Thomson ritė yra paprastas prietaisas, su kuriuo anksčiau fizikos pamokose buvo demonstruojami įvairūs efektai, atsirandantys laidininkams sąveikaujant su kintamu magnetiniu lauku. Mokyklos koncertuose su jo pagalba rodė linksmus elektrinius triukus, rengė smagius pramoginio mokslo vakarus.
Įsivaizduokite sceną, ant jos – staltiese uždengtas stalas. Padedate ant stalo aliuminio žiedą, ir jis staiga atskrenda. Ant stalo padėta keptuvė pati įkaista, o į ją pilamas vanduo užverda: Mirksi prie stalo atnešta elektros lempa, nors iki jos nesiekia jokių laidų... Tai juokingi eksperimentai, kuriuos demonstravo moksleiviai. paslėpdami Thomson ritę po stalu (1 pav.). Tikimės, kad jie praskaidrins ir jūsų mokyklos vakarą. Tiesa, Thomson ritė tikriausiai yra išsaugota ne visuose fizikos kabinetuose, todėl ją teks pasigaminti patiems.
Iš karto noriu perspėti: šis įrenginys skirtas didelės srovės, maždaug 10-13 amperų, todėl Thomson ritė gali būti naudojama tik patalpoje, kurioje yra atitinkami maitinimo laidai. Ir, žinoma, mokytojo akivaizdoje. Dirbsime su 127V įtampa, todėl reikės žeminančio transformatoriaus.
Pirmiausia mes jums pasakysime, kaip padaryti Thomson ritę. Jis surenkamas iš medinio karkaso, geležinės šerdies ir apvijos (1 pav.). Šerdis pagaminta iš transformatoriaus plieninių plokščių, kurių plotis50 mm ir ilgis 380 mm. (Jei turite kitokio pločio plokštes, jų skaičius turi būti toks, kad šerdies plotas būtų bent 25 cm2.)
Padenkite plokštes laku iš abiejų pusių. Taip izoliuotas plokštes surinkite į maišelį ir įstatykite į rėmą.
Laisvai pritaisytos lėkštės „zuks“, o žiūrovas tai iškart pastebės. Todėl prieš klojant plokštes į rėmą, jas sutepkite epoksidiniais klijais. Šerdis taip pat gali būti pagaminta iš 2–3 mm skersmens atkaitintos plieninės vielos gabalėlių. Rinkitės tik minkštą vielą arba netinka plieninė viela. Dažykite vielos gabalus dažais. Jei surenkate vielos šerdį, ritės rėmo angą reikia padidinti iki 36 cm2. Prieš klojant, vielą taip pat sutepkite epoksidiniais klijais, kad susidarytų monolitinis šerdies pluoštas.
Naudodami surinktą šerdį, klijuokite ritės rėmą iš faneros. Apvija daroma 2,4 mm skersmens viela su dviguba popierine izoliacija. Iš viso yra 9 sluoksniai apvija su kalkiniu popieriumi Ir taip kiekvienam sluoksniui.
Išbandyti gatavą ritę galite tik lakui sukietėjus. Demonstruodami eksperimentus, įsitikinkite, kad apvija neperkaista.
Dabar pakalbėkime apie pačius triukų eksperimentus.
Patirtis I
Taigi, ritė paslėpta po stalu. Paimi masyvią aliuminio keptuvę, įpili į ją vandens ir padedi ant stalo asbesto gabalėlį. Jūsų (žinoma, žiūrovui nematomo) signalo asistentas užkulisiuose įjungia srovę ir per 
Vanduo keptuvėje kurį laiką užverda (2 pav.). Taip atsitinka todėl, kad veikiant kintamam ritės magnetiniam laukui, keptuvėje kyla sūkurinės srovės. Jų EMF (elektrovaros jėga) yra volto dalis, tačiau srovių dydis yra didelis. Dėl to, nepaisant nedidelio pačios keptuvės pasipriešinimo, jos paviršiuje susidaro intensyvi šiluma. Jei vanduo užvirs, keptuvė gali labai įkaisti. Todėl eksperimentas turi būti atliekamas atsargiai ir nepamirškite apie asbesto tarpiklį.
Dabar užduokime sau klausimą: kodėl įkaista keptuvė, o ne stalviršis, kodėl galite laisvai kelti ranką prie stalo, nebent, žinoma, ant jo yra metalinių daiktų, pavyzdžiui, laikrodis ar žiedas! Juk sūkurinės srovės kyla ir stalviršyje bei rankoje, tačiau dėl didelio pasipriešinimo jų dydis yra nereikšmingas, o šilumos susidaro mažai.
Jei kintamojo magnetinio lauko srovės dažnis padidinamas, o tai yra visiškai įmanoma pramoninėmis sąlygomis, tada atitinkamai padidės gaunama šiluma. Tada galite, pavyzdžiui, išdžiovinti drėgnas lentas. Mediena įšyla tolygiai – viduje ir išorėje – ir greitai išdžiūsta. Gydytojai kineziterapijos kabinetuose tuo pačiu metodu gydo slogą (UHF).
Kintamasis elektromagnetinis laukas taip pat naudojamas metalurgijoje, pavyzdžiui, lydant aukštos kokybės plieną.
Patirtis II
Ant stalo yra aliuminio žiedas. Staiga aukštai pašoka ir krenta. Tokio neįprasto žiedo elgesio priežastis taip pat yra sūkurinės srovės. Pratekėję žiedu, jie paverčia jį elektromagnetu (3 pav.). Srovės kryptis žiede ir Thomson ritėje keičiasi 50 kartų per sekundę. Be to, jei ritės šerdies viršutiniame gale atsiranda šiaurinis magnetinis polius, tada tas pats polius yra sumontuotas ir apatiniame žiedo paviršiuje. Ir atvirkščiai.
Žinoma, kad to paties pavadinimo magnetiniai poliai atstumia vienas kitą. Štai kodėl žiedas atšoka virš stalo.
Tą pačią patirtį galima parodyti ir kitaip. Perkiškite ploną, nematomą siūlą per žiedą, ir žiedas kabės virš stalo, šiek tiek vibruodamas. Arba galite priversti jį laisvai plūduriuoti.
Thringo ir Laithwaite'o knygoje „Kaip išrasti?“, išleistoje leidyklos „Mir“ vertimu į rusų kalbą 1980 m., aprašomi įrenginiai, „kurių dėka tai galima padaryti Dvi indukcinės ritės, sumontuotos ant W formos šerdies ir sujungti lygiagrečiai, sukurti 
elektromagnetinis laukas, kuriame stačiakampė metalinė plokštė gali stabiliai plūduriuoti (levituoti) (4 pav.).
Vienoje iš tarptautinių šeštojo dešimtmečio pradžios parodų panašiu prietaisu buvo demonstruojama ore sklandanti keptuvė, ant kurios buvo kepama kiaušinienė.
Gražus triukas, tai viskas, jūs sakote. Tačiau šis triukas, kaip parodė laikas, buvo naudingas technologijose, ypač metalurgijoje, lydant itin grynus metalus. Metalurgai žino, kaip sunku išlaikyti išlydytą metalą švarų: bet koks prisilietimas prie tiglio (metalo talpyklos) sukelia užteršimą. Ir jie rado išeitį – lydosi be tiglio. Taikant levitaciją, metalo gabalas pakabinamas vakuume ir jis ištirpsta, kaitinamas sūkurinių srovių.
