Moottori ja generaattori ovat saman kolikon kaksi puolta! Voiko moottori sytyttää lampun? Hauska tiedekoe koko perheelle
Tervehdys! Olen tiedevalmentaja Ken Kuwako. Jokainen päivä on uusi koe.
Kun kuulet sanan sähkönntuotanto, mieleesi saattaa tulla valtavia patoja tai massiivisia voimalaitoksia. Mutta tiesitkö, että sähköntuotannon ydin löytyy pienestä lelusta, joka mahtuu kämmenellesi? Tänään tutustumme kokeeseen, jossa loihdimme sähköä silmänräpäyksessä käyttämällä tavallista pienoismallimoottoria – sellaista, joka on tuttu esimerkiksi autoradoilta. Kun lamppu syttyy kuin taikaiskusta, pääset todistamaan tieteen perusvoimaa: energian muuttumista muodosta toiseen!
Ovatko moottori ja generaattori kuin kaksoset?
Kävin hiljattain Kansallismuseossa tutkimassa generaattorin rakennetta. Laitteen sisus oli näkyvillä: kun kampea väänsi, keskellä oleva magneetti pyöri vauhdilla. Sen ympärillä oli tiheitä kuparikäämejä. Näytöllä näkyi, kuinka magneetin liike muutti käämien läpi kulkevaa magneettivuota ja synnytti sähköä.
Jos ajattelit tässä kohtaa, että hetkinen, tuohan näyttää aivan sähkömoottorilta, olet oikeilla jäljillä!
Moottori ja generaattori ovat todellakin kuin saman kolikon kaksi puolta. Kun moottoriin syötetään sähköä, se pyörii. Mutta kun moottorin akselia pyöritetään käsin, se tuottaa sähköä. Tämä tarkoittaa, että kotoasi löytyvä pieni moottori on itse asiassa pätevä pienoisvoimala. Unohda narulla kikkailu – tässä on varma Kuwako-tyylin resepti, jolla saat lampun loistamaan takuuvarmasti!
Kokeile itse: Kotitekoinen generaattori
Tämän kokeen salaisuus piilee puuriman ja kangasteipin luomassa täydellisessä kitkassa.
【Tiedekokeen ainekset】
・Pieni sähkömoottori (esim. pienoismallimoottori) ・Sähköjohtoa ja pieni hehkulamppu (tai LED) ・Puurima (n. 20 cm pitkä) ・Kangasteippiä
【Toimi näin】
Yhdistä moottorin navat ja lamppu sähköjohdoilla toisiinsa.
Kierrä kangasteippiä rullan tavoin puuriman ympärille.
Aseta teipattu rima kevyesti moottorin akselia vasten ja paina sormella hieman perään.
Vedä rimaa vauhdikkaasti, jotta moottorin akseli saadaan pyörimään kovaa vauhtia!
Tulos: Valoa pimeyteen!
Mitä tapahtuu näin yksinkertaisilla valmisteluilla? Katso video alta!
Heti kun rima kiskaistaan, moottoriin kytketty lamppu välähtää kirkkaasti!
On aina yhtä sykähdyttävää nähdä ja tuntea, kuinka oman käden liike-energia muuttuu moottorin kautta valoenergiaksi.
Miten sähkö syntyy? Sähkömagnetismin ihme
Miksi moottori tuottaa valoa, vaikka siinä ei ole paristoja? Vastaus löytyy moottorin sisältä: magneeteista ja käämeistä.
Moottorina (Sähkö → Liike): Kun sähkö virtaa käämien läpi, syntyy magneettikenttä, joka hylkii tai vetää puoleensa moottorin kestomagneetteja. Tämä saa akselin pyörimään.
Generaattorina (Liike → Sähkö): Kun akselia pyöritetään ulkoisella voimalla, käämi liikkuu magneettikentässä. Tällöin käämin läpi kulkeva magneettikenttä muuttuu, ja fysiikan lakien mukaan käämiin syntyy sähkövirta, joka yrittää vastustaa tätä muutosta. Tätä ilmiötä kutsutaan sähkömagneettiseksi induktioksi.
Itse asiassa lähes kaikki käyttämämme sähkö tuotetaan tällä samalla periaatteella valtavissa voimalaitoksissa. Poltitpa hiiltä höyryn tekemiseksi tai annoitpa tuulen pyörittää lapoja, kyse on aina saman akselin pyörittämisestä kuin tässä kokeessa.
Jos sinulla on rikkinäinen lelu, kurkkaa sen sisään. Sieltä löytyy takuulla pieniä magneetteja ja kuparilankaa. Kun katsot maailmaa tieteen silmin, arkinen ympäristö muuttuu upeaksi tutkimuslaboratorioksi. Se on tieteen suurin suola!
Kysymykset ja yhteistyö
Tuo tieteen ihmeet lähemmäs arkea! Olen koonnut vinkkejä hauskoihin kotikokeisiin. Tutustu ja kokeile! ・Tietoa minusta (Ken Kuwako) löytyy täältä. ・Yhteistyöpyynnöt (luennot, työpajat, mediayhteydet) voit jättää tänne. ・Seuraa uusimpia päivityksiä X-palvelussa!
Katso koevideot Youtube-kanavaltani!
