Tuyệt vời! Với những dụng cụ đơn giản này, chúng ta có thể chế tạo một mô hình động cơ điện đơn giản nhưng rất thú vị. Dưới đây là các bước tiến hành và giải thích nguyên tắc hoạt động:

Các bước tiến hành chế tạo mô hình động cơ điện:

Chuẩn bị dụng cụ:

Một viên pin 1,5 V (nên dùng pin mới để đảm bảo dòng điện khỏe).
Một viên nam châm tròn (nam châm neodymium mạnh sẽ cho kết quả tốt hơn).
Một đoạn dây đồng trần (khoảng 15-20 cm, đường kính vừa phải, dễ uốn).
Hai chiếc kim băng.
Một đoạn dây chun (khoảng 5-10 cm).
Tạo khung đỡ:

Uốn cong hai chiếc kim băng thành hình chữ "U" hoặc chữ "V" ngược. Đây sẽ là giá đỡ cho dây đồng và đồng thời là điểm tiếp xúc điện.
Dùng dây chun buộc chặt hai chiếc kim băng vào hai đầu của viên pin, sao cho hai đầu nhọn của kim băng hướng lên trên và thẳng hàng với nhau. Khoảng cách giữa hai đầu kim băng nên đủ để viên nam châm có thể đặt vừa ở dưới và dây đồng có thể quay tự do.
Tạo cuộn dây quay (rotor):

Uốn đoạn dây đồng thành một hình dạng đặc biệt. Có nhiều kiểu uốn phổ biến:Kiểu đơn giản: Uốn dây đồng thành hình chữ nhật hoặc hình tròn dẹt có hai đầu dây thẳng ra theo phương ngang và đối xứng nhau qua tâm.
Kiểu "móc câu": Uốn dây đồng thành một vòng tròn hoặc hình chữ nhật, sau đó uốn hai đầu dây xuống phía dưới và cạo sạch lớp sơn cách điện ở phần đầu mút (chỗ tiếp xúc với kim băng). Lưu ý quan trọng: Cạo lớp sơn cách điện ở hai đầu dây không hoàn toàn giống nhau. Một đầu cạo hoàn toàn xung quanh, đầu kia chỉ cạo một nửa vòng tròn ở phía trên (hoặc phía dưới) để tạo ra hiệu ứng đổi chiều dòng điện một cách cơ học.
Đảm bảo cuộn dây cân bằng để khi quay không bị rung lắc quá nhiều.
Lắp ráp mô hình:

Đặt viên nam châm tròn ở dưới viên pin, sao cho nó hút vào đáy pin.
Cẩn thận đặt cuộn dây đồng lên hai đầu nhọn của hai chiếc kim băng. Cuộn dây phải nằm ngang và viên nam châm nằm ngay phía dưới nó.
Điều chỉnh vị trí của cuộn dây sao cho nó có thể quay tự do mà không bị chạm vào nam châm hoặc các bộ phận khác.
Quan sát và điều chỉnh:

Nếu mọi thứ được lắp đúng, cuộn dây đồng sẽ bắt đầu quay. Đôi khi bạn cần khẽ đẩy nhẹ cuộn dây để nó bắt đầu chuyển động.
Nếu cuộn dây không quay, hãy kiểm tra các điểm tiếp xúc điện giữa đầu dây đồng và kim băng, đảm bảo chúng tiếp xúc tốt. Kiểm tra xem pin còn đủ điện hay không, và nam châm có đủ mạnh không. Đảm bảo phần sơn cách điện đã được cạo sạch đúng cách ở đầu dây đồng.
Nguyên tắc hoạt động của mô hình động cơ điện:

Mô hình động cơ điện đơn giản này hoạt động dựa trên tương tác giữa từ trường và dòng điện, tạo ra lực Lorentz làm quay cuộn dây.

Dòng điện chạy qua cuộn dây: Khi cuộn dây đồng tiếp xúc với hai đầu kim băng, một mạch điện kín được hình thành thông qua pin. Dòng điện sẽ chạy qua cuộn dây đồng.
Tương tác từ trường:

Nam châm tạo ra từ trường: Viên nam châm tròn đặt dưới cuộn dây tạo ra một từ trường ổn định xuyên qua khu vực cuộn dây. Các đường sức từ đi từ cực Bắc sang cực Nam của nam châm.
Dòng điện tạo ra từ trường: Khi dòng điện chạy qua dây đồng, nó cũng tạo ra một từ trường xung quanh sợi dây.
Lực Lorentz: Theo định luật Lorentz, khi một dây dẫn mang dòng điện đặt trong một từ trường, nó sẽ chịu tác dụng của một lực điện từ (lực Lorentz). Lực này có phương vuông góc với cả hướng dòng điện và hướng của từ trường.
Tạo chuyển động quay:

Do hình dạng đặc biệt của cuộn dây và sự tương tác giữa từ trường của nam châm và từ trường do dòng điện tạo ra trong các phần khác nhau của cuộn dây, các lực Lorentz tác dụng lên các cạnh của cuộn dây sẽ tạo ra một momen xoắn.
Momen xoắn này làm cho cuộn dây bắt đầu quay quanh trục của nó (hai điểm tiếp xúc với kim băng).
Vai trò của việc cạo sơn không đều: Việc cạo sơn cách điện không đều ở hai đầu dây đồng đóng vai trò như một công tắc cơ học. Trong mỗi nửa vòng quay, dòng điện sẽ chạy qua cuộn dây, tạo ra lực Lorentz và làm nó quay. Khi cuộn dây quay đến nửa vòng tiếp theo, mạch điện sẽ bị hở (do phần sơn cách điện), dòng điện ngừng chạy, và momen xoắn biến mất. Tuy nhiên, do quán tính, cuộn dây tiếp tục quay. Khi phần đã cạo sơn tiếp xúc trở lại với kim băng ở vị trí đổi cực từ trường, dòng điện lại chạy qua theo hướng ngược lại (so với từ trường của nam châm ở vị trí đó), tạo ra momen xoắn theo cùng một hướng quay ban đầu, duy trì chuyển động quay liên tục.
Mô hình này tuy đơn giản nhưng thể hiện được nguyên lý cơ bản của động cơ điện một chiều: chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học thông qua tương tác điện từ. Chúc bạn thực hiện thành công!