Seis experimentos con una bobina Thomson. Mi lanzador de discos de inducción

Seis experimentos con una bobina Thomson

La bobina de Thomson es un dispositivo sencillo con el que ya se demostraron en clases de física diversos efectos que surgen cuando los conductores interactúan con un campo magnético alterno. En los conciertos escolares, con su ayuda, mostraban divertidos enfoques eléctricos y organizaban divertidas veladas de ciencia entretenida.

Imagínate esta escena, sobre ella hay una mesa cubierta con un mantel. Colocas un aro de aluminio sobre la mesa y de repente sale volando. Una sartén colocada sobre la mesa se calienta sola, y el agua vertida en ella hierve: una lámpara eléctrica colocada sobre la mesa parpadea, aunque no hay ningún cable que llegue hasta ella... Estos son los divertidos experimentos que los escolares demostraron. . ocultando una bobina Thomson debajo de la mesa (Fig. -J). Esperamos que también alegren tu velada escolar. Es cierto que la bobina de Thomson probablemente no se conserve en todas las clases de física, por lo que tendrá que fabricarla usted mismo.

Me gustaría advertirle de inmediato: este dispositivo está diseñado para alta corriente, aproximadamente 10-13 amperios, por lo que puede usar la bobina Thomson solo en una habitación donde haya un cableado de alimentación adecuado. Y por supuesto, en presencia de un profesor. Trabajaremos con un voltaje de 127 V, por lo que necesitarás un transformador reductor.

Primero, te diremos cómo hacer una bobina Thomson. Se ensambla a partir de un marco de madera, un núcleo de hierro y un devanado (Fig. 1). El núcleo está formado por placas de acero de transformador de 50 mm de ancho y 380 mm de largo (si dispone de placas de diferente ancho,

nosotros, su número debe ser tal que el área del núcleo sea de al menos 25 cm 2.)

Cubra las placas con barniz por cada lado. Recoja las placas así aisladas en una bolsa e insértela en el marco.

Las placas que no estén bien colocadas “zumbarán” y el espectador lo notará inmediatamente. Por lo tanto, antes de colocar las placas en el marco, cúbralas con pegamento epoxi. El núcleo de mohjho también se puede fabricar a partir de trozos de alambre de acero recocido con un diámetro de 2-3 mm. Elija solo alambre blando; el alambre elástico o de acero no es adecuado. Pinta los trozos de alambre con pintura. Si ensambla un núcleo de alambre, el orificio en el marco de la bobina debe ampliarse a un área de 36 cm 2. Antes de la colocación, lubrique también el cable con pegamento epoxi para formar un haz de núcleo monolítico.

Puede probar la bobina terminada solo después

Imagina un escenario, sobre él hay una mesa cubierta con un mantel. Colocas un aro de aluminio sobre la mesa y de repente sale volando. Una sartén colocada sobre la mesa se calienta sola y el agua vertida en ella hierve: una lámpara eléctrica colocada sobre la mesa parpadea, aunque no hay ningún cable que llegue hasta ella... Estos son los divertidos experimentos que los escolares demostraron. . ocultando una bobina Thomson debajo de la mesa (Fig. 1). Esperamos que también alegren tu velada escolar. Es cierto que la bobina de Thomson probablemente no se conserve en todas las clases de física, por lo que tendrá que fabricarla usted mismo.

Me gustaría advertirle de inmediato: este dispositivo está diseñado para alta corriente, aproximadamente 10-13 amperios, por lo que la bobina Thomson sólo se puede utilizar en una habitación donde haya cableado de alimentación adecuado. Y por supuesto, en presencia de un profesor. Trabajaremos con un voltaje de 127V, por lo que necesitarás un transformador reductor.

Primero, te diremos cómo hacer una bobina Thomson. Se ensambla a partir de un marco de madera, un núcleo de hierro y un devanado (Fig. 1). El núcleo está hecho de placas de acero de transformador con un ancho50 mm y longitud 380 mm. (Si dispone de placas de diferente ancho, su número debe ser tal que el área del núcleo sea de al menos 25 cm2).

Cubra las placas con barniz por cada lado. Recoja las placas así aisladas en una bolsa e insértela en el marco.

