Šeši eksperimentai su Thomson ritė. Mano indukcinis disko metimas

Šeši eksperimentai su Thomson ritė

Įsivaizduokite šią sceną, ant jos yra 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. slepiant Thomson ritę po stalu (-J 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 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. Jis surenkamas iš medinio karkaso, geležinės šerdies ir apvijos (1 pav.). Šerdis pagaminta iš 50 mm pločio ir 380 mm ilgio transformatoriaus plieninių plokščių (jei turite kitokio pločio plokščių,

mes, jų skaičius turi būti toks, kad šerdies plotas būtų ne mažesnis kaip 25 cm 2.)

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. Mohjho 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 cm 2 ploto. Prieš klojant, vielą taip pat sutepkite epoksidiniais klijais, kad susidarytų monolitinis šerdies pluoštas.

Galite išbandyti gatavą ritę tik po to

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.). 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 įkiškite 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 atsekimo 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 nukrenta. 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. Naudojant levitaciją, metalo gabalas pakabinamas vakuume ir 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 apvija yra paslėpta po stalu, o antrinė apvija yra eksperimentuotojo rankose Galite paimti mažesnės galios lempą, pavyzdžiui, iš kišeninio žibintuvėlio ar neoninio Pakanka 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 indukcijos 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.

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. slepiant po stalu Thomson ritę (1 pav.).

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 įkiškite 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 nukrenta. 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. Naudojant levitaciją, metalo gabalas pakabinamas vakuume ir 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 indukcijos 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, į įrenginius, naudojamus 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.

Informacija pateikiama tik edukaciniais tikslais!
Svetainės administratorius neatsako už galimas pasekmes naudojant pateiktą informaciją.

ĮKRAUTI KONDENSATORIAI MIRTINAI PAVOJINGA!

Indukcinis greitintuvas (disko paleidimo priemonė) (indukcinės ritės pistoletas) yra elektromagnetinės masės greitintuvo tipas ir veikia remdamasis sūkurinių srovių, kurias uždarame laidžiame sviedinyje (diske) sukelia kintamasis magnetinis laukas, sąveika su srove, sukuriančia šį magnetinį lauką. Dėl šios sąveikos atsiranda atstūmimo jėga, kuri suteikia sviediniui pagreitį. Kuo greitesnis magnetinio srauto kitimo greitis, tuo didesnės sukeltos sūkurinės srovės ir tuo stipresnis sviedinio atstūmimas.

Tokį prietaisą išrado amerikiečių inžinierius ir išradėjas Elihu Thompson ( Elihu Thompsonas):

Todėl toks greitintuvas dažnai vadinamas " Thompson pistoletas".

Skirtingai nuo Gauss pistoleto, indukciniame greitintuve naudojami neferomagnetiniai sviediniai (pagaminti iš vario arba aliuminio). Be to, aliuminis yra geresnis už varį, nes jo tankis (2,7 g/cm 3) yra 3,3 karto mažesnis nei vario (8,9 g/cm 3), o varža (0,028 omo mm 2 /m) didesnė nei vario (0,0175). Ohm mm 2 /m), tik 1,6 karto.
Norėdami sumažinti sviedinio pasipriešinimą ir padidinti sūkurines sroves, galite jį atvėsinti (pavyzdžiui, skystame azote, kurio virimo temperatūra 77 K). Sviedinio medžiagos savitosios elektrinės varžos sumažėjimas apibūdinamas koeficientu $\alpha = (((\rho)_(295 K)) \over ((\rho)_(77 K)))$, rodantis a. aušinamo iki 77 K atsparumo sumažėjimas, lyginant su kambario temperatūra 295 K. Aliuminiui ir jo lydiniams $\alpha$ = 2 ... 15.

Šokinėjimo žiedas
Klasikinėje versijoje (" žiedo paleidimo priemonė" arba " šokinėjimo žiedas") indukciniame greitintuve yra ritė (2), suvyniota ant feromagnetinės šerdies (1). Žiedas (5) uždėtas ant šerdies:

Uždarius raktą (4), įkrautas kondensatorius (3) iškraunamas į ritę, kurioje atsiranda srovės impulsas. Srovės impulso sukuriamas kintamasis magnetinis laukas, sutelktas šerdyje, prasiskverbia pro žiedą ir sukelia jame sūkurines sroves. Sūkurinių srovių sąveika su magnetiniu lauku sukelia atstūmimo jėgą, dėl kurios žiedas kyla aukštyn.
Būtent su tokiu prietaisu Thompsonas atliko pirmuosius eksperimentus 1887 m.

