Eddy Current Swing: 4 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Όταν μια αγώγιμη πλάκα κινείται μέσα σε ένα μαγνητικό πεδίο, η ροή της (η περιοχή της πλάκας που επηρεάζεται από το μαγνητικό πεδίο) αλλάζει. Αυτό προκαλεί ένα ρεύμα Eddy, αυτό με τη σειρά του σε συνδυασμό με το μαγνητικό πεδίο ζωντανεύει τη δύναμη Lorentz. Αυτή η δύναμη είναι αντίθετη από την κατεύθυνση της πλάκας και έτσι την επιβραδύνει.

Αυτό μπορεί να αποδειχθεί χρησιμοποιώντας ένα εκκρεμές που κουνά μια αγώγιμη πλάκα. Για να δείτε το αποτέλεσμα του φρεναρίσματος είναι απαραίτητο να κατασκευάσετε ένα ομαλό εκκρεμές. Η ελεύθερη ταλάντευση μπορεί να συγκριθεί με μια κούνια που υποβάλλεται σε μαγνητικό πεδίο για να καταδείξει το αποτέλεσμα.

Προμήθειες

• Tie-raps
• ραβδί μίξερ χρωμάτων
• μη μαγνητική μεταλλική πλάκα, 5cm x 5cm (1x)
• Σκοινί
• Κολλητική ταινία
• Μαχαίρι Stanley
• Μικρά βάρη, <10g
• Βάση επαναφοράς, σφιγκτήρες
• Σημάδι

Βήμα 1: Χτίζοντας το εκκρεμές

Χρησιμοποιώντας εξαρτήματα της LEGO Technics, όπως τροχούς και άξονες κίνησης (δείτε εικόνες) δημιουργήστε μια ρύθμιση όπου ο τροχός μπορεί ελεύθερα να περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του. Η διατήρηση του τροχού σταθερού στον άξονα κίνησης και η περιστροφή του άξονα λειτουργεί επίσης, αλλά αυτό είναι πιο επιρρεπές σε τριβές που θα επιβραδύνουν την περιστροφή.

Χρησιμοποιήστε ζεστή κόλλα στερεώστε μια κοντή ξύλινη σανίδα στον τροχό LEGO. Η χρήση σανίδας προσφέρει μια ταλάντευση με μικρή απόκλιση, οπότε προσπαθήστε να αποφύγετε τη χρήση ξύλινων ραβδιών. Το μήκος της σανίδας είναι μια ελεύθερη επιλογή, μια μακρύτερη σανίδα θα κουνιέται για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, αλλά απαιτεί μεγαλύτερο στήσιμο. Συνιστάται τουλάχιστον 15 cm για να παρατηρήσετε οποιοδήποτε σημαντικό φρενάρισμα, διαφορετικά ο χρόνος περιστροφής θα είναι πολύ μικρός.

Χρησιμοποιήστε κολλητική ταινία για να στερεώσετε την πλάκα αλουμινίου στη σανίδα. Μην χρησιμοποιείτε θερμή κόλλα γιατί αυτό το βήμα θα απαιτήσει κάποια επανάληψη και η κολλητική ταινία είναι εύκολο να αφαιρεθεί.

Βήμα 2: Κρεμάστε το εκκρεμές

Χρησιμοποιώντας τη βάση αναδίπλωσης σε συνδυασμό με τους σφιγκτήρες, τοποθετήστε την ταλάντευση στο σωστό ύψος, έτσι ώστε η πλάκα να μην αγγίζει τη βάση όταν κουνιέται αλλά να είναι αρκετά χαμηλή για να περιστρέφεται μεταξύ των μαγνητών. Ελέγξτε με ένα επίπεδο ότι ο άξονας στον οποίο περιστρέφεται ο τροχός είναι οριζόντιος. Χρησιμοποιήστε ένα κομμάτι σχοινί για να στηρίξετε τους σφιγκτήρες εάν δεν είναι απόλυτα οριζόντιοι. Ο καλύτερος τρόπος είναι να τοποθετήσετε το σκοινί μεταξύ δύο σχοινιών και στη συνέχεια να αναστείλετε τον σφιγκτήρα χρησιμοποιώντας το σχοινί. (Δείτε την εικόνα). Πρόσθετα κομμάτια lego μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη σταθεροποίηση του εκκρεμούς στο περίπτερο. Η ιδέα είναι να αποκτήσετε μια τέλεια ταλάντευση με μικρή έως μηδενική απόκλιση.

Βήμα 3: Τοποθέτηση των μαγνητών

Τοποθετήστε τους μαγνήτες στη θέση ανάπαυσης του εκκρεμούς, σε τροχιά περιστροφής, με τέτοιο τρόπο ώστε να μην μπλοκάρουν το εκκρεμές όταν κουνιέται. Το θέμα είναι ότι το εκκρεμές μπορεί να ταλαντεύεται ελεύθερα ανάμεσα στο κενό που δημιουργούν οι δύο μαγνήτες. Χρησιμοποιώντας μικρές σανίδες και ζεστή κόλλα για να δημιουργήσετε μια κοιλάδα που μπορεί να κρατήσει τους μαγνήτες. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε κολλητική ταινία για να συνδέσετε τους μαγνήτες στην "κοιλάδα", έτσι ώστε να είναι εύκολο να επανατοποθετήσετε τους μαγνήτες εάν χρειάζεται.

Για να επιτύχετε το μέγιστο αποτέλεσμα, βεβαιωθείτε ότι η απόσταση μεταξύ των δύο μαγνητών είναι ελάχιστη, αλλά χωρίς να αγγίζετε την πλάκα καθώς αυτή ταλαντεύεται μεταξύ τους. Οποιοδήποτε υλικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να επιτευχθεί η επιθυμητή απόσταση μεταξύ των δύο μαγνητών (εδώ χρησιμοποιείται καουτσούκ). Να είστε προσεκτικοί όταν φέρνετε τους μαγνήτες κοντά καθώς είναι πολύ ισχυροί

Βεβαιωθείτε ότι οι σωστοί πόλοι των μαγνητών είναι τοποθετημένοι ο ένας απέναντι από τον άλλο, έτσι ώστε να έλκονται μεταξύ τους. Αν και ο βόρειος και ο νότιος πόλος είναι απέναντι ο ένας από τον άλλο, οι μαγνήτες θα απωθούνται και η μαγνητική δύναμη θα είναι πολύ ασθενέστερη.

Ρυθμίστε το ύψος του εκκρεμούς εάν είναι απαραίτητο για να καλύψετε την πλάκα από τους δύο μαγνήτες. Αυτό μπορεί να γίνει σφίγγοντας το σημείο περιστροφής του εκκρεμούς σε διαφορετικό ύψος.

Βήμα 4: Βαθμονόμηση της εγκατάστασης

Για να μπορέσετε να δείξετε τις επιδράσεις των ρευμάτων Eddy στην πλάκα αλουμινίου, αφήστε το εκκρεμές να περιστραφεί ελεύθερα χωρίς να το υποβάλλετε στο μαγνητικό πεδίο. Τώρα φέρτε την κοιλάδα μαγνήτη στη βάση και τοποθετήστε το εκκρεμές ανάμεσα στους μαγνήτες και αφήστε το να κουνηθεί. Ας ελπίσουμε ότι θα δείτε την ταλάντευση να επιβραδύνεται καθώς κινείται στους μαγνήτες, αν χρησιμοποιούσατε ιδιαίτερα ισχυρούς μαγνήτες, ενδέχεται να σταματήσει εντελώς κατά το πρώτο πέρασμά της.