Eddy Current Swing: 4 ขั้นตอน

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

เมื่อแผ่นนำไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านสนามแม่เหล็ก ฟลักซ์ (พื้นที่ของแผ่นรับผลกระทบจากสนามแม่เหล็ก) จะเปลี่ยนไป สิ่งนี้ทำให้เกิดกระแส Eddy ซึ่งเมื่อรวมกับสนามแม่เหล็กจะทำให้แรงลอเรนซ์มีชีวิต แรงนี้อยู่ตรงข้ามกับทิศทางของจานและทำให้ช้าลง

สิ่งนี้สามารถแสดงให้เห็นได้โดยใช้ลูกตุ้มแกว่งจานนำไฟฟ้า เพื่อให้เห็นผลของการเบรก จำเป็นต้องสร้างลูกตุ้มที่ราบเรียบ การแกว่งอิสระสามารถเปรียบเทียบได้กับการแกว่งภายใต้สนามแม่เหล็กเพื่อแสดงผลกระทบ

เสบียง

• เน็คไทแร็ป
• แท่งผสมสี
• แผ่นโลหะที่ไม่ใช่แม่เหล็ก 5 ซม. x 5 ซม. (1x)
• เชือก
• เทปพันท่อ
• มีดสแตนเลย์
• น้ำหนักขนาดเล็ก <10g
• ขาตั้งโต้, ที่หนีบ
• เครื่องหมาย

ขั้นตอนที่ 1: สร้างลูกตุ้ม

การใช้ชิ้นส่วนของ LEGO Technics เช่น ล้อและเพลาขับ (ดูรูป) สร้างการตั้งค่าที่ล้อสามารถหมุนรอบแกนได้อย่างอิสระ การรักษาล้อให้อยู่กับที่บนเพลาขับและการหมุนเพลาก็ใช้ได้เช่นกัน แต่สิ่งนี้มีแนวโน้มที่จะเกิดแรงเสียดทานมากกว่าซึ่งจะทำให้การสวิงช้าลง

ใช้กาวร้อนติดแผ่นไม้สั้นๆ เข้ากับล้อเลโก้ การใช้ไม้กระดานจะทำให้วงสวิงมีความเบี่ยงเบนเล็กน้อย ดังนั้นพยายามหลีกเลี่ยงการใช้แท่งไม้ ความยาวของไม้กระดานเป็นทางเลือกฟรี ไม้กระดานที่ยาวกว่าจะแกว่งได้นานขึ้น แต่ต้องใช้ชุดที่ใหญ่กว่า แนะนำให้เว้นระยะห่างอย่างน้อย 15 ซม. เพื่อสังเกตการเบรกที่สำคัญ มิฉะนั้น เวลาในการสวิงจะสั้นเกินไป

ใช้เทปพันสายไฟติดแผ่นอะลูมิเนียมกับแผ่นไม้ อย่าใช้กาวร้อนเพราะขั้นตอนนี้จะต้องทำซ้ำและดึงเทปพันท่อออกได้ง่าย

ขั้นตอนที่ 2: แขวนลูกตุ้ม

ใช้ขาตั้งแบบรีทอร์ทร่วมกับแคลมป์ วางวงสวิงที่ความสูงที่เหมาะสม เพื่อไม่ให้เพลตสัมผัสกับขาตั้งขณะแกว่ง แต่ให้ต่ำพอที่จะแกว่งไปมาระหว่างแม่เหล็ก ตรวจสอบระดับว่าแกนที่ล้อหมุนอยู่ในแนวนอน ใช้เชือกเส้นหนึ่งเพื่อรองรับที่หนีบหากไม่อยู่ในแนวราบอย่างสมบูรณ์ วิธีที่ดีที่สุดคือการประกบเชือกระหว่างไทแรปสองตัว แล้วแขวนแคลมป์โดยใช้เชือก (ดูภาพ). สามารถใช้เลโก้เพิ่มเติมเพื่อทำให้ลูกตุ้มบนขาตั้งมั่นคงได้ แนวคิดคือการได้วงสวิงที่สมบูรณ์แบบโดยมีค่าเบี่ยงเบนเพียงเล็กน้อยถึงศูนย์

ขั้นตอนที่ 3: การวางตำแหน่งแม่เหล็ก

วางแม่เหล็กในตำแหน่งที่เหลือของลูกตุ้มบนทางแกว่ง ในลักษณะที่แม่เหล็กจะไม่ปิดกั้นลูกตุ้มเมื่อแกว่ง ประเด็นคือลูกตุ้มสามารถแกว่งได้อย่างอิสระระหว่างช่องว่างที่แม่เหล็กทั้งสองสร้างขึ้น โดยใช้ไม้กระดานขนาดเล็กและกาวร้อนเพื่อสร้างหุบเขาที่สามารถยึดแม่เหล็กได้ จากนั้นใช้เทปพันสายไฟเพื่อติดแม่เหล็กเข้ากับ "หุบเขา" เพื่อให้ง่ายต่อการจัดตำแหน่งแม่เหล็กหากจำเป็น

เพื่อให้ได้ผลลัพธ์สูงสุด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าระยะห่างระหว่างแม่เหล็กทั้งสองมีน้อย แต่ไม่ต้องสัมผัสแผ่นขณะที่มันแกว่งไปมาระหว่างแม่เหล็กทั้งสอง สามารถใช้วัสดุใดก็ได้เพื่อให้ได้ระยะห่างที่ต้องการระหว่างแม่เหล็กทั้งสอง (นี่คือยางที่ใช้) โปรดใช้ความระมัดระวังในการนำแม่เหล็กมาชิดกันเนื่องจากมีความแรงมาก

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้วางขั้วแม่เหล็กที่ถูกต้องตรงข้ามกันเพื่อดึงดูดกัน ถ้าขั้วเหนือและขั้วใต้อยู่ตรงข้ามกัน แม่เหล็กจะผลักกันและแรงแม่เหล็กจะอ่อนลงมาก

ปรับความสูงของลูกตุ้มหากจำเป็นเพื่อให้แผ่นแม่เหล็กทั้งสองปิดแผ่น ซึ่งสามารถทำได้โดยยึดจุดหมุนของลูกตุ้มที่ความสูงต่างกัน

ขั้นตอนที่ 4: การปรับเทียบ Setup

เพื่อให้สามารถแสดงผลของกระแสน้ำวนบนแผ่นอะลูมิเนียมได้ ให้ลูกตุ้มแกว่งอย่างอิสระโดยไม่กระทบกับสนามแม่เหล็ก ตอนนี้นำหุบเขาแม่เหล็กไปที่ขาตั้งแล้ววางลูกตุ้มไว้ระหว่างแม่เหล็กและปล่อยให้แกว่ง หวังว่าคุณจะเห็นว่าวงสวิงช้าลงในขณะที่เคลื่อนผ่านแม่เหล็ก หากคุณใช้แม่เหล็กที่แรงมากเป็นพิเศษ แม่เหล็กอาจหยุดนิ่งสนิทในระหว่างการผ่านครั้งแรก