Swing vírivých prúdov: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

Keď sa vodivá doska pohybuje magnetickým poľom, zmení sa jej tok (plocha dosky ovplyvnená magnetickým poľom). To indukuje vírivý prúd, čo zase v kombinácii s magnetickým poľom oživuje Lorentzovu silu. Táto sila je proti smeru dosky a tým ju spomaľuje.

Toto je možné demonštrovať pomocou kyvadla, ktoré kolíše vodivou doskou. Aby ste videli účinok brzdenia, je nevyhnutné postaviť hladké kyvadlo. Voľný výkyv je možné na demonštráciu účinku porovnať s výkyvom vystaveným magnetickému poľu.

Zásoby

• Kravaty
• tyčinka na miešanie farieb
• nemagnetická kovová platňa, 5 cm x 5 cm (1x)
• Lano
• Lepiaca páska
• Nôž Stanley
• Malé hmotnosti, <10 g
• Retortový stojan, svorky
• Fixka

Krok 1: Zostavenie kyvadla

Použitím dielov LEGO Technics, ako sú kolesá a hnacie hriadele (pozri obrázky), vytvorte zostavu, v ktorej sa koleso môže voľne otáčať okolo svojej osi. Fungovanie kolesa upevneného na hnacom hriadeli a otáčanie hriadeľa tiež funguje, ale je náchylnejšie na trenie, ktoré spomaľuje švih.

Pomocou horúceho lepidla pripevnite krátku drevenú dosku na koleso LEGO. Použitie dosky ponúka hojdačku s malou odchýlkou, preto sa snažte vyhnúť používaniu drevených palíc. Dĺžka dosky je voľná voľba, dlhšia doska sa bude hojdať dlhšie, ale vyžaduje väčšie nastavenie. Odporúča sa minimálne 15 cm, aby ste si všimli akékoľvek výrazné brzdenie, inak bude doba švihu príliš krátka.

Na pripevnenie hliníkovej dosky k doske použite lepiacu pásku. Nepoužívajte horúce lepidlo, pretože tento krok bude vyžadovať určitú iteráciu a lepiacu pásku je možné ľahko odstrániť.

Krok 2: Zavesenie kyvadla

Pomocou stojana s retortou v kombinácii so svorkami nastavte hojdačku do správnej výšky tak, aby sa platňa pri hojdaní nedotýkala stojana, ale aby bola dostatočne nízka na to, aby sa hojdala medzi magnetmi. Skontrolujte s úrovňou, či je os, na ktorej sa koleso otáča, vodorovná. Ak nie sú svorky dokonale vodorovné, podperte ich pomocou kusu lana. Najlepším spôsobom je zasunúť lano medzi dve úchytky a potom zavesiť svorku pomocou lana. (Pozri obrázok). Na stabilizáciu kyvadla na stojane je možné použiť ďalšie kusy lega. Cieľom je dosiahnuť perfektný švih s malou až nulovou odchýlkou.

Krok 3: Umiestnenie magnetov

Umiestnite magnety do pokojovej polohy kyvadla na dráhu kyvadla tak, aby pri kolísaní kyvadlo neblokovali. Ide o to, že kyvadlo sa môže voľne pohybovať medzi medzerou, ktorú vytvárajú dva magnety. Použitím malých dosiek a horúceho lepidla vytvorte údolie, do ktorého sa zmestia magnety. Potom pomocou lepiacej pásky pripevnite magnety do „údolia“, aby bolo v prípade potreby ľahké premiestniť magnety.

Aby ste dosiahli maximálny efekt, uistite sa, že vzdialenosť medzi týmito dvoma magnetmi je minimálna, ale bez toho, aby ste sa dotkli platne, pretože sa medzi nimi otáča. Na dosiahnutie požadovanej vzdialenosti medzi týmito dvoma magnetmi je možné použiť akýkoľvek materiál (tu sa používa guma). Pri približovaní magnetov k sebe buďte opatrní, pretože sú veľmi silné

Uistite sa, že pravé póly magnetov sú umiestnené oproti sebe tak, aby sa navzájom priťahovali. Ak sú severný aj južný pól oproti sebe, magnety sa navzájom odpudzujú a magnetická sila bude oveľa slabšia.

V prípade potreby upravte výšku kyvadla, aby bola doska zakrytá dvoma magnetmi. To sa dá dosiahnuť upnutím bodu otáčania kyvadla v inej výške.

Krok 4: Kalibrácia nastavenia

Aby ste mohli ukázať účinky vírivých prúdov na hliníkovú platňu, nechajte kyvadlo voľne kývať bez toho, aby ste ho vystavili magnetickému poľu. Teraz prineste údolie magnetov do stojana a umiestnite kyvadlo medzi magnety a nechajte ho kývať. Našťastie dúfate, že sa hojdačka spomalí, keď sa pohybuje magnetmi, ak ste použili obzvlášť silné magnety, môže sa úplne zastaviť pri prvom prechode.