Eddy Current Swing: 4 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Når en ledende plate beveger seg gjennom et magnetfelt, endres dens fluks (området på platen som påvirkes av magnetfeltet). Dette induserer en virvelstrøm, dette igjen i kombinasjon med magnetfeltet gir Lorentz -kraften liv. Denne kraften er motsatt retningen til platen og bremser den derved.

Dette kan demonstreres ved hjelp av en pendel som svinger en ledende plate. For å se effekten av bremsingen er det viktig å konstruere en jevn pendel. Den frie svingen kan sammenlignes med en sving som utsettes for et magnetfelt for å demonstrere effekten.

Rekvisita

• Tie-raps
• malingblanderpinne
• ikke magnetisk metallplate, 5cm x 5cm (1x)
• Tau
• Duct-tape
• Stanley kniv
• Små vekter, <10g
• Retortstativ, klemmer
• Markør

Trinn 1: Bygg pendelen

Ved å bruke LEGO Technics deler, for eksempel hjul og drivaksler (se bilder), kan du lage et oppsett der hjulet fritt kan rotere rundt aksen. Å holde hjulet fast på drivakselen og rotere akselen fungerer også, men dette er mer utsatt for friksjon som vil bremse svingen.

Bruk varmt lim, fest den korte treplanken til LEGO -hjulet. Å bruke en planke gir en sving med lite avvik, så prøv å unngå å bruke trepinner. Lengden på planken er et fritt valg, en lengre planke vil svinge i lengre tid, men krever et større oppsett. Minimum 15 cm anbefales for å oppdage betydelig bremsing, ellers vil svingtiden bli for kort.

Bruk duct-tape til å feste aluminiumsplaten til planken. Ikke bruk varmt lim fordi dette trinnet vil kreve noe iterasjon, og tape er lett å fjerne.

Trinn 2: Heng opp pendelen

Bruk retortstativet i kombinasjon med klemmene, sett svingen i riktig høyde, slik at platen ikke berører stativet når den svinger, men er lav nok til å svinge mellom magnetene. Kontroller med et nivå at aksen som hjulet roterer på er horisontal. Bruk et tau for å støtte klemmene hvis de ikke er helt horisontale. Den beste måten er å smøre tauet mellom to tie-raps og deretter henge klemmen med tauet. (Se bildet). Ytterligere legobiter kan brukes til å stabilisere pendelen på stativet. Tanken er å få en perfekt sving med lite til null avvik.

Trinn 3: Plassering av magnetene

Plasser magneter i pendelens hvilestilling på svingbanen på en slik måte at de ikke blokkerer pendelen når den svinger. Poenget er at pendelen kan svinge fritt mellom gapet de to magnetene skaper. Ved å bruke små planker og varmt lim for å lage en dal som kan holde magneter. Deretter bruker du tape til å feste magnetene til "dalen" slik at det er enkelt å plassere magnetene om nødvendig.

For å oppnå maksimal effekt må du sørge for at avstanden mellom de to magnetene er minimal, men uten å berøre platen mens den svinger mellom dem. Ethvert materiale kan brukes for å oppnå ønsket avstand mellom de to magnetene (her brukes gummi). Vær forsiktig når du bringer magneter nær hverandre, da de er veldig sterke

Sørg for at de riktige polene på magnetene er plassert overfor hverandre slik at de tiltrekker seg hverandre. Hvis både nord- og sørpolen er motsatt hverandre, vil magnetene frastøte hverandre, og magnetkraften vil være mye svakere.

Juster pendelen om nødvendig for å få platen dekket av de to magnetene. Dette kan gjøres ved å klemme svingpunktet til pendelen i en annen høyde.

Trinn 4: Kalibrering av oppsettet

For å kunne vise effekten av Eddy -strømmer på aluminiumsplaten, la pendelen svinge fritt uten å utsette den for magnetfeltet. Ta nå magnetdalen til stativet og plasser pendelen mellom magnetene og la den svinge. Forhåpentligvis vil du se svingen bremse når den beveger seg gjennom magneter. Hvis du brukte spesielt sterke magneter, kan den stoppe helt under den første pasningen.