Las placas que no estén bien colocadas “zumbarán” y el espectador lo notará inmediatamente. Por lo tanto, antes de colocar las placas en el marco, cúbralas con pegamento epoxi. El núcleo también se puede fabricar a partir de trozos de alambre de acero recocido con un diámetro de 2-3 mm. Elija solo alambre blando; el alambre elástico o de acero no es adecuado. Pinta los trozos de alambre con pintura. Si ensambla un núcleo de alambre, el orificio en el marco de la bobina debe ampliarse a un área de 36 cm2. Antes de la colocación, lubrique también el cable con pegamento epoxi para formar un haz de núcleo monolítico.

Usando el núcleo ensamblado, pegue el marco de la bobina de madera contrachapada. El devanado se hace vuelta a vuelta con un alambre de 2,4 mm de diámetro con doble aislamiento de papel. En una capa deben caber unas 90 vueltas y son 9 en total. Recubrir cada capa con barniz de secado rápido, y luego envolver. enrollando con papel de calco y así sucesivamente para cada capa.

Puede probar la bobina terminada solo después de que el barniz se haya endurecido. Al demostrar experimentos, asegúrese de que el devanado no se sobrecaliente.

Ahora hablemos de los experimentos con trucos en sí.

experiencia yo

Entonces, la bobina queda oculta debajo de la mesa. Se toma una enorme sartén de aluminio, se vierte un poco de agua en ella y se coloca sobre la mesa después de colocarle un trozo de amianto. A su señal (por supuesto, invisible para el espectador), el asistente detrás de escena enciende la corriente y, a través de El agua de la sartén hierve durante un rato (Fig. 2). Esto sucede porque bajo la influencia del campo magnético alterno de la bobina, surgen corrientes parásitas en la sartén. Su EMF (fuerza electromotriz) es una fracción de voltio, pero la magnitud de las corrientes es grande. Como resultado, a pesar de la ligera resistencia de la propia sartén, se produce una intensa generación de calor en su superficie. Si el agua se evapora, la sartén puede calentarse mucho. Por lo tanto, el experimento debe realizarse con precaución y no olvidarse de la junta de amianto.

Ahora hagámonos la pregunta: ¿por qué se calienta la sartén y no la mesa, por qué puedes acercar libremente la mano a la mesa, a menos, por supuesto, que haya objetos metálicos sobre ella, por ejemplo, un reloj o ¡un anillo! Después de todo, las corrientes parásitas también surgen en la mesa y en la mano, pero debido a la alta resistencia, su magnitud es insignificante y se genera poco calor.

Si se aumenta la frecuencia de la corriente del campo magnético alterno, lo cual es bastante posible en condiciones industriales, el calor resultante aumentará en consecuencia. Y luego puedes, por ejemplo, secar tablas húmedas. La madera se calienta uniformemente (por dentro y por fuera) y se seca rápidamente. Los médicos en las salas de fisioterapia tratan la secreción nasal (UHF) con el mismo método.

El campo electromagnético alterno también se utiliza en metalurgia, por ejemplo en la fundición de acero de alta calidad.

Experiencia II

Hay un anillo de aluminio sobre la mesa. De repente salta alto y cae. La razón de este comportamiento inusual del anillo también son las corrientes parásitas. Al atravesar el anillo, lo convierten en un electroimán (Fig. 3). La dirección de la corriente en el anillo y en la bobina de Thomson cambia 50 veces por segundo. Además, si aparece un polo norte magnético en el extremo superior del núcleo de la bobina, entonces el mismo polo también se instala en la superficie inferior del anillo. Y viceversa.

Se sabe que los polos magnéticos del mismo nombre se repelen entre sí. Por eso el anillo rebota sobre la mesa.

La misma experiencia se puede mostrar de otra manera. Pase un hilo fino e invisible a través del anillo y el anillo colgará sobre la mesa, vibrando ligeramente. O puedes hacerlo flotar libremente.

