Balansarea curentului turbionar: 4 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Când o placă conductoare se mișcă printr-un câmp magnetic, fluxul (zona plăcii afectate de câmpul magnetic) se schimbă. Acest lucru induce un curent Eddy, acesta la rândul său, în combinație cu câmpul magnetic, dă viață forței Lorentz. Această forță este opusă direcției plăcii și astfel o încetinește.

Acest lucru poate fi demonstrat folosind un pendul care leagănă o placă conductoare. Pentru a vedea efectul frânării este esențial să construim un pendul neted. Pivotul liber poate fi comparat cu un pivot supus unui câmp magnetic pentru a demonstra efectul.

Provizii

• Tie-rap-uri
• baton de vopsea
• placă metalică nemagnetică, 5cm x 5cm (1x)
• Frânghie
• Banda adeziva
• Cuțit Stanley
• Greutăți mici, <10g
• Suport retort, cleme
• Marker

Pasul 1: Construirea pendulului

Folosind piese LEGO Technics, cum ar fi roțile și arborii de antrenare (vezi imagini), creați o configurație în care roata se poate roti liber în jurul axei sale. Menținerea roții fixate pe arborele de antrenare și rotirea arborelui funcționează, de asemenea, dar aceasta este mai predispusă la frecare, ceea ce va încetini oscilația.

Folosiți adeziv fierbinte atașați o scândură scurtă de lemn la roata LEGO. Utilizarea unei scânduri oferă un leagăn cu o abatere mică, așa că încercați să evitați utilizarea unor bețe de lemn. Lungimea scândurii este o alegere liberă, o scândură mai lungă va oscila mai mult timp, dar necesită o montare mai mare. Se recomandă un minimum de 15 cm pentru a observa orice frânare semnificativă, altfel timpul de oscilare va fi prea scurt.

Folosiți bandă adezivă pentru a atașa placa de aluminiu la scândură. Nu utilizați lipici fierbinte, deoarece acest pas va necesita o anumită iterație, iar banda adezivă este ușor de îndepărtat.

Pasul 2: Închideți pendulul

Folosind suportul de retort în combinație cu cleme, puneți leagănul la înălțimea potrivită, astfel încât placa să nu atingă suportul când se leagănă, dar să fie suficient de scăzută pentru a se balansa între magneți. Verificați cu un nivel dacă axa pe care se rotește roata este orizontală. Folosiți o bucată de frânghie pentru a sprijini clemele dacă acestea nu sunt perfect orizontale. Cel mai bun mod este de a pune coarda între două cravate și apoi de a suspenda clema folosind coarda. (Vezi poza). Bucăți suplimentare de lego pot fi utilizate pentru stabilizarea pendulului pe suport. Ideea este de a obține un swing perfect cu deviație mică până la zero.

Pasul 3: Poziționarea magneților

Așezați magneții în poziția de repaus a pendulului, pe o cale de balansare, astfel încât să nu blocheze pendulul atunci când acesta se leagănă. Ideea este că pendulul se poate balansa liber între spațiul creat de cei doi magneți. Folosind scânduri mici și adeziv fierbinte pentru a crea o vale care poate ține magneții. Apoi utilizați bandă adezivă pentru a atașa magneții la „vale”, astfel încât să fie ușor să repoziționați magneții, dacă este necesar.

Pentru a obține efectul maxim, asigurați-vă că distanța dintre cei doi magneți este minimă, dar fără a atinge placa în timp ce se leagănă între ei. Orice material poate fi utilizat pentru a atinge distanța dorită între cei doi magneți (aici se folosește cauciuc). Aveți grijă când apropiați magneții, deoarece sunt foarte puternici

Asigurați-vă că polii drepți ai magneților sunt așezați unul față de celălalt, astfel încât să se atragă reciproc. Dacă ambii poli nordici și sudici sunt opuși, magneții se vor respinge și forța magnetică va fi mult mai slabă.

Reglați înălțimea pendulului, dacă este necesar, pentru ca placa să fie acoperită de cei doi magneți. Acest lucru se poate face prin prinderea punctului de pivotare al pendulului la o înălțime diferită.

Pasul 4: Calibrarea setării

Pentru a putea arăta efectele curenților turbionari pe placa de aluminiu, lăsați pendulul să se balanseze fără a-l supune câmpului magnetic. Acum aduceți valea magnetului pe suport și așezați pendulul între magneți și lăsați-l să se balanseze. Sperăm că veți vedea leagănul încetinind pe măsură ce se deplasează prin magneți, dacă ați folosit magneți deosebit de puternici, s-ar putea opri complet în timpul primei sale treceri.