PatirtisIII
Iš faneros ar kartono pagaminkite ritę, pavadinkime ją imtuvu (5 pav.). Būkite kantrūs – ant ritės suvyniokite 1500 apsisukimų 0,25 mm skersmens lakuotos vielos ir sujunkite galus Su elektros kasetė Nr. Tada prisukite kasetę prie ritės viršutinio skruosto ir įdėkite į ją 15 vatų 127 V lempą. Uždenkite ritę ir kasetę, kad susidarytumėte kūgio formos dėžutę artėja prie ritės, paslėptos po stalu, ji užsidegs ryškiau ir ryškiau ryškiau. Paaiškinimas paprastas: indukcinės srovės kintamajame magnetiniame lauke sukuria srovę ritės posūkiuose, ir nuo jos užsidega lempa. Visas šis prietaisas primena transformatorių, kurio pirminė ritė yra paslėpta po stalu, o antrinė apvija yra eksperimentatoriaus rankose Galite paimti mažesnės galios lempą, pavyzdžiui, iš kišeninio žibintuvėlio ar neoninio Švytėjimas pastebimas dar didesniu atstumu nuo stalo. Ypač įdomus rezultatas gaunamas naudojant LED, nes jo švytėjimui užtenka tik šiek tiek energijos. Tokiu atveju priėmimo ritė gali būti padaryta žiedo dydžio.
PatirtisIV
Priklijuokite paėmimo ritę prie popierinio automobilio modelio apačios. Per bet kurį diodą, galintį atlaikyti 0,5A srovę, prijunkite jį prie mikroelektrinio variklio (6 pav.). Tokiu atveju automobilis važiuos ant stalo be baterijų, gaudamas energiją iš elektromagnetinio lauko. Atkreipkite dėmesį, kad elektros variklis ir kitos metalinės žaislo dalys gali perkaisti ir sugesti, todėl eksperimentą rodykite ne ilgiau kaip 30–40 sekundžių.
Šis eksperimentas demonstruoja seną idėją perduoti energiją be laidų. Prisiminkite, A. Tolstojaus romano „Aelita“ herojai virš Marso skrido elektromagnetinio lauko energijos varomame laive. Daugelis išradėjų iš įvairių šalių dirbo ir kuria šią idėją.
60-ųjų viduryje Prancūzijoje buvo atlikti eksperimentai, kaip maitinti mažo sraigtasparnio variklį centimetrų radijo bangų spinduliu (Prisiminkite: bet koks kintamasis elektromagnetinis laukas gali būti laikomasRadio bangos). Nors sraigtasparnis skrido, jo maitinimo šaltinis pasirodė per didelis, brangus ir neefektyvus. Tapo aišku, kad reikia sumažinti radijo bangų ilgį. Tada bus priimtini siuntimo ir priėmimo antenų matmenys, o nuostoliai perdavimo metu sumažės. Dabar galime gauti kelių mikronų ar net mažesnio ilgio elektromagnetines bangas. Tai yra radiacijasukurtas lazeriais. Daugelyje šalių kuriami projektai kosminėms raketoms, kurios energiją gauna iš lazerio spindulio. Spėjama, kad toks energijos perdavimo būdas bus naudingas net tarpžvaigždinių skrydžių metu.
PatirtisV
Ant stalo padėtas stiklinis vandens dubuo. 8 iš jo paleidžiamas tuščiaviduris metalinis rutulys (7 pav.). Įjungus Thomson ritę, rutulys pradeda suktis aplink horizontalią ašį. Eksperimentu parodomas paprasčiausių kintamosios srovės variklių veikimo principas. Atrodo, kad rutulio paviršiuje kylančios indukcinės srovės linkusios pakelti vieną iš jo pusių. Taip atsiranda rotacija. Šiuo principu veikia elektros skaitiklis, kurio rotorius yra paprastas aliuminio diskas.
Beje, aukšto dažnio elektromagnetiniame lauke variklio rotorius gali suktis iki milijonų apsisukimų per minutę. Šis sukimosi principas yra įtvirtintas, pavyzdžiui, įrenginiuose, naudojamuose konstrukcijų ir medžiagų stiprumui tirti.
PatirtisVI
Į lėkštę supilkite pasūdytą vandenį ir padėkite ant stalo. Įjunkite Thomson ritę ir vandens paviršiuje atsiras bangos. Kad jie būtų aiškiai matomi žiūrovams, nukreipkite žibintuvėlio šviesą į plokštelę taip, kad atspindys nuo vandens paviršiaus būtų projektuojamas ant sienos (8 pav.).
Tikriausiai patys nesunkiai paaiškinsite šią patirtį. Sakykime, elektromagnetinio lauko sūkurinės srovės, atsirandančios skystyje, turi jam tokį patį poveikį kaip ir paprastiems laidininkams.
Pramonėje šis reiškinys naudojamas maišant išlydytą plieną.Tai, ko gero, viskas, ką galėjome prisiminti apie eksperimentus Su Thomson ritė. Galbūt kai kurie iš jūsų gali juos papildyti?
A. ILYIN, inžinierius. Iš žurnalo “Jaunasis technikas” 1983 m.10 Nr.
Į klausimą: ar magnetronas gali sugadinti kaimyno garso aparatūrą? pateikė autorius Farrow geriausias atsakymas yra Sudėtinga, bet techniškai įmanoma.
Pirmiausia turite sugebėti pašalinti visas užrakinimo sistemas iš mikrobangų krosnelės. Antra, norint atidaryti rezonatoriaus išvestį, reikia išardyti šią mikrobangų krosnelę. Trečia, ši išvestis turi būti dedama į parabolinės antenos (bendra kalba tariant, „lėkštės“) židinį. Ketvirta, turite sugebėti aklai nukreipti šią plokštę tiksliai į įrangą, o ne į savo kaimyną. Nes jei tai prieš kaimyną, tai tikrai straipsnis. Tiesą sakant, net visa kita taip pat yra straipsnis, bet tiesiog kitoks (administravimas vietoj Baudžiamojo kodekso).
Tuo pačiu techninės garantijos vis dar nėra... Netiesa, kad magnetrono galios užtenka pakankamai dideliu atstumu kepti įrangą esant kokiam nors ekranavimui, o be to, idealiu atveju plokštės neturėtų būti parabolinis, bet elipsinis - ir toks kur galiu ką nors gauti... na ir dar keturiasdešimt statinių dėl įvairių priežasčių.
Atsakymas iš 22 atsakymai[guru]
Sveiki! Štai keletas temų su atsakymais į jūsų klausimą: ar magnetronas gali sugadinti kaimyno garso įrangą?
Atsakymas iš Jevgenijus Smorodinovas[guru]
Nr. bet galite būti šiek tiek apšvitintas.
Atsakymas iš Neuropatologas[guru]
Tam reikia visiško smegenų nebuvimo galvoje. Neapsigaukite, mikrobangų krosnelės niekada niekam nepadėjo, suvirinti rankas prie gyvųjų tikriausiai yra skausminga.