El libro de Thring y Laithwaite “¿Cómo inventar?”, publicado en traducción rusa por la editorial “Mir” en 1980, describe dispositivos “gracias a los cuales se pueden hacer dos bobinas de inducción ensambladas sobre núcleos en forma de W y dos bobinas de inducción montadas sobre núcleos en forma de W. conectados en paralelo, crear un campo electromagnético en el que una placa de metal rectangular puede flotar (levitar) de manera estable (Fig. 4).

En una de las exposiciones internacionales de principios de los años cincuenta, se utilizó un dispositivo similar para demostrar una sartén flotando en el aire, en la que se frieron huevos revueltos.

Un hermoso truco, eso es todo, dices. Pero este truco, como ha demostrado el tiempo, resultó útil en la tecnología, en particular en la metalurgia, para fundir metales ultrapuros. Los metalúrgicos saben lo difícil que es mantener limpio el metal que se funde: cualquier contacto con el crisol (recipiente para el metal) provoca contaminación. Y encontraron una salida: fundir sin crisol. Mediante levitación, una pieza de metal se suspende en el vacío y se funde, calentada por corrientes parásitas.

ExperienciaIII

Haga una bobina de madera contrachapada o cartón, llamémosla receptor (Fig. 5). Tenga paciencia: enrolle 1500 vueltas de alambre barnizado con un diámetro de 0,25 mm en el carrete y conecte los extremos. Con cartucho eléctrico no. Luego, atornille el cartucho a la parte superior de la bobina e inserte en ella una lámpara de 15 vatios y 127 V. Cubra la bobina y el cartucho con papel de colores para formar una caja en forma de cono. Acerque lentamente la lámpara a la mesa, como se ve. se acerca a la bobina escondida debajo de la mesa, se iluminará cada vez más y más. La explicación es simple: las corrientes de inducción en un campo magnético alterno crean una corriente en las espiras de la bobina y la lámpara se enciende. Todo este dispositivo se asemeja a un transformador, cuyo devanado primario está escondido debajo de la mesa, y el devanado secundario está en manos del experimentador. Puede tomar una lámpara de menor potencia, por ejemplo, de una linterna de bolsillo o de neón. . Sólo un poco de energía es suficiente. En este caso, la bobina receptora puede tener el tamaño de un anillo.

ExperienciaIV

Pegue el carrete receptor a la parte inferior del modelo de papel del automóvil. A través de cualquier diodo capaz de soportar una corriente de 0,5A, conéctelo al motor microeléctrico (Fig. 6). En este caso, el coche circulará sobre la mesa sin baterías, recibiendo energía del campo electromagnético. Tenga en cuenta que el motor eléctrico y otras partes metálicas del juguete pueden sobrecalentarse y fallar, así que muestre el experimento durante no más de 30 a 40 segundos.

Este experimento demuestra la vieja idea de transmitir energía sin cables. Recuerde, los héroes de la novela "Aelita" de A. Tolstoi sobrevolaron Marte en una nave impulsada por la energía de un campo electromagnético. Muchos inventores de diferentes países han trabajado y están trabajando en esta idea.

A mediados de los años 60, se llevaron a cabo en Francia experimentos para alimentar el motor de un pequeño helicóptero con un haz de ondas de radio centimétricas (recordemos: cualquier campo electromagnético alterno puede considerarse como.ondas de radio). Aunque el helicóptero voló, su fuente de alimentación resultó ser demasiado voluminosa, costosa e ineficaz. Fue abandonado. Quedó claro que era necesario reducir la longitud de las ondas de radio. Entonces las dimensiones de las antenas transmisora y receptora serán aceptables y las pérdidas durante la transmisión va a disminuir. Ahora podemos obtener ondas electromagnéticas con una longitud de varias micras o incluso menos. Esto es radiacióncreado por láseres. En muchos países se están desarrollando proyectos de cohetes espaciales que reciben energía de un rayo láser. Se supone que este método de transferencia de energía será útil incluso durante vuelos interestelares.

ExperienciaV

Se coloca un recipiente de vidrio con agua sobre la mesa. 8 se lanza desde allí una bola de metal hueca (Fig. 7). Cuando se enciende la bobina Thomson, la bola comienza a girar alrededor de un eje horizontal. El experimento demuestra el principio de funcionamiento de los motores de CA más simples. Las corrientes de inducción que surgen en la superficie de la bola parecen tender a levantar una de sus mitades. Así surge la rotación. Según este principio funciona un contador eléctrico, cuyo rotor es un disco de aluminio ordinario.

