Moteur solaire avec rotor flottant en bois

Aujourd'hui, nous vous présentons une application magnétique très impressionnante : un moteur solaire avec rotor flottant en bois.

Ce moteur n'a pas d'application pratique. Sur le rebord de la fenêtre, il attire tous les regards et ne manquera pas d'émerveiller vos invités.

Moteur solaire avec rotor flottant en bois

Liste des matériaux :

• Anneau magnétique Ø 18,0 x 10,0 x 4,0 mm N40 nickel - adhérence 4,4 kg - 4 pièces
• Disque magnétique Ø 20,0 x 10,0 mm N40 nickel - adhérence 12 kg - 4 pièces
• Cuboïde magnétique 20,0 x 20,0 x 3,0 mm N45 nickel - adhérence 4,3 kg - 4 pièces
• 8 cellules solaires 0,5 V / 150 mA - avec connexion à souder (réf. (numéro : 695-SM150L d’EDUNIKUM)
• 60 g de fil de cuivre émaillé Ø 0,25 mm
• Contreplaqué de 4 à 5 mm d’épaisseur
• Bois massif de 18,5 à 19 mm d’épaisseur
• Bois rond de Ø 10 mm
• Vitre d’environ 70 x 80 mm, environ 2 mm d'épaisseur (ici, provenant d'un vieux cadre photo)
• Recharge de stylo à bille
• Adhésif bi-composant
• Colle à bois
• Soudure
• Support

Rotor en lévitation

Pour faire léviter le rotor, quatre aimants sont nécessaires dans le stator et au moins deux aimants sur l'arbre.
Pour le stator, j'ai utilisé quatre disques magnétiques de 20,0 x 10,0 mm et deux anneaux magnétiques de 18,0 x 10,0 x 4,0 mm pour le rotor.

Pour faire léviter le rotor, les aimants doivent être disposés conformément au schéma.

Pour empêcher le rotor de tourner, un degré de liberté doit être limité. Ceci a été réalisé en insérant une recharge de stylo à bille.
En appuyant la bille contre la vitre arrière, une illusion est créée. Ceci représente un rotor en lévitation totalement libre.

Rotation du rotor (fonctionnement du moteur)

C'est ici qu'intervient la force de Lorentz. Il s'agit de la force exercée sur un conducteur (ou une bobine) parcouru par un courant dans un champ magnétique. À cette fin, quatre bobines de fil de cuivre émaillé ont été enroulées sur le support de bobine, sous les cellules solaires du rotor.

Chaque bobine est connectée électriquement à deux cellules solaires décalées de 180°. Lorsqu'elle est éclairée, un courant continu traverse la bobine. La cellule solaire de la bobine est orientée vers la source lumineuse.

Les aimants de champ sont situés sous le rotor, au centre du stator. Ici, j'aurais utilisé 4 cuboïdes magnétiques 20,0 x 20,0 x 3,0 mm N45, mais j'avais des aimants cuboïdes plus anciens et légèrement plus grands d'un autre projet en stock, donc je les ai utilisés.

Le courant dans les bobines en conjonction avec le champ des cuboïdes magnétiques génère la force de Lorentz, qui à son tour génère un couple sur le rotor. Le rotor tourne en continu lorsque la lumière atteint les cellules solaires.

Vidéo :