Atsakymas iš Prisidėti[guru]
Norėdami tai padaryti, turėsite jį įdėti į pačią įrangą. Be to, tai padarys jums daugiau žalos, žaisti su magnetronu yra bloga idėja.
Atsakymas iš Orijus Gvozdevas[guru]
Gal būt. Jei naudosite jį vietoj trinkelių.
Atsakymas iš Jekaterina Kiseleva[guru]
duok jam lyulei ir reikalo pabaiga
Atsakymas iš Navigatorius[guru]
Šis magnetronas per silpnas.... bet jei atneši MI-268.... prie KAIMYNO garsiakalbio difuzoriaus ir staigiai nutolsi, tikrai gali tiesiog nulaužti garsiakalbio ritę.... iš esmės, jei atsiduri šio KAIMYNO bute tą patį galima padaryti su paprastu AWL su siuvėjo adata....
Atsakymas iš Vladimiras Vyalkovas[guru]
tavo kaimynas taip pat kažkada miega, pasinaudokite momentu
Atsakymas iš Vadimas Dvoeglazou[guru]
įdomi svetainė apie eksperimentus su magnetronu ir kt
Atsakymas iš Andrejus Kotousovas[guru]
Su mikrobangų krosnele darykite viską paprastai. Sienoje padarykite nedidelę skylutę ir įstatykite į ją „Rustler“ tipo mikrofoną. Vieną naktį reikia susitaikyti su įrangos įdėjimu į įrašymą. Tada, auštant, apie pusę šešių, įjunkite jų muziką, nukreipdami garsiakalbius į sieną. Tarkime, jie skambina policijai, bet jūsų įraše yra triukšmingi jų įmonės balsai)) Idėja aiški...
Tiesa, mano draugas vasarnamyje savo automobilyje išdegino garsiakalbius, bet kaimynus neleido naktimis triukšmauti.
EKSPERIMENTAI-FOKUSAI SU THOMSON COIL
Thomson ritė yra prietaisas, rodantis poveikį, atsirandantį, kai laidininkai sąveikauja su kintamu magnetiniu lauku. Su juo galite atlikti juokingus elektrinius triukus, pavyzdžiui, paslėpdami ritę po stalu.
Ritė skirta didelei, maždaug 10-13 amperų srovei, todėl ją galima naudoti tik patalpoje, kurioje yra atitinkami maitinimo laidai, dalyvaujant mokytojui. Esant 127 V maitinimo įtampai, reikės žeminančio transformatoriaus.
Kaip pasidaryti Thomson ritę?
Jis surenkamas iš medinio arba plastikinio rėmo, geležinės šerdies ir apvijos. Šerdis pagaminta iš 50 mm pločio ir 380 mm ilgio transformatorinio plieno plokščių. (Jei turite kitokio pločio plokščių, jų skaičius turi būti toks, kad šerdies plotas būtų ne mažesnis kaip 25 kv.cm.
Plokštelės turi būti lakuotos iš abiejų pusių, surenkamos į maišelį ir įkišamos į rėmą.
Laisvai priglundančios plokštės. Todėl prieš klojant plokštes į rėmą, jas sutepkite epoksidiniais klijais.
Šerdis taip pat gali būti pagaminta iš 2–3 mm skersmens atkaitintos plieninės vielos gabalėlių. Rinkitės tik minkštą vielą arba netinka plieninė viela. Dažykite vielos gabalus dažais. Jei surenkate vielos šerdį, ritės rėmo angą reikia padidinti iki 36 cm2. Prieš klojant, vielą taip pat sutepkite epoksidiniais klijais, kad susidarytų monolitinis šerdies pluoštas.
Padarykite ritės rėmą pagal surinktos šerdies matmenis.
Apvija atliekama posūkiais, naudojant 2,4 mm skersmens vielą ir dvigubą popierinę izoliaciją. Viename sluoksnyje turėtų tilpti apie 90 apsisukimų. Ir iš viso jų yra 9 Padenkite kiekvieną sluoksnį greitai džiūstančiu laku, o tada apvija apvyniokite kalkiniu popieriumi. Ir taip kiekvienam sluoksniui. Išbandyti gatavą ritę galite tik lakui sukietėjus. Demonstruodami eksperimentus, įsitikinkite, kad apvija neperkaista. Dabar pakalbėkime apie pačius triukų eksperimentus.
Patirtis I
Taigi, ritė paslėpta po stalu. Paimi masyvią aliuminio keptuvę, įpili į ją šiek tiek vandens ir padedi ant stalo, uždėjus asbesto gabalėlį. Jūsų (žinoma, žiūrovui nematomo) signalo asistentas užkulisiuose įjungia srovę, o po kurio laiko vanduo keptuvėje užverda.
Taip atsitinka todėl, kad veikiant kintamam ritės magnetiniam laukui, keptuvėje kyla sūkurinės srovės. Jų EMF (elektrovaros jėga) yra volto dalis, tačiau srovių dydis yra didelis. Dėl to, nepaisant nedidelio pačios keptuvės pasipriešinimo, jos paviršiuje susidaro intensyvi šiluma.
Jei vanduo užvirs, keptuvė gali labai įkaisti. Todėl eksperimentas turi būti atliekamas atsargiai ir nepamirškite apie asbesto tarpiklį.
Kodėl įkaista keptuvė, o ne stalviršis?
Kodėl galite laisvai pritraukti ranką prie stalo, jei, žinoma, ant jo nėra metalinių daiktų, pavyzdžiui, laikrodžio ar žiedo?
Juk sūkurinės srovės kyla ir stalviršyje bei rankoje, tačiau dėl didelio pasipriešinimo jų dydis yra nereikšmingas, o šilumos susidaro mažai.
Jei kintamojo magnetinio lauko srovės dažnis padidinamas, o tai yra visiškai įmanoma pramoninėmis sąlygomis, tada atitinkamai padidės gaunama šiluma. Tada galite, pavyzdžiui, išdžiovinti drėgnas lentas. Mediena įšyla tolygiai – viduje ir išorėje – ir greitai išdžiūsta. Gydytojai kineziterapijos kabinetuose tuo pačiu metodu gydo slogą (UHF). Kintamasis elektromagnetinis laukas taip pat naudojamas metalurgijoje, pavyzdžiui, lydant aukštos kokybės plieną.
Patirtis 2
Ant stalo yra aliuminio žiedas. Staiga aukštai pašoka ir krenta.
Tokio neįprasto žiedo elgesio priežastis taip pat yra sūkurinės srovės. Pratekėję žiedu, jie paverčia jį elektromagnetu. Srovės kryptis žiede ir Thomson ritėje keičiasi 50 kartų per sekundę. Be to, jei ritės šerdies viršutiniame gale atsiranda šiaurinis magnetinis polius, tada tas pats polius yra sumontuotas ir apatiniame žiedo paviršiuje. Ir atvirkščiai.
Žinoma, kad to paties pavadinimo magnetiniai poliai atstumia vienas kitą. Štai kodėl žiedas atšoka virš stalo.