Por cierto, en un campo electromagnético de alta frecuencia, el rotor del motor puede girar hasta millones de revoluciones por minuto. Este principio de rotación está integrado, por ejemplo, en instalaciones utilizadas para estudiar la resistencia de estructuras y materiales.

ExperienciaVI

Vierta agua con sal en un plato y colóquelo sobre la mesa. Encienda la bobina Thomson y aparecerán ondas en la superficie del agua. Para que sean claramente visibles para el público, dirija la luz de la linterna hacia el plato de modo que el reflejo de la superficie del agua se proyecte en la pared (Fig. 8).

En la industria, este fenómeno se utiliza al mezclar acero fundido.Esto es quizás todo lo que pudimos recordar sobre los experimentos. Con Bobina Thomson. ¿Quizás algunos de ustedes puedan agregarles algo más?

A. ILYIN, ingeniero. De la revista “Joven Técnico” No. 10, 1983.

La bobina Thomson es un dispositivo sencillo con el que ya se demostraron en clases de física diversos efectos que surgen cuando los conductores interactúan con un campo magnético alterno. En los conciertos escolares, con su ayuda, mostraban divertidos trucos eléctricos y organizaban divertidas veladas de ciencia entretenida.
Imagina un escenario, sobre él hay una mesa cubierta con un mantel. Colocas un aro de aluminio sobre la mesa y de repente sale volando. Una sartén colocada sobre la mesa se calienta sola, el agua vertida en ella hierve, una lámpara eléctrica llevada a la mesa parpadea, aunque no hay ningún cable que llegue hasta ella... Estos son los divertidos experimentos que demostraron los escolares. . ocultando una bobina Thomson debajo de la mesa (Fig. 1).

Primero, te diremos cómo hacer una bobina Thomson. Se ensambla a partir de una estructura de madera, un núcleo de hierro y un devanado (Fig. 1). El núcleo está hecho de placas de acero de transformador de 50 mm de ancho y 380 mm de largo. (Si dispone de placas de diferente ancho, su número debe ser tal que el área del núcleo sea de al menos 25 cm2).

Cubra las placas con barniz por cada lado. Recoja las placas así aisladas en una bolsa e insértela en el marco.
Las placas sueltas “zumbarán” y el espectador lo notará al cortar. Por lo tanto, antes de colocar las placas en el marco, cúbralas con pegamento epoxi. El núcleo se puede fabricar a partir de trozos de alambre de acero recocido con un diámetro de 2-3 mm. Elija solo alambre blando; el alambre elástico o de acero no es adecuado. Pinta los trozos de alambre con pintura. Si ensambla un núcleo de alambre, el orificio en el marco de la bobina debe ampliarse a un área de 36 cm2. Antes de la colocación, lubrique también el cable con pegamento epoxi para formar un haz de núcleo monolítico.

Usando el núcleo ensamblado, pegue el marco de la bobina de madera contrachapada. El devanado se realiza vuelta a vuelta mediante alambre de 2,4 mm de diámetro y doble aislamiento de papel. Unas 90 vueltas deberían caber en una capa. Y hay 9 en total. Cubra cada capa con barniz de secado rápido y luego envuelva el devanado con papel de calco. Y así sucesivamente para cada capa. Puede probar la bobina terminada solo después de que el barniz se haya endurecido. Al realizar experimentos, asegúrese de que el devanado no se sobrecaliente. Ahora hablemos de los experimentos con trucos en sí.

experiencia yo
Entonces, la bobina queda escondida debajo de la mesa. Se toma una enorme sartén de aluminio, se vierte un poco de agua en ella y se coloca sobre la mesa, después de colocarle un trozo de amianto. A su señal (por supuesto, invisible para el espectador), el asistente detrás de escena enciende la corriente y, después de un rato, el agua de la sartén hierve (Fig. 2). Esto sucede porque bajo la influencia del campo magnético alterno de la bobina, surgen corrientes parásitas en la sartén. Su EMF (fuerza electromotriz) es una fracción de voltio, pero la magnitud de las corrientes es grande. Como resultado, a pesar de la ligera resistencia de la propia sartén, se produce una intensa generación de calor en su superficie.

