Eddy Current Swing: 4 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

När en ledande platta rör sig genom ett magnetfält förändras dess flöde (plattans area som påverkas av magnetfältet). Detta inducerar en virvelström, detta i sin tur i kombination med magnetfältet väcker Lorentz -kraften till liv. Denna kraft är motsatt plattans riktning och bromsar därigenom den.

Detta kan demonstreras med hjälp av en pendel som svänger en ledande platta. För att se effekten av bromsningen är det viktigt att konstruera en slät pendel. Den fria svängningen kan jämföras med en sväng som utsätts för ett magnetfält för att demonstrera effekten.

Tillbehör

• Slipsar
• färgblandare
• icke magnetisk metallplatta, 5cm x 5cm (1x)
• Rep
• Silvertejp
• Stanley kniv
• Små vikter, <10g
• Retortställ, klämmor
• Markör

Steg 1: Bygga pendeln

Genom att använda LEGO Technics delar, såsom hjul och drivaxlar (se bilder) skapar du en inställning där hjulet fritt kan rotera runt sin axel. Att hålla hjulet fixerat på drivaxeln och rotera axeln fungerar också men detta är mer benäget för friktion som kommer att sakta ner svängningen.

Använd varmt lim fäst den korta träplankan på LEGO -hjulet. Att använda en planka erbjuder en gunga med liten avvikelse, så försök att undvika att använda träpinnar. Plankans längd är ett fritt val, en längre planka kommer att svänga under en längre tid men kräver en större uppsättning. Minst 15 cm rekommenderas för att märka någon betydande inbromsning, annars blir svängtiden för kort.

Använd tejp för att fästa aluminiumplattan på plankan. Använd inte varmt lim eftersom det här steget kommer att kräva lite iteration och tejp är lätt att ta bort.

Steg 2: Hänga upp pendeln

Använd retortstativet i kombination med klämmorna och sätt gungan i rätt höjd så att plattan inte vidrör stativet när den svänger men är tillräckligt låg för att svänga mellan magneterna. Kontrollera med en nivå att axeln som hjulet roterar på är horisontell. Använd ett rep för att stödja klämmorna om de inte är helt horisontella. Det bästa sättet är att smörja in repet mellan två raps och sedan hänga upp klämman med repet. (Se bild). Ytterligare legobitar kan användas för att stabilisera pendeln på stativet. Tanken är att få en perfekt sväng med liten till noll avvikelse.

Steg 3: Placera magneterna

Placera magneterna i pendelns viloläge, på svängningsbanan, på ett sådant sätt att de inte blockerar pendeln när den svänger. Poängen är att pendeln kan svänga fritt mellan gapet som de två magneterna skapar. Genom att använda små plankor och hett lim för att skapa en dal som kan hålla magneterna. Använd sedan tejp för att fästa magneterna på "dalen" så att det är lätt att flytta magneterna om det behövs.

För att uppnå maximal effekt, se till att avståndet mellan de två magneterna är minimalt men utan att röra plattan när den svänger mellan dem. Vilket material som helst kan användas för att uppnå önskat avstånd mellan de två magneterna (här används gummi). Var försiktig när du för magneterna nära varandra eftersom de är mycket starka

Se till att de rätta polerna på magneterna är placerade mittemot varandra så att de lockar varandra. Om både nord- och sydpolen är mittemot varandra kommer magneterna att stöta bort varandra och magnetkraften blir mycket svagare.

Justera pendelns höjd om det behövs för att plattan ska täckas av de två magneterna. Detta kan göras genom att klämma pendelns vridpunkt i en annan höjd.

Steg 4: Kalibrera installationen

För att kunna visa effekterna av Eddy -strömmarna på aluminiumplattan, låt pendeln svänga fritt utan att utsätta den för magnetfältet. Ta nu magnetdalen till stativet och placera pendeln mellan magneterna och låt den svänga. Förhoppningsvis kommer du att se svingen sakta ner när den rör sig genom magneterna, om du använde särskilt starka magneter kan den helt stanna under sitt första pass.