Tą patį eksperimentą galima pademonstruoti ir kitu būdu: per žiedą perverkite ploną, nematomą siūlą, ir žiedas šiek tiek vibruodamas kabės virš stalo. Arba galite priversti jį laisvai plūduriuoti.
Vienoje iš tarptautinių šeštojo dešimtmečio pradžios parodų panašiu prietaisu buvo demonstruojama ore sklandanti keptuvė, ant kurios buvo kepama kiaušinienė.
Beje, ši gudrybė pravertė metalurgijoje, lydant itin grynus metalus. Metalurgai žino, kaip sunku išlaikyti išlydytą metalą švarų – bet koks prisilietimas prie tiglio (metalo konteinerio) sukelia užteršimą. Ir jie rado išeitį – lydosi be tiglio. Taikant levitaciją, metalo gabalas pakabinamas vakuume ir jis ištirpsta, kaitinamas sūkurinių srovių.
Patirtis 3
Padarykite priėmimo ritę iš faneros arba kartono. Suvyniokite ant ritės 1500 vijų lakuotos vielos, kurios skersmuo 0,25 mm, o galus prijunkite prie elektrinio griebtuvo. Tada prisukite kasetę prie ritės viršutinės dalies ir įkiškite į ją 15 vatų 127 V lempą. Uždenkite ritę ir kasetę spalvotu popieriumi, kad susidarytumėte kūgio formos dėžutę. Lėtai perkelkite lempą arčiau stalo – artėjant prie po stalu paslėptos ritės, ji užsidegs vis ryškiau. Paaiškinimas paprastas: indukcinės srovės kintamajame magnetiniame lauke sukuria srovę ritės posūkiuose, ir nuo jos užsidega lempa.
Visas šis įrenginys primena transformatorių, kurio pirminė apvija paslėpta po stalu, o antrinė – eksperimentatoriaus rankose. Galite paimti mažesnės galios lempą, pavyzdžiui, iš žibintuvėlio ar neono. Jų švytėjimas bus pastebimas dar didesniu atstumu nuo stalo. Ypač įdomus rezultatas gaunamas naudojant LED, nes jam apšviesti užtenka labai mažai energijos. Tokiu atveju priėmimo ritė gali būti padaryta žiedo dydžio.
Patirtis 4
Priklijuokite paėmimo ritę prie popierinio automobilio modelio apačios. Per bet kurį diodą, galintį atlaikyti 0,5 A srovę, prijunkite jį prie mikroelektrinio variklio. Tokiu atveju automobilis važiuos ant stalo be baterijų, gaudamas energiją iš elektromagnetinio lauko. Atkreipkite dėmesį, kad elektros variklis ir kitos metalinės žaislo dalys gali perkaisti ir sugesti, todėl eksperimentą rodykite ne ilgiau kaip 30–40 sekundžių.
Šis eksperimentas demonstruoja seną idėją perduoti energiją be laidų.
Daugelyje šalių kuriami projektai kosminėms raketoms, kurios energiją gauna iš lazerio spindulio. Spėjama, kad toks energijos perdavimo būdas bus naudingas net tarpžvaigždinių skrydžių metu.
Patirtis 5
Ant stalo padėtas stiklinis vandens dubuo. Į jį paleidžiamas tuščiaviduris metalinis rutulys. Įjungus Thomson ritę, rutulys pradeda suktis aplink horizontalią ašį. Patirtis rodo paprasčiausių kintamosios srovės variklių veikimo principą. Atrodo, kad rutulio paviršiuje kylančios indukcinės srovės linkusios pakelti vieną iš jo pusių. Taip vyksta sukimasis.
Šiuo principu veikia elektros skaitiklis, kurio rotorius yra paprastas aliuminio diskas.
Beje, aukšto dažnio elektromagnetiniame lauke variklio rotorius gali suktis iki milijonų apsisukimų per minutę. Šis sukimosi principas įtrauktas, pavyzdžiui, įrenginiuose, naudojamuose konstrukcijų ir medžiagų stiprumui tirti.
Patirtis 6
Į lėkštę supilkite pasūdytą vandenį ir padėkite ant stalo. Įjunkite Thomson ritę ir vandens paviršiuje atsiras bangos. Kad jie būtų aiškiai matomi žiūrovams, nukreipkite žibinto šviesą į lėkštę taip, kad atspindys nuo vandens paviršiaus būtų projektuojamas ant sienos.
Čia skystyje atsirandančios elektromagnetinio lauko sūkurinės srovės jam daro tokį patį poveikį kaip ir paprastiems laidininkams. Pramonėje šis reiškinys naudojamas maišant išlydytą plieną.
Pagrindinė dalis………………………………………………………………10
Išvada……………………………………………………………………………………..22
Bibliografija…………………………………………………………………23
Paraiškos……………………………………………………………………………………24
ĮVADAS
Elektromagnetinis masės greitintuvas(EMU) yra bendras įrenginių, skirtų objektams pagreitinti naudojant elektromagnetines jėgas, pavadinimas.Elektromagnetiniai masės greitintuvai paprastai skirstomi į šiuos tipus:
Railgun- impulsinio elektrodo masės greitintuvas „rail gun“ (iš anglų kalbos „Rail gun“).
^ Thompsono ritė - indukcinis masės greitintuvas („Thompson pistoletas“).
^ Gauso pistoletas- magnetinis masės greitintuvas „Gauss gun“ (iš anglų kalbos „Gauss gun“). Mokslininko ir matematiko Gauso vardu, kurio vardu pavadinti magnetinio lauko matavimo vienetai.
Christianas Birkelandas paprastai laikomas elektromagnetinio masės greitintuvo išradėju. Christianas Birkelandas, Oslo universiteto fizikos profesorius (dirbęs 1898–1917 m.), laikotarpiu nuo 1901 iki 1903 m. gavo tris patentus už savo „elektromagnetinį ginklą“. 1901 metais Birkelandas sukūrė pirmąjį tokį ritės tipo elektromagnetinį pistoletą ir panaudojo jį 500 g sveriančiam sviediniui pagreitinti iki 50 m/s greičio (2). Antrosios didelės patrankos pagalba, sukurtos 1903 m. ir šiuo metu eksponuojamas Norvegijos technikos muziejuje Osle, jis pasiekė 10 kg sveriančio sviedinio įsibėgėjimą iki maždaug 100 m/s greičio. Pistoleto kalibras yra 65 mm, ilgis 10 m Maždaug tuo pačiu metu Nikolajus Benardosas užpatentavo elektromagnetinį pistoletą. K.E. Tsiolkovskis savo raštuose taip pat svarstė galimybę panaudoti elektromagnetinį greitintuvą raketoms paleisti.