Si el agua se evapora, la sartén puede calentarse mucho. Por lo tanto, el experimento debe realizarse con precaución y no olvidarse de la junta de amianto.
Ahora hagámonos la pregunta: ¿por qué se calienta la sartén y no la mesa, por qué puedes acercar libremente la mano a la mesa, a menos, por supuesto, que haya objetos metálicos sobre ella, por ejemplo, un reloj o ¡un anillo! Después de todo, las corrientes parásitas también surgen en la mesa y en la mano, pero debido a la alta resistencia, su magnitud es insignificante y se genera poco calor.
Si se aumenta la frecuencia de la corriente del campo magnético alterno, lo cual es bastante posible en condiciones industriales, el calor resultante aumentará en consecuencia. Y luego puedes, por ejemplo, secar tablas húmedas. La madera se calienta uniformemente (por dentro y por fuera) y se seca rápidamente. Los médicos en las salas de fisioterapia tratan la secreción nasal (UHF) con el mismo método. El campo electromagnético alterno también se utiliza en metalurgia, por ejemplo en la fundición de acero de alta calidad.

Experiencia II
Hay un anillo de aluminio sobre la mesa. De repente salta alto y cae. La razón de este comportamiento inusual del anillo también son las corrientes parásitas. Al atravesar el anillo, lo convierten en un electroimán (Fig. 3). La dirección de la corriente en el anillo y en la bobina de Thomson cambia 50 veces por segundo. Además, si aparece un polo norte magnético en el extremo superior del núcleo de la bobina, entonces el mismo polo también se instala en la superficie inferior del anillo. Y viceversa.
Se sabe que los polos magnéticos del mismo nombre se repelen entre sí. Por eso el anillo rebota sobre la mesa.
La misma experiencia se puede mostrar de otra manera. Pase un hilo fino e invisible a través del anillo y el anillo colgará sobre la mesa, vibrando ligeramente. O puedes hacerlo flotar libremente.

El libro de Thring y Laithwaite, “¿Cómo inventar?”, publicado en traducción rusa por la editorial “Mir” en 1980, describe los dispositivos con los que se puede hacer esto. Dos bobinas de inducción montadas sobre núcleos en forma de W y conectadas en paralelo crean un campo electromagnético en el que una placa de metal rectangular puede flotar (levitar) de manera estable (Fig. 4).
En una de las exposiciones internacionales de principios de los años cincuenta, se utilizó un dispositivo similar para demostrar una sartén flotando en el aire, en la que se frieron huevos revueltos.

Experiencia III
Haga una bobina de madera contrachapada o cartón, llamémosla bobina receptora (Fig. 5). Tenga paciencia: enrolle 1500 vueltas de alambre barnizado con un diámetro de 0,25 mm en un carrete y conecte los extremos al mandril eléctrico. Luego, atornille el cartucho a la parte superior de la bobina e inserte una lámpara de 15 vatios y 127 V en ella. Cubra la bobina y el cartucho con papel de colores para formar una caja en forma de cono. Acerque lentamente la lámpara a la mesa; a medida que se acerque a la bobina escondida debajo de la mesa, se iluminará cada vez más. La explicación es simple: las corrientes de inducción en un campo magnético alterno crean una corriente en las espiras de la bobina y la lámpara se enciende. Todo este dispositivo se asemeja a un transformador, cuyo devanado primario está escondido debajo de la mesa y el devanado secundario está en manos del experimentador. Puede tomar una lámpara de menor potencia, por ejemplo, de una linterna o de neón. Su brillo se notará a una distancia aún mayor de la mesa. Un resultado especialmente interesante se obtiene con el uso de un LED, ya que basta con muy poca energía para iluminarlo. En este caso, la bobina receptora puede tener el tamaño de un anillo.

