Eddy Current Swing: 4 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Når en ledende plade bevæger sig gennem et magnetfelt, ændres dens flux (område af pladen, der påvirkes af magnetfeltet). Dette inducerer en Eddy -strøm, dette igen i kombination med magnetfeltet bringer Lorentz -kraften til live. Denne kraft er modsat pladens retning og bremser den derved.

Dette kan demonstreres ved hjælp af et pendul, der svinger en ledende plade. For at se effekten af bremsningen er det vigtigt at konstruere et glat pendul. Det frie sving kan sammenlignes med et sving, der udsættes for et magnetfelt for at demonstrere effekten.

Forbrugsvarer

• Tie-raps
• maling mixerpind
• ikke magnetisk metalplade, 5cm x 5cm (1x)
• Reb
• Gaffatape
• Stanley kniv
• Små vægte, <10g
• Retort stativ, klemmer
• Markør

Trin 1: Opbygning af pendulet

Ved at gøre brug af LEGO Technics dele, såsom hjul og drivaksler (se billeder), kan du oprette et setup, hvor hjulet frit kan rotere rundt om sin akse. At holde hjulet fast på drivakslen og rotere akslen fungerer også, men dette er mere tilbøjeligt til friktion, hvilket vil bremse svingen.

Brug varm lim, fastgør den korte træplanke til LEGO -hjulet. Brug af en planke giver en svingning med lille afvigelse, så prøv at undgå at bruge træpinde. Plankens længde er et frit valg, en længere planke vil svinge i længere tid, men kræver en større opsætning. Et minimum på 15 cm anbefales for at bemærke enhver væsentlig bremsning, ellers vil svingtiden være for kort.

Brug gaffatape til at fastgøre aluminiumspladen til planken. Brug ikke varm lim, fordi dette trin vil kræve en vis iteration, og tape er let at fjerne.

Trin 2: Hængning af pendulet

Brug retortstativet i kombination med klemmerne til at sætte gyngen i den rigtige højde, så pladen ikke rører stativet, når den svinger, men er lav nok til at svinge mellem magneterne. Kontroller med et niveau, at aksen, som hjulet drejer på, er vandret. Brug et stykke reb til at støtte klemmerne, hvis de ikke er helt vandrette. Den bedste måde er at smøre tovet mellem to tie-raps og derefter hænge klemmen op med rebet. (Se billede). Yderligere lego -stykker kan bruges til at stabilisere pendulet på stativet. Ideen er at få et perfekt sving med lille til nul afvigelse.

Trin 3: Placering af magneterne

Placer magneterne i pendulens hvilestilling på svingbanen på en sådan måde, at de ikke blokerer pendulet, når det svinger. Pointen er, at pendulet kan svinge frit mellem det mellemrum, de to magneter skaber. Ved at bruge små planker og varm lim til at skabe en dal, der kan holde magneterne. Brug derefter tape til at fastgøre magneterne til "dalen", så det er let at placere magneterne om nødvendigt.

For at opnå den maksimale effekt skal du sørge for, at afstanden mellem de to magneter er minimal, men uden at røre pladen, når den svinger mellem dem. Ethvert materiale kan bruges til at opnå den ønskede afstand mellem de to magneter (Her bruges gummi). Vær forsigtig, når du bringer magneterne tæt sammen, da de er meget stærke

Sørg for, at de rigtige poler på magneterne er placeret overfor hinanden, så de tiltrækker hinanden. Hvis både nord- og sydpolen er modsat hinanden, vil magneterne frastøde hinanden, og den magnetiske kraft vil være meget svagere.

Juster om nødvendigt pendulets højde for at få pladen dækket af de to magneter. Dette kan gøres ved at fastspænde pendulets drejepunkt i en anden højde.

Trin 4: Kalibrering af opsætningen

For at kunne vise virkningerne af Eddy -strømme på aluminiumspladen, skal du lade pendulet svinge frit uden at udsætte det for magnetfeltet. Bring nu magnetdalen til stativet, og placer pendulet mellem magneterne og lad det svinge. Forhåbentlig vil du se svinget bremse, når det bevæger sig gennem magneterne, hvis du brugte særlig stærke magneter, kan det stoppe helt under sit første pas.