Siekdami padidinti artilerijos diapazoną, rusų inžinieriai Podolskis ir Yampolsky 1915 m. sukūrė „magnetinio-fugalinio“ (elektromagnetinio) ginklo projektą. Jo cilindras turėjo būti pagamintas iš induktorių serijos. Srovė jiems turėjo būti tiekiama pagal komandą. Autoriai teigė, kad esant tam tikrai jėgainės galiai, elektromagnetų pagreitintas sviedinys išilgai 50 metrų statinės pasieks 915 m/s greitį ir nuskris iki 300 km. Artilerijos komiteto ekspertai Podolsky ir Yampolsky projekto įgyvendinimą laikė „nesavalaikiu“. Toks pat likimas ištiko prancūzų Fachon ir Villeple elektromagnetinio ginklo projektą. Jo vamzdis buvo solenoidinių ritinių grandinė, kuriai sviediniui judant pakaitomis turėtų būti taikoma įtampa. Išradėjai patvirtino savo idėjos pagrįstumą: iššautas iš elektromagnetinio ginklo modelio 50 gramų sviedinys įgavo 200 m/s greitį.
^ Bendras Fachono ir Villeple elektromagnetinio ginklo vaizdas.
Nuo to laiko periodiškai bandoma teorinį išradimą paversti prietaisu, tinkamu naudoti praktiškai.
Sistemingas mokslinis darbas kuriant iš esmės naujus elektromagnetinės masės greitintuvus pasaulyje prasidėjo XX amžiaus 50-aisiais. Vienas iš vidaus pokyčių šioje srityje įkūrėjų buvo puikus sovietų mokslininkas, plazmos tyrinėtojas L.A. Artsimovičius, kuris į rusų terminiją įvedė „geležinkelio“ sąvoką.
Darbas su visais svarbiais elektromagnetinio ginklo komponentais sparčiai vyksta Jungtinėse Valstijose, taip pat pradedamas ir kitose šalyse. Gauso pabūkla kaip ginklas turi privalumų, kurių neturi kiti šaulių ginklai. Tai yra šovinių nebuvimas ir neribotas pradinio amunicijos greičio ir energijos pasirinkimas, tylaus šūvio galimybė, palyginti mažas atatranka, teoriškai, didesnis patikimumas ir atsparumas dilimui, taip pat galimybė dirbti bet kokiomis sąlygomis, įskaitant kosminę erdvę. .
Dėl dabartinės pažangos greitintuvų, energijos kaupimo ir impulsų generavimo srityse tikėtina, kad ginklų sistemose artimiausiu metu gali būti įrengti elektromagnetiniai ginklai. Norint pasiekti šį tikslą, reikės intensyvių tyrimų ir plėtros darbų, susijusių su beveik visais elektromagnetinio ginklo aspektais, įskaitant maitinimo šaltinį ir sviedinius. Naujos medžiagos vaidins svarbų vaidmenį. Reikalingi kompaktiški ir galingi elektros srovės šaltiniai ir aukštos temperatūros superlaidininkai.
Elektromagnetinis pistoletas, be numatomos karinės svarbos, turėtų būti stiprus impulsas technologinei pažangai ir naujovėms, turinčioms didelį poveikį civiliniame sektoriuje.
Tarp egzotiškų solenoidinių greitintuvų naudojimo būdų verta paminėti koncepciją objektų paleidimas į kosmosą be raketų pagalbos. Daroma prielaida, kad pastačius kelių kilometrų tunelį iš vieno ar kelių solenoidų, galima užtikrinti tokį kūno pagreičio greitį, kurio pakanka gravitacijai įveikti. Be to, skirtingai nuo bėgių pistoleto ar įprasto šūvio, pagrįsto šiluminiu dujų plėtimu, paleistas objektas yra gana sklandžiai įsibėgėja. Tai leidžia siųsti ne tik sudėtingą ir trapią, perkrovos bijančią mokslinę įrangą, bet ir žmones.
Verta paminėti, kad panašių kosminių greitintuvų statyba mūsų natūraliame palydove Mėnulyje laikoma perspektyvesniu. Virtualus atmosferos nebuvimas ir maža gravitacija + žema aplinkos temperatūra atveria fantastiškas superlaidžių magnetų perspektyvas. Vienbėgį greitintuvą, kurio pagrindą sudaro tiesinis variklis arba solenoidų tunelis, Mėnulio paviršiuje nedideliu kampu planuojama pastatyti horizontaliai. Įrenginys gali būti maitinamas tiek iš saulės baterijų, tiek iš branduolinių reaktorių, atkeltų į Mėnulį. Taigi erdvėlaiviui būtų suteiktas didelis pradinis greitis, o tada pradėtų veikti jonų varikliai.
Mėnulis tokiu pavidalu virstų perkrovimo baze tolesniam Saulės sistemos tyrinėjimui ar net pirmuoju žemiškuoju kosmodromu. Nesunku įsivaizduoti, kad milžiniški greitintuvai, varomi branduolių sintezės reaktoriais, galėtų pagreitinti erdvėlaivius iki tokio greičio, kad nukeliautų iki tolimų planetų užtruktų mėnesius, o ne metus. O jei prisiminsime, kad akceleratorius neturi būti tiesus, o tunelį galima tiesti spirale, besibaigiantį bet kuria kryptimi, tai galimybės išties revoliucinės.
Bandydami gaminti elektromagnetinį masės greitintuvą, nusprendėme sutelkti dėmesį į modelį magnetinis greitintuvas. Faktas yra tas, kad iš visų tipų elektromagnetinių greitintuvų jį lengviausia gaminti. Be to, jis turi gana aukštą efektyvumą, palyginti su kitomis elektromagnetinėmis šaudyklėmis. Jis gali veikti esant santykinai žemai įtampai, kurią praktiškai nėra sunku pasiekti naudojant šiuolaikinius komponentus.
Praktiškai paprasčiausio magnetinio greitintuvo konstrukcija susideda iš vielos, apvyniotos aplink vamzdį keliais sluoksniais, ir didelio kondensatoriaus, prijungto prie laido. Vamzdžio viduje prieš pat prasidedant apvijai įmontuojamas geležinis ruošinys, o elektriniu raktu prie apvijos prijungiamas iš anksto įkrautas kondensatorius. Apvijoje tekant elektros srovei, atsiranda magnetinis laukas, kuris pagreitina sviedinį, „įtraukdamas“ jį į apviją.
Norint pasiekti didžiausią efektą, srovės impulsas apvijoje turi būti trumpalaikis ir galingas. Paprastai tokiam impulsui gauti naudojami aukštos darbinės įtampos elektrolitiniai kondensatoriai.
Apvijos, sviedinio ir kondensatorių parametrai turi būti suderinti taip, kad ruošiniui priartėjus prie apvijos vidurio srovė pastarojoje jau būtų sumažėjusi iki minimalios reikšmės, t.y. kondensatorių įkrova jau būtų visiškai išnaudota. Tokiu atveju efektyvumas bus maksimalus.
Norėdami padidinti įrenginio efektyvumą ir sviedinio greitį, jie nusprendė pagaminti daugiapakopį Gausą.
^ Išdėstymo dizainas:
Magnetinis greitintuvas turi septynias greitinamąsias rites, į kurias iškraunami 800 µF – 220 µF talpos kondensatoriai, įkraunami iki 390 V.
Šešių kanalų žingsnių valdiklis, pagrįstas optronais (74HC14).
Flyback įtampos keitiklis (UC3845).
Indikacijos sistema, apimanti akumuliatoriaus būsenos, pasirengimo užsidegti rodmenis (LM358) ir linijinę kondensatoriaus įkrovimo skalę (LM3914).