Experiencia IV
Pegue el carrete receptor a la parte inferior del modelo de papel del automóvil. A través de cualquier diodo capaz de soportar una corriente de 0,5 A, conéctelo al motor microeléctrico (Fig. 6). En este caso, el coche circulará sobre la mesa sin baterías, recibiendo energía del campo electromagnético. Tenga en cuenta que el motor eléctrico y otras partes metálicas del juguete pueden sobrecalentarse y fallar, así que muestre el experimento durante no más de 30 a 40 segundos.
Este experimento demuestra la vieja idea de transmitir energía sin cables. Recuerde, los héroes de la novela "Aelita" de A. Tolstoi sobrevolaron Marte en una nave impulsada por la energía de un campo electromagnético. Muchos inventores de diferentes países han trabajado y están trabajando en esta idea.

A mediados de los años 60 en Francia se llevaron a cabo experimentos para alimentar el motor de un pequeño helicóptero con un haz de ondas de radio centimétricas. (Recuerde: cualquier campo electromagnético alterno puede considerarse ondas de radio). Aunque el helicóptero volaba, el dispositivo que lo impulsaba era demasiado voluminoso, costoso e ineficaz. Y lo rechazaron. Quedó claro que era necesario reducir la longitud de las ondas de radio. Entonces los tamaños de las antenas transmisoras y receptoras serán aceptables y las pérdidas de transmisión disminuirán. Ahora podemos obtener ondas electromagnéticas con una longitud de varias micras o incluso menos. Esta radiación es creada por láseres. Muchos países están desarrollando proyectos de cohetes espaciales que reciben energía de un rayo láser. Se supone que este método de transferencia de energía será útil incluso durante vuelos interestelares.

Experiencia V
Se coloca un recipiente de vidrio con agua sobre la mesa. Se lanza hacia él una bola de metal hueca (Fig. 7). Cuando se enciende la bobina Thomson, la bola comienza a girar alrededor de un eje horizontal. La experiencia demuestra el principio de funcionamiento de los motores de CA más simples. Las corrientes de inducción que surgen en la superficie de la bola parecen tender a levantar una de sus mitades. Así es como se produce la rotación.

Según este principio funciona un contador eléctrico, cuyo rotor es un disco de aluminio ordinario.
Por cierto, en un campo electromagnético de alta frecuencia, el rotor del motor puede girar hasta millones de revoluciones por minuto. Este principio de rotación se incorpora, por ejemplo, en instalaciones utilizadas para estudiar la resistencia de estructuras y materiales.

Experiencia VI
Vierta agua con sal en un plato y colóquelo sobre la mesa. Encienda la bobina Thomson y aparecerán ondas en la superficie del agua. Para que sean claramente visibles para el público, dirija la luz de la linterna hacia el plato de modo que el reflejo de la superficie del agua se proyecte en la pared (Fig. 8).

Probablemente usted mismo pueda dar fácilmente una explicación de esta experiencia. Digamos simplemente que las corrientes parásitas del campo electromagnético que surgen en un líquido tienen el mismo efecto sobre él que sobre los conductores ordinarios. En la industria, este fenómeno se utiliza al mezclar acero fundido.
Esto es quizás todo lo que pudimos recordar sobre los experimentos con la bobina Thomson.
A. ILYIN, ingeniero
Dibujos de A. MATROSOV. Revista Joven Técnico.

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CONDENSADORES CARGADOS MORTAL¡PELIGROSO!

Acelerador de inducción (lanzador de discos) (pistola de bobina de inducción) es un tipo de acelerador de masa electromagnético y funciona sobre la base de la interacción de corrientes parásitas inducidas en un proyectil conductor cerrado (disco) por un campo magnético alterno con la corriente que crea este campo magnético. Con esta interacción surge una fuerza repulsiva que imparte aceleración al proyectil. Cuanto más rápida sea la tasa de cambio del flujo magnético, mayores serán las corrientes parásitas inducidas y más fuerte será la repulsión del proyectil.

Este dispositivo fue inventado por el ingeniero e inventor estadounidense Elihu Thompson ( Elihu Thompson):

Por lo tanto, este acelerador a menudo se denomina " pistola thompson".

