Prosty silnik elektryczny

Materiały i pomoce dydaktyczne:
1. Bateria 1,5 V.
2. Walec o średnicy nieznacznie większej niż bateria.
3. Drut wykonany ze srebrzanki lub miedzi.
4. Silny magnes, np. neodymowy.
5. Nożyczki.

Przebieg doświadczenia:
1. Ucięty kawałek drutu nawijamy na walec tak, by powstała sprężyna.
2. Rozsuwamy zwoje sprężynki tak, aby początkowe zwoje były w dużej odległości od siebie, a końcowe były jak najgęściej.
3. Jeden koniec drutu zaginamy do środka tak, aby znajdował się w osi symetrii sprężyny.
4. Po stronie dodatniego bieguna baterii należy zrobić nożyczkami niewielkie wgłębienie w obudowie, tak aby przyłożona koncówka drutu nie spadała z obudowy, a miała sie o co zahaczyć.
5. Stawiamy ujemny koniec baterii na magnesie.
6. Nakładamy sprężynę na baterię tak, by zagięty koniec trafił w zagłębienie po stronie dodatniego bieguna.
7. Wprawiamy sprężynkę w ruch (zwracamy uwagę, aby sprężyna ocierała się lekko o boczną ściankę magnesu).
8. Obserwujemy wirowy ruch sprężynki wokół baterii.

Dlaczego tak się dzieje?

Gdy końce sprężyny dotykają biegunów baterii oraz magnesu, zamknięty zostaje obwód elektryczny, w którym źródłem siły elektromotorycznej jest bateria. W wyniku tego w obwodzie zaczyna płynąć prąd. Dodatkowo, dzieje się to wszystko w silnym polu magnetycznym magnesu. Z prawa Lorenza wynika, iż w takiej sytuacji na przewodnik będzie działać siła, której kierunek będzie prostopadły zarówno do linii pola magnetycznego, jak i do kierunku przepływu prądu. W opisywanej sytuacji kierunek wektora działającej siły jest prostopadły do osi sprężyny, a zwrot skierowany do wewnątrz. Z siłą tą związany jest moment siły, który powoduje ruch obrotowy sprężyny – dlatego zaczyna ona wirować.