6. Sukamoji valdoma platforma (ATtiny 2313)
^ PAGRINDINĖ DALIS
Magnetinio greitintuvo statinė.
Statinė yra svarbi elektromagnetinio greitintuvo sudedamoji dalis. Tuo pačiu metu jis turi turėti keletą savybių:
Jėga.
Storis.
^ Elektros laidumas ir feromagnetizmas.
^ Apdorojimo paprastumas.
^ Pigu ir prieinama.
Remdamiesi šiuo parametrų rinkiniu, atlikome eksperimentus vienoje greitintuvo pakopoje, kad pasirinktume statinės medžiagą. Tarpinių eksperimentų metu didelių skirtumų tarp statinės gabalo iš popieriaus, padengto epoksidiniais klijais, ir gabalo iš žalvario savybių neatskleista. Remdamiesi tuo, apsigyvenome prie žalvarinio strypo dėl didesnio stiprumo, prieinamumo ir lengvesnio apdorojimo.
^ Maitinimo skyrius.
IN 
Jį sudaro septynios greitinančios ritės, kondensatorių blokas, kondensatorių įtampos atjungimo grandinė ir kondensatorių atvirkštinės įtampos slopinimo grandinė. Atjungimo grandinę sudaro nuosekliai sujungta RD grandinė. Rezistorius turi apriboti srovę, praeinančią per diodą, taip apsaugodamas jį nuo srovės pertrūkimo, kai kondensatorius greitai įkraunamas. Atvirkštinės įtampos slopinimo grandinė taip pat susideda iš RD grandinės. Ši grandinė leidžia apsaugoti kondensatorių nuo atvirkštinės įtampos. Atbulinė įtampa pasiekia kondensatorių dėl ritės savaime indukcinio emf ir gali jį sugadinti.
Valdiklis.
SU 
Grandinė maitinama iš 5 V šaltinio. Norėdami atidaryti tiristorių, per jį iškraunamas kondensatorius. Tokiu būdu pasiekiama pakankamai srovės tiristoriaus įjungimui. Šviesos diodas taip pat tarnauja kaip sviedinio praėjimo scenoje ir atitinkamai scenos įjungimo indikatorius. 74HC14 lustas turi šešis Schmidt paleidiklius su išvesties inversija. Kad mikroschemos išvestyje atsirastų loginis 1 (tranzistorius uždarytas), reikia trumpai sujungti jo įvestį į žemę. Tai pasiekiama naudojant fototranzistorių. Jei šviečia fototranzistorius, mikroschemos išvestyje yra loginis 1, kuris neleidžia tranzistoriui iškrauti kondensatorių ir atidaryti tiristorių. Kai tik sviedinys blokuoja šviesą į fototranzistorių, jo varža smarkiai padidėja ir mikroschemos išvestyje jau yra loginis 0, kuris atidaro tranzistorių. Tada kondensatorius iškraunamas per tranzistorių, tiristorius atsidaro ir ritė „užsidega“.
Konverteris.
Klasikinis „flyback“ keitiklis, pastatytas ant UC3845 mikroschemos (PWM valdiklis su galingu lauko tranzistoriumi išėjime) ir IRF3205 žemos įtampos maitinimo jungikliu. Skaičiuojant standartiškai pagal mikroschemos duomenų lapą, keitiklio veikimo dažnis yra apie 15 kHz, impulsinis transformatorius suvyniotas ant Ch36 šarvuotos šerdies. Konverterio galia yra apie 25 vatai.
Indikacija.
IN 
Indikacijos grandinė naudoja operatyvinį stiprintuvą lyginamuoju režimu. Išsikrovimo indikatoriaus grandinė (raudonas šviesos diodas) rodo išsikrovusį akumuliatorių. Kondensatoriaus įkrovos indikatoriaus grandinė (žalias šviesos diodas) signalizuoja apie maksimalų kondensatorių įkrovimą. Įtampos daliklio grandinė išoriniam įkrovimo indikatoriui skirta išoriniam indikatoriui. Išorinis indikatorius pagamintas ant LM3914 lusto, grandinė apskaičiuojama pagal lusto atskaitos duomenis, naudojamas stulpelio režimas.
^ Rotacinė platforma .
Vienpolis žingsninis variklis valdomas naudojant ATtiny 2313 mikroprocesorių. Variklis naudojamas iš diskinių įrenginių ir pagaminta pavarų dėžė, leidžianti platformai sklandžiai suktis.
^ Parametrų skaičiavimas Programa apskaičiuoti pakopų komponentai (ritės apsisukimų skaičius, ritės vielos skersmuo, pakopos kondensatoriaus talpa), atsižvelgiant į statinės skersmenį ir pagreitinto kūno masę. FEMM. Skaičiavimų užduotis buvo optimizuojant apskaičiuotus duomenis užtikrinti, kad didžiausias pagreitinto objekto greitis ritės korpuse sutaptų su maksimaliu greičiu kiekvienos ritės išėjime pakopomis. Remiantis skaičiavimais, buvo sudaryti grafikai.
Padarius magnetinio greitintuvo maketą ir atlikus šaudymo bandymus, atsirado būtinybė patikrinti apskaičiuotus metalinio ruošinio greičio rezultatus su tikruoju kilimo greičiu. Šiems tikslams buvo naudojamas greičio nustatymo metodas - balistinė švytuoklė. Metodas veikia taip. Metalinis ruošinys patenka į švytuoklę ir ten lieka. Tai visiškai neelastingas poveikis. Dalis energijos neišvengiamai patenka į šilumą, tačiau galime pasinaudoti impulso išsaugojimo dėsniu. Pakabos su kulka impulsas bus lygus kulkos impulsui prieš jai pataikant. Tie. Žinodami pakabos impulsą (greitį), galite sužinoti impulsą (kulkos greitį). Gavusi impulsą, kuris turi analogą kinetinės energijos pavidalu (vis dar nežinomas), švytuoklė pradeda nukrypti. Nukreipta pakaba pradeda kilti aukštyn, kinetinė energija virsta potencialia energija. Kai pakaba sustoja (maksimalus įlinkis, aukštis), kinetinė energija visiškai paverčiama potencialia energija. (1 pav.)
Išsiaiškinę aukštį, gauname pakabos potencinę (kinetinę smūgio momentu) energiją, per energiją - pakabos impulsą, per pakabos impulsą - kulkos impulsą, kulkos greitį. .
Pilna formulė:
V = ((M + m) / m) * kvadratas (2 * g * (L - kvadratas (L * L - S * S))))
Supaprastinta praktinė formulė:
V = ((M + m) / m) * S * kvadratas (g / L)
V – kulkos greitis, m/s
M - pakabos masė, kg
m - kulkos masė, kg
g – laisvojo kritimo pagreitis, 9,81
L - pakabos ilgis, metrai
S - švytuoklės įlinkis, metrai.
Eksperimentų metu gauti rezultatai (2 pav.).
2 pav
Norint patikslinti greičio matavimus naudojant „balistinės švytuoklės“ metodą, kitas matavimo metodas naudojant kompiuterio garso plokštė. Skaičiavimas atliktas naudojant Sony „Sound Forge“ programą. Tam tikslui buvo surinktas modelis (3 pav.)
