Baterie, magnet a kus drátu. Nadšenec postavil elektrický motor na kuchyňském stole. Opravdu funguje

Tři součástky za pár desítek korun, pět minut práce, a na stole se roztočí funkční elektrický motor. Není to trik.

Zdroj fotografie: Pexels

Videa, ve kterých někdo přiloží kus měděného drátu k baterii s magnetem a drát se sám od sebe roztočí, kolují internetem už roky. Teď je znovu oživil účet @techbusterspl na TikToku, jehož test shrnul i polský server Android.com.pl. Redakce TechBusters vyzkoušela tři různé varianty sestavy a u dvou ze tří potvrdila reálný pohyb. Žádný skrytý motorek, žádný střih. To, co se na videu točí, je takzvaný homopolární elektrický motor, nejjednodušší možná ukázka přeměny elektrické energie na mechanický pohyb. Stačí k němu obyčejná tužková baterie, silný neodymový magnet a odizolovaný měděný drát. Třetí varianta se sice neroztočila, ale i ta ukázala něco zajímavého: místo motoru vznikl rychle se zahřívající elektromagnet. Princip za tím vším popsal dánský fyzik Hans Christian Ørsted už 21. července 1820 a o rok později na jeho základě Michael Faraday sestrojil jeden z vůbec prvních elektrických motorů v dějinách.

Proč se drát vlastně točí

Celé kouzlo stojí na Lorentzově síle. Když měděným drátem protéká proud a zároveň se drát nachází v magnetickém poli neodymového magnetu, vznikne síla kolmá jak na směr proudu, tak na směr magnetického pole. Právě ta drát roztáčí. Horní konec drátu se opírá o kladný pól baterie, spodní se lehce dotýká okraje magnetu přichyceného k zápornému pólu. Obvod je uzavřený, proud teče a drát krouží.

Ørsted tento jev pozoroval poprvé při univerzitní přednášce v Kodani. Položil rovný vodič nad zavěšenou magnetickou jehlu, pustil proud z galvanického článku a jehla se vychýlila. V původním textu datovaném 21. července 1820 popsal, že účinek elektrického proudu není omezený pouze na samotný vodič, ale rozprostírá se do okolního prostoru a má kruhový charakter. Právě tento kruhový charakter je důvod, proč se drát v dnešním pokusu otáčí dokola, místo aby se pouze vychýlil jedním směrem.

Tři pokusy, dva motory a jeden rozpálený šroub

TechBusters otestovali tři uspořádání. První varianta: drát vytvarovaný do symetrického oblouku kolem baterie s magnetem na spodku. Po nasazení se drát roztočil. Třetí varianta: „vrtulkové“ uspořádání mezi dvěma magnety a šroubem, i tady se sestava pohnula. Druhá varianta dopadla jinak. Drát navinutý na šroub a přiložený k baterii se neroztočil, zato se rychle a znatelně zahřál. Místo motoru vznikl de facto zkratový elektromagnet: malý odpor vinutí umožnil průchod vysokého proudu, většina energie se přeměnila na teplo, ne na užitečnou rotaci.

@techbusterspl Silnik elektryczny w domu? Czy to możliwe? #techbusters #mity #prąd #energia #nauka ♬ oryginalny dźwięk – TechBusters

Právě tahle „nepovedená“ varianta je paradoxně nejpoučnější. Ukazuje hranici mezi motorem a elektromagnetem. Motor potřebuje, aby se vodič mohl volně pohybovat v magnetickém poli. Jakmile je drát pevně navinutý a nemůže rotovat, energie proudu se nemá jak přeměnit na pohyb a většina se uvolní jako teplo.

Co potřebujete a kolik to stojí

Všechny součástky seženete v běžných českých obchodech, žádný specializovaný laboratorní e-shop není potřeba.

• Baterie AA nebo AAA – cca od 7 Kč/ks ve velkém balení do zhruba 27 Kč/ks v malém.
• Neodymový magnet (válcový, průměr kolem 10–15 mm) – malé kusy už od 2 Kč.
• Odizolovaný měděný drát – 10 metrů od 55 Kč.

Kdo nemá doma vůbec nic a kupuje po nejmenších rozumných baleních, vejde se realisticky do 70–150 Kč. Český web Supermagnete uvádí, že nejjednodušší verzi složíte za pět minut. Reálně ale počítejte s více pokusy, nejtěžší je vytvarovat drát tak, aby se dotýkal magnetu jen lehce a nikde nedrhl.

Postup nejjednodušší varianty: Na záporný pól baterie přichytíte magnet (neodym drží sám). Z 20–50 cm drátu ohnete symetrický závěs, jehož špička se opře o kladný pól nahoře a obě spodní ramena lehce dosednou na okraj magnetu. Pokud je kontakt dobrý a tření malé, drát se roztočí okamžitě.

Na co si dát pozor

Tohle není hračka na celé odpoledne. Homopolární motor pracuje téměř ve zkratovém režimu a baterie se vybíjí rychle.

• Zahřívání: Drát i baterie se mohou během několika sekund znatelně ohřát. Jakmile ucítíte teplo, okamžitě sestavu rozeberte.
• Neodymové magnety: Jsou křehké a extrémně silné. Dva magnety, které se nekontrolovaně přitáhnou, mohou skřípnout kůži nebo prasknout na ostré střepy.
• Povrch: Pracujte na suché, nevodivé podložce, třeba dřevěném prkénku nebo plastovém tácu. Kovový nebo mokrý stůl zvyšuje riziko nechtěného kontaktu.
• Děti a kardiostimulátory: Silné magnety patří mimo dosah malých dětí i lidí s implantáty.

Praktické pravidlo: Motor nechte běžet jen pár sekund, pak ho odpojte. Je to demonstrace principu, ne trvalý pohon.

Efektní fyzika, ne revoluce v energetice

Domácí homopolární motor nemá stator a rotor v klasickém smyslu, nemá komutaci ani řízení. Běžný elektromotor ve vrtačce nebo mixéru má jasně oddělené cívky, permanentní magnety nebo elektromagnety, řízenou změnu polarity a konstrukci navrženou na trvalý, účinný a bezpečný provoz. To, co se točí na kuchyňském stole, je proti tomu jako jiskra vedle požáru.

Ale právě v tom je hodnota pokusu. Za sedmdesát korun a pět minut uvidíte na vlastní oči totéž, co Ørsted popsal před více než dvěma sty lety: proud ve vodiči vytváří magnetické pole a v přítomnosti dalšího magnetu z toho vznikne pohyb. Žádná učebnice to neukáže lépe než drát, který se vám roztočí pod rukama.