A diferencia de la pistola Gauss, el acelerador de inducción utiliza proyectiles no ferromagnéticos (hechos de cobre o aluminio). Además, el aluminio es preferible al cobre, ya que su densidad (2,7 g/cm 3) es 3,3 veces menor que la del cobre (8,9 g/cm 3) y su resistividad (0,028 ohmios mm 2 /m) mayor que la del cobre (0,0175 Ohm mm 2 /m), sólo 1,6 veces.
Para reducir la resistencia del proyectil y aumentar las corrientes parásitas, se puede enfriar (por ejemplo, en nitrógeno líquido con un punto de ebullición de 77 K). La disminución de la resistencia eléctrica específica del material del proyectil se caracteriza por el coeficiente $\alpha = (((\rho)_(295 K)) \over ((\rho)_(77 K)))$, mostrando una Disminución de la resistencia del enfriado a 77 K en comparación con la temperatura ambiente de 295 K. Para el aluminio y sus aleaciones $\alpha$ = 2 ... 15.

anillo de salto
En la versión clásica (" lanzador de anillos" o " anillo de salto") el acelerador de inducción contiene una bobina (2) enrollada sobre un núcleo ferromagnético (1). Se coloca un anillo (5) sobre el núcleo:

Cuando se cierra la llave (4), el condensador cargado (3) se descarga en la bobina, en la que se produce un pulso de corriente. El campo magnético alterno creado por el pulso de corriente, concentrado en el núcleo, penetra en el anillo e induce corrientes parásitas en él. La interacción de las corrientes parásitas con el campo magnético produce una fuerza repulsiva que hace que el anillo vuele hacia arriba.
Fue con este dispositivo que Thompson realizó sus primeros experimentos en 1887.

Aquí hay un diagrama de dicha instalación del artículo. Felix Waschke, Andreas Strünz Y Jan-Peter Meyn "Una modificación segura y eficaz del experimento del saltador de Thomson", publicado en la revista Revista Europea de Física, Volumen 33, Número 6:

Les gusta realizar este tipo de experimentos en instituciones educativas, alimentando una bobina l mediante transformador de aislamiento TELEVISOR de un autotransformador LT conectado a la red eléctrica (mediante un enchufe xt):

El uso de un autotransformador le permite cambiar el voltaje (y la corriente) en la bobina.

A continuación se muestra un ejemplo de una instalación de este tipo producida por una empresa brasileña. cidepe:

Y aquí está la instalación de demostración de la universidad. Universidad Rey Fahd de Petróleo y Minerales:
...

lanzador de discos
También es interesante la variante del acelerador de inducción: el lanzador de discos (" lanzador de discos"/"tirador de disco" o " lanzador de lavadora"):

La corriente alterna que fluye a través de la bobina (1) y crea un campo magnético alterno cerca de ella generalmente se genera cuando se descarga un condensador cargado (2) en esta bobina. Para la conmutación se puede utilizar un tiristor como llave (3). El disco (4) se mueve hacia arriba bajo la influencia de una fuerza electromagnética.

Un lanzador de discos similar se describe en la página Laboratorios de energía investigador Sam Barros:

Para alimentar una bobina plana de 7 vueltas, enrollada con alambre de cobre trenzado de 3 mm de diámetro (sección 16 mm2), se utiliza una batería de dos condensadores con una capacidad total de 12600 μF para una tensión de 450 V (energía máxima 1,3 kJ). se utiliza. Los condensadores se conectan a una bobina mediante un tiristor (300 A / 1200 V). En los experimentos se utilizó un disco de aluminio que pesaba 70 g.

En la página se proporciona una descripción de otro lanzador de discos. Lanzador de disco duro EMP En línea Instructables. Este acelerador utiliza una batería de 20 condensadores de 100 uF, cargados a un voltaje de 400 V. Cuando se dispara, un disco de aluminio se lanza 10 pies al aire. Esta foto muestra el momento en que el disco despega:

Se ve un destello brillante cuando se cierra la llave. La clave es un diseño original, mantenido en estado apagado mediante un hilo tenso:

En la página se describe un lanzador de discos de inducción con un banco de capacitores cargado a un voltaje de 900 V. Lanzadores de lavadoras investigador :

Uno de los mayores logros de este extraordinario investigador puede considerarse un lanzador de discos que contiene una batería de condensadores con una capacidad total de 1500 μF a un voltaje de 2 kV.