Prietaiso efektyvumas yra toks:
IŠVADA
Atlikto praktinio darbo metu buvo padarytas magnetinio greitintuvo maketas. Rezultatų analizė ir fiziniai matavimai parodė, kad tokio tipo masės greitintuvas yra praktiškai įgyvendinamas. Pakopų parametrų skaičiavimo naudojant FEMM programą rezultatai pasirodė panašūs į praktinių testų rezultatus. Prototipas veikia ir su juo galima tęsti daugybę eksperimentų, siekiant padidinti sviedinio greitį ir įrenginio efektyvumą. Galima analizuoti, kokią įtaką šiems parametrams turi sviedinio skersmuo ir svoris, medžiagos, iš kurios jis pagamintas, sudėtis ir etapų skaičius.
Ir dar viena svarbi pastaba: nepaisant to, kad šis įrenginys turi mažus energijos parametrus, atliekant eksperimentus su juo ir atliekant bandomuosius važiavimus, būtina laikytis visų saugos priemonių, susijusių su aukšta įtampa ir metalinio ruošinio išmetimu.
^ BIBLIOGRAFINIS SĄRAŠAS
Booth, D.A. Elektromechanikos pagrindai / D.A. – M.: MAI, 1996. – P. 363.
Malikovas, V.G. Pripažinta ne laiku / V.G. Malikovas // Jaunimo technologija. – 1987. – Nr.5. – P. 30.
Galios puslaidininkiniai įtaisai: Katalogas / V.Ya.Zamyatin, B.V.Kondratiev, V.M.Petukhovas. – M.: Radijas ir ryšiai, 1988. – P. 336.
Buhl, O.B. Elektros prietaisų magnetinių sistemų skaičiavimo metodai: Magnetinės grandinės, laukai ir FEMM programa: Vadovėlis universitetams / O.B.Bul. – M.: Akademija, 2005 m. – P.191
Thomson ritė yra paprastas prietaisas, su kuriuo anksčiau fizikos pamokose buvo demonstruojami įvairūs efektai, atsirandantys laidininkams sąveikaujant su kintamu magnetiniu lauku. Mokyklos koncertuose su jo pagalba rodė linksmus elektrinius triukus, rengė smagius pramoginio mokslo vakarus.
Įsivaizduokite sceną, ant jos – staltiese uždengtas stalas. Padedate ant stalo aliuminio žiedą, ir jis staiga atskrenda. Ant stalo padėta keptuvė įkaista savaime, o į ją pilamas vanduo užverda, mirksi prie stalo atnešta elektros lempa, nors iki jos nesiekia jokių laidų... Tai juokingi eksperimentai, kuriuos demonstravo moksleiviai. paslėpdami Thomson ritę po stalu (1 pav.).
Iš karto noriu perspėti: šis įrenginys skirtas didelei, maždaug 10-13 amperų srovei, todėl Thomson ritę galite naudoti tik patalpoje, kurioje yra atitinkami maitinimo laidai. Ir, žinoma, mokytojo akivaizdoje. Dirbsime su 127 V įtampa, todėl reikės žeminančio transformatoriaus.
Pirmiausia mes jums pasakysime, kaip padaryti Thomson ritę. Surenkama iš medinio karkaso, geležinės šerdies ir apvijos (1 pav.) Šerdis pagaminta iš 50 mm pločio ir 380 mm ilgio transformatorinių plieninių plokščių. (Jei turite kitokio pločio plokštes, jų skaičius turi būti toks, kad šerdies plotas būtų bent 25 cm2.)
Padenkite plokštes laku iš abiejų pusių. Taip izoliuotas plokštes surinkite į maišelį ir įstatykite į rėmą.
Laisvai pritvirtintos lėkštės „zuks“, o pjaustydamas tai pastebės žiūrovas. Todėl prieš klojant plokštes į rėmą, jas sutepkite epoksidiniais klijais. Šerdis gali būti pagaminta iš 2–3 mm skersmens atkaitintos plieninės vielos gabalėlių. Rinkitės tik minkštą vielą arba netinka plieninė viela. Dažykite vielos gabalus dažais. Jei surenkate vielos šerdį, ritės rėmo angą reikia padidinti iki 36 cm2. Prieš klojant, vielą taip pat sutepkite epoksidiniais klijais, kad susidarytų monolitinis šerdies pluoštas.
Naudodami surinktą šerdį, klijuokite ritės rėmą iš faneros. Apvija atliekama posūkiais, naudojant 2,4 mm skersmens vielą ir dvigubą popierinę izoliaciją. Viename sluoksnyje turėtų tilpti apie 90 apsisukimų. Ir iš viso jų yra 9 Padenkite kiekvieną sluoksnį greitai džiūstančiu laku, o tada apvija apvyniokite kalkiniu popieriumi. Ir taip kiekvienam sluoksniui. Išbandyti gatavą ritę galite tik lakui sukietėjus. Demonstruodami eksperimentus, įsitikinkite, kad apvija neperkaista. Dabar pakalbėkime apie pačius triukų eksperimentus.
Patirtis I
Taigi, ritė paslėpta po stalu. Paimi masyvią aliuminio keptuvę, įpili į ją šiek tiek vandens ir padedi ant stalo, uždėjus asbesto gabalėlį. Jūsų (žinoma, žiūrovui nematomo) signalo asistentas užkulisiuose įjungia srovę, o po kurio laiko vanduo keptuvėje užverda (2 pav.). Taip atsitinka todėl, kad veikiant kintamam ritės magnetiniam laukui, keptuvėje kyla sūkurinės srovės. Jų EMF (elektrovaros jėga) yra volto dalis, tačiau srovių dydis yra didelis. Dėl to, nepaisant nedidelio pačios keptuvės pasipriešinimo, jos paviršiuje susidaro intensyvi šiluma.
Jei vanduo užvirs, keptuvė gali labai įkaisti. Todėl eksperimentas turi būti atliekamas atsargiai ir nepamirškite apie asbesto tarpiklį.
Dabar užduokime sau klausimą: kodėl įkaista keptuvė, o ne stalviršis, kodėl galite laisvai kelti ranką prie stalo, nebent, žinoma, ant jo yra metalinių daiktų, pavyzdžiui, laikrodis ar žiedas! Juk sūkurinės srovės kyla ir stalviršyje bei rankoje, tačiau dėl didelio pasipriešinimo jų dydis yra nereikšmingas, o šilumos susidaro mažai.
Jei kintamojo magnetinio lauko srovės dažnis padidinamas, o tai yra visiškai įmanoma pramoninėmis sąlygomis, tada atitinkamai padidės gaunama šiluma. Tada galite, pavyzdžiui, išdžiovinti drėgnas lentas. Mediena įšyla tolygiai – viduje ir išorėje – ir greitai išdžiūsta. Gydytojai kineziterapijos kabinetuose tuo pačiu metodu gydo slogą (UHF). Kintamasis elektromagnetinis laukas taip pat naudojamas metalurgijoje, pavyzdžiui, lydant aukštos kokybės plieną.
