Altalena a correnti parassite: 4 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Quando una piastra conduttiva si muove attraverso un campo magnetico, il suo flusso (l'area della piastra interessata dal campo magnetico) cambia. Questo induce una corrente parassita, che a sua volta in combinazione con il campo magnetico dà vita alla forza di Lorentz. Questa forza è opposta alla direzione della piastra e quindi la rallenta.

Questo può essere dimostrato usando un pendolo che fa oscillare una piastra conduttiva. Per vedere l'effetto della frenata è essenziale costruire un pendolo liscio. L'oscillazione libera può essere paragonata a un'oscillazione soggetta a un campo magnetico per dimostrarne l'effetto.

Forniture

• Tie-raps
• bastoncino per miscelare la vernice
• piastra metallica non magnetica, 5 cm x 5 cm (1x)
• Corda
• Nastro adesivo
• Coltello Stanley
• Pesi piccoli, <10g
• Supporto per storta, morsetti
• marcatore

Passaggio 1: costruire il pendolo

Facendo uso di parti LEGO Technics, come ruote e alberi di trasmissione (vedi immagini), crea una configurazione in cui la ruota può ruotare liberamente attorno al suo asse. Anche mantenere la ruota fissa sull'albero motore e ruotare l'albero funziona, ma questo è più soggetto all'attrito che rallenterà l'oscillazione.

Usa la colla a caldo per attaccare una breve tavola di legno alla ruota LEGO. L'uso di una tavola offre uno swing con poca deviazione, quindi cerca di evitare l'uso di bastoncini di legno. La lunghezza della tavola è una scelta libera, una tavola più lunga oscillerà per un tempo più lungo ma richiede un set up più ampio. Si consiglia un minimo di 15 cm per notare eventuali frenate significative, altrimenti il tempo di oscillazione sarà troppo breve.

Usa del nastro adesivo per fissare la piastra di alluminio alla tavola. Non usare la colla a caldo perché questo passaggio richiederà alcune iterazioni e il nastro adesivo è facile da rimuovere.

Passaggio 2: appendere il pendolo

Usando il supporto della storta in combinazione con i morsetti, posizionare l'altalena all'altezza giusta, in modo che la piastra non tocchi il supporto durante l'oscillazione ma sia abbastanza bassa da oscillare tra i magneti. Verificare con una livella che l'asse su cui ruota la ruota sia orizzontale. Usa un pezzo di corda per sostenere i morsetti se non sono perfettamente orizzontali. Il modo migliore è inserire la fune tra due tiranti e poi sospendere il morsetto usando la fune. (Guarda l'immagine). Ulteriori pezzi di lego possono essere utilizzati per stabilizzare il pendolo sul supporto. L'idea è di ottenere uno swing perfetto con una deviazione minima o nulla.

Passaggio 3: posizionamento dei magneti

Posizionare i magneti nella posizione di riposo del pendolo, sulla traiettoria di oscillazione, in modo che non blocchino il pendolo durante l'oscillazione. Il punto è che il pendolo può oscillare liberamente tra lo spazio creato dai due magneti. Usando piccole assi e colla a caldo per creare una valle che possa contenere i magneti. Quindi utilizzare del nastro adesivo per fissare i magneti alla "valle" in modo che sia facile riposizionare i magneti se necessario.

Per ottenere il massimo effetto assicurati che la distanza tra i due magneti sia minima ma senza toccare la piastra mentre oscilla tra di loro. Qualsiasi materiale può essere utilizzato per ottenere la distanza desiderata tra i due magneti (qui viene utilizzata la gomma). Fai attenzione quando avvicini i magneti perché sono molto potenti

Assicurati che i poli giusti dei magneti siano posizionati uno di fronte all'altro in modo che si attraggano l'un l'altro. Se entrambi i poli nord e sud sono uno di fronte all'altro, i magneti si respingono e la forza magnetica sarà molto più debole.

Se necessario, regolare l'altezza del pendolo in modo da avere la piastra coperta dai due magneti. Questo può essere fatto bloccando il punto di rotazione del pendolo a un'altezza diversa.

Passaggio 4: calibrazione dell'installazione

Per poter mostrare gli effetti delle correnti parassite sulla lastra di alluminio, lasciare che il pendolo oscilli liberamente senza sottoporlo al campo magnetico. Ora porta la valle del magnete sul supporto e posiziona il pendolo tra i magneti e lascialo oscillare. Si spera che vedrai l'oscillazione rallentare mentre si muove attraverso i magneti, se hai usato magneti particolarmente forti potrebbe fermarsi completamente durante il suo primo passaggio.