Ventajas y desventajas
Dignidad El acelerador de inducción es de alta eficiencia y no es necesario interrumpir el pulso de corriente (a diferencia de una pistola Gauss).

Desventaja un lanzador de discos de inducción puede considerarse una forma de proyectiles no aerodinámicos.

Mi configuración experimental

He creado un acelerador de inducción experimental, cuyos elementos principales son:

bobina - bobina espiral plana ( bobina espiral plana, llamado a menudo bobina de panqueque):

Para aumentar la resistencia de la bobina, la llené con "epoxi", ya que la alta tasa de cambio del campo magnético provoca la deformación de la bobina.

La inductancia $L$, μH, de dicha bobina está determinada por las expresiones ( http://www.deepfriedneon.com/tesla_f_calcspiral.html):
$A = ((D_i + N (W + S)) \sobre (2))$
$L = ((N^2 + A^2) \sobre (30 A - 11 D_i))$,
donde $D_i$ es el diámetro interno en pulgadas, $N$ es el número de vueltas, $W$ es el diámetro del alambre en pulgadas, $S$ es la distancia entre vueltas en pulgadas

Según la fórmula Rodador (http://www.pulsedpower.eu/toolbox/toolbox_inductances.html):
$L = 31,33 (\mu)_0 (N^2) (((R)^2) \sobre (8 R + 11 W))$

También hay una fórmula similar ( http://www.pulsedpower.eu/toolbox/toolbox_inductances.html):
$L = (N^2) (((R)^2) \sobre (8 R + 11 W))$,
donde $R$ es el radio promedio de la bobina en pulgadas, $N$ es el número de vueltas, $W$ es el ancho del devanado en pulgadas

Para mi bobina, diámetro del cable sin aislamiento = 0,7 mm, diámetro del cable con aislamiento = 2 mm, número de vueltas = 9, diámetro interno = 10 (?) mm, diámetro externo = 48 mm, ancho del devanado = 17 mm, radio promedio = ...mm.
Inductancia estimada de la bobina, µH:
según la fórmula (1) - ...,
según la fórmula (2) - ...,
según la fórmula (3) - .....

La resistencia óhmica de la bobina es inferior a 0,5 ohmios.

condensador - batería de dos condensadores:

680 µF a 400 V;
220 µF a 450 V
(la capacitancia total fue de 900 µF)

tiristor - tiristor - tiristor de clavija de alta velocidad: “125” significa la corriente efectiva máxima permitida (125 A); "9" significa la clase del tiristor, es decir voltaje de pulso repetitivo en cientos de voltios (900 V).
apariencia:

dimensiones:

Para cargar el condensador, monté un circuito duplicador de voltaje de media onda alimentado desde un tomacorriente doméstico:

Lámpara de neón La1, conectado a través de una resistencia limitadora de corriente R1, se utiliza para indicar la presencia de tensión de red. Resistor R2 Limita la corriente de carga. Condensador C1 y diodos D1 Y D2 forme un multiplicador de voltaje para cargar el capacitor C2. El voltaje de carga está controlado por un multímetro. V.

La carga de una batería de condensadores de hasta 380 V dura 170 s.

El diagrama de la parte de potencia del acelerador de inducción se ve así:

Para encender el tiristor contra Yo uso dos pilas de formato. AUTOMÓVIL CLUB BRITÁNICO. a 1,5 V ( GB).
Un diodo protector está conectado en paralelo a la bobina. VD UF5406.

El valor máximo de la corriente en la bobina no excede $I_(pico) = (U (\sqrt((C) \over ()L)))$.

Resultados experimentales

Mis primeros experimentos los realicé con un corte inferior de una tapa de botella de metal:
...

Los resultados de los experimentos fueron los siguientes:

Voltaje, V	Altura de elevación, cm
300	22
350	33
380	47

Las desventajas de un proyectil de este tipo son su pequeño espesor y su forma no aerodinámica.

Continuará.