Patirtis II
Ant stalo yra aliuminio žiedas. Staiga aukštai pašoka ir krenta. Tokio neįprasto žiedo elgesio priežastis taip pat yra sūkurinės srovės. Pratekėję žiedu, jie paverčia jį elektromagnetu (3 pav.). Srovės kryptis žiede ir Thomson ritėje keičiasi 50 kartų per sekundę. Be to, jei ritės šerdies viršutiniame gale atsiranda šiaurinis magnetinis polius, tada tas pats polius yra sumontuotas ir apatiniame žiedo paviršiuje. Ir atvirkščiai.
Žinoma, kad to paties pavadinimo magnetiniai poliai atstumia vienas kitą. Štai kodėl žiedas atšoka virš stalo.
Tą pačią patirtį galima parodyti ir kitaip. Perkiškite ploną, nematomą siūlą per žiedą, ir žiedas kabės virš stalo, šiek tiek vibruodamas. Arba galite priversti jį laisvai plūduriuoti.
Thringo ir Laithwaite'o knygoje „Kaip išrasti?“, kurią 1980 m. leidykla „Mir“ išleido rusų kalba, aprašomi įrenginiai, kuriais tai galima padaryti. Dvi indukcinės ritės, sumontuotos ant W formos gyslų ir sujungtos lygiagrečiai, sukuria elektromagnetinį lauką, kuriame stačiakampė metalinė plokštė gali stabiliai plūduriuoti (levituoti) (4 pav.).
Vienoje iš tarptautinių šeštojo dešimtmečio pradžios parodų panašiu prietaisu buvo demonstruojama ore sklandanti keptuvė, ant kurios buvo kepama kiaušinienė.
Gražus triukas, tai viskas, jūs sakote. Tačiau šis triukas, kaip parodė laikas, buvo naudingas technologijose, ypač metalurgijoje, lydant itin grynus metalus. Metalurgai žino, kaip sunku išlaikyti išlydytą metalą švarų – bet koks prisilietimas prie tiglio (metalo konteinerio) sukelia užteršimą. Ir jie rado išeitį – lydosi be tiglio. Taikant levitaciją, metalo gabalas pakabinamas vakuume ir jis ištirpsta, kaitinamas sūkurinių srovių.
Patirtis III
Iš faneros ar kartono pagaminkite ritę, pavadinkime ją priimančia spirale (5 pav.). Būkite kantrūs – suvyniokite ant ritės 1500 apsisukimų 0,25 mm skersmens lakuotos vielos ir galus prijunkite prie elektrinio griebtuvo. Tada prisukite kasetę prie ritės viršutinės dalies ir įkiškite į ją 15 vatų 127 V lempą. Uždenkite ritę ir kasetę spalvotu popieriumi, kad susidarytumėte kūgio formos dėžutę. Lėtai perkelkite lempą arčiau stalo – artėjant prie po stalu paslėptos ritės, ji užsidegs vis ryškiau. Paaiškinimas paprastas: indukcinės srovės kintamajame magnetiniame lauke sukuria srovę ritės posūkiuose, ir nuo jos užsidega lempa. Visas šis įrenginys primena transformatorių, kurio pirminė apvija paslėpta po stalu, o antrinė – eksperimentatoriaus rankose. Galite paimti mažesnės galios lempą, pavyzdžiui, iš žibintuvėlio ar neono. Jų švytėjimas bus pastebimas dar didesniu atstumu nuo stalo. Ypač įdomus rezultatas gaunamas naudojant LED, nes jam apšviesti užtenka labai mažai energijos. Tokiu atveju priėmimo ritė gali būti padaryta žiedo dydžio.
Patirtis IV
Priklijuokite paėmimo ritę prie popierinio automobilio modelio apačios. Per bet kurį diodą, galintį atlaikyti 0,5 A srovę, prijunkite jį prie mikroelektrinio variklio (6 pav.). Tokiu atveju automobilis važiuos ant stalo be baterijų, gaudamas energiją iš elektromagnetinio lauko. Atkreipkite dėmesį, kad elektros variklis ir kitos metalinės žaislo dalys gali perkaisti ir sugesti, todėl eksperimentą rodykite ne ilgiau kaip 30–40 sekundžių.
Šis eksperimentas demonstruoja seną idėją perduoti energiją be laidų. Prisiminkite, A. Tolstojaus romano „Aelita“ herojai virš Marso skrido elektromagnetinio lauko energijos varomame laive. Daugelis išradėjų iš įvairių šalių dirbo ir kuria šią idėją.
60-ųjų viduryje Prancūzijoje buvo atlikti eksperimentai, kaip varyti mažo sraigtasparnio variklį centimetrų radijo bangų spinduliu. (Atminkite: bet koks kintantis elektromagnetinis laukas gali būti laikomas radijo bangomis.) Nors sraigtasparnis skrido, jį maitinantis įrenginys buvo per didelis, brangus ir neefektyvus. Ir jie to atsisakė. Tapo aišku, kad reikia sumažinti radijo bangų ilgį. Tada perdavimo ir priėmimo antenų dydžiai taps priimtini, o perdavimo nuostoliai sumažės. Dabar galime gauti kelių mikronų ar net mažesnio ilgio elektromagnetines bangas. Šią spinduliuotę sukuria lazeriai. Daugelyje šalių kuriami projektai kosminėms raketoms, kurios energiją gauna iš lazerio spindulio. Spėjama, kad toks energijos perdavimo būdas bus naudingas net tarpžvaigždinių skrydžių metu.
Patirtis V
Ant stalo padėtas stiklinis vandens dubuo. Į jį paleidžiamas tuščiaviduris metalinis rutulys (7 pav.). Įjungus Thomson ritę, rutulys pradeda suktis aplink horizontalią ašį. Patirtis rodo paprasčiausių kintamosios srovės variklių veikimo principą. Atrodo, kad rutulio paviršiuje kylančios indukcinės srovės linkusios pakelti vieną iš jo pusių. Taip vyksta sukimasis.
Šiuo principu veikia elektros skaitiklis, kurio rotorius yra paprastas aliuminio diskas.
Beje, aukšto dažnio elektromagnetiniame lauke variklio rotorius gali suktis iki milijonų apsisukimų per minutę. Šis sukimosi principas įtrauktas, pavyzdžiui, įrenginiuose, naudojamuose konstrukcijų ir medžiagų stiprumui tirti.
Patirtis VI
Į lėkštę supilkite pasūdytą vandenį ir padėkite ant stalo. Įjunkite Thomson ritę ir vandens paviršiuje atsiras bangos. Kad jie būtų aiškiai matomi žiūrovams, nukreipkite žibinto šviesą į plokštę taip, kad atspindys nuo vandens paviršiaus būtų projektuojamas ant sienos (8 pav.).
Tikriausiai patys nesunkiai paaiškinsite šią patirtį. Sakykime, elektromagnetinio lauko sūkurinės srovės, atsirandančios skystyje, turi tokį patį poveikį kaip ir paprastiems laidininkams. Pramonėje šis reiškinys naudojamas maišant išlydytą plieną.
Tai, ko gero, viskas, ką galėjome prisiminti apie eksperimentus su Thomson ritė.
A. ILYIN, inžinierius
A. MATROSOVO piešiniai. Žurnalas Jaunasis technikas.