Štai tokio įrengimo schema iš straipsnio Feliksas Waschke, Andreasas Strunzas Ir Janas-Peteris Meynas "Saugi ir efektyvi Thomsono šokinėjimo žiedo eksperimento modifikacija“, paskelbta žurnale Europos fizikos žurnalas, 33 tomas, 6 numeris:

Jie mėgsta atlikti tokį eksperimentą švietimo įstaigose, šerdami ritę L per izoliacinį transformatorių televizorius iš autotransformatoriaus LT prijungtas prie elektros tinklo (per maitinimo kištuką XT):

Naudojant autotransformatorių, galite pakeisti įtampą (ir srovę) ritėje.

Štai tokios instaliacijos pavyzdys, kurį pagamino Brazilijos įmonė Cidepe:

O štai parodomoji universiteto instaliacija Karaliaus Fahdo naftos ir mineralų universitetas:
...

Disko paleidimo priemonė
Taip pat įdomus indukcinio greitintuvo variantas - disko metiklis (" disko paleidimo priemonė"/"diskų šaudyklė" arba " plovimo paleidimo priemonė"):

Kintamoji srovė, tekanti per ritę (1) ir šalia jos sukurianti kintamąjį magnetinį lauką, dažniausiai susidaro, kai į šią ritę iškraunamas įkrautas kondensatorius (2). Perjungimui tiristorius gali būti naudojamas kaip raktas (3). Diskas (4) juda aukštyn veikiamas elektromagnetinės jėgos.

Panaši disko paleidimo priemonė aprašyta puslapyje „PowerLabs“. tyrinėtojas Samas Barrosas:

Norėdami maitinti plokščią 7 apsisukimų ritę, apvyniotą 3 mm skersmens varine viela (sekcija 16 mm2), dviejų kondensatorių baterija, kurios bendra talpa 12600 μF, esant 450 V įtampai (maksimali energija 1,3 kJ) yra naudojamas. Kondensatoriai į ritę perjungiami tiristoriumi (300 A / 1200 V). Eksperimentuose buvo naudojamas 70 g sveriantis aliuminio diskas.

Kitos disko paleidimo priemonės aprašymas pateikiamas puslapyje EMP HDD paleidimo priemonė Prisijungęs Instrukcijos. Šiam greitintuvui naudojama 20 100 uF talpos kondensatorių baterija, įkraunama iki 400 V įtampos. Paleidžiant aliuminio diskas išmetamas 10 pėdų į orą. Šioje nuotraukoje parodyta disko atsiėmimo akimirka:

Uždarius raktą, matoma ryški blykstė. Raktas yra originalus dizainas, išjungtas laikomas įtemptu sriegiu:

Indukcinis diskinis metiklis su kondensatorių bloku, įkrautu iki 900 V įtampos, aprašytas puslapyje Poveržlių paleidimo įrenginiai tyrinėtojas :

Vienu aukščiausių šio nepaprasto tyrinėtojo pasiekimų galima laikyti diskų paleidimo įrenginį, kuriame yra 1500 μF bendros talpos kondensatorių baterija, esant 2 kV įtampai.

Privalumai ir trūkumai
Orumas Indukcinis greitintuvas yra didelio efektyvumo ir nereikia nutraukti srovės impulso (skirtingai nei Gauso pistoleto).

Trūkumas indukcinio disko paleidimo įrenginį galima laikyti neaerodinamine sviedinių forma.

Mano eksperimentinė sąranka

Sukūriau eksperimentinį indukcinį greitintuvą, kurio pagrindiniai elementai yra:

ritė - plokščia spiralinė ritė ( plokščia spiralinė ritė, dažnai vadinamas blynų ritė):

Norėdami padidinti ritės stiprumą, užpildžiau ją „epoksidine derva“, nes didelis magnetinio lauko kitimo greitis sukelia ritės deformaciją.

Tokios ritės induktyvumas $L$, μH nustatomas pagal išraiškas ( http://www.deepfriedneon.com/tesla_f_calcspiral.html):
$A = ((D_i + N (W + S)) \virš (2))$
$L = ((N^2 + A^2) \virš (30 A - 11 D_i))$,
kur $D_i$ yra vidinis skersmuo coliais, $N$ yra apsisukimų skaičius, $W$ yra vielos skersmuo coliais, $S$ yra atstumas tarp posūkių coliais

Pagal formulę Ratukas (http://www.pulsedpower.eu/toolbox/toolbox_inductances.html):
L = 31,33 (\mu)_0 (N^2) (((R)^2) \daugiau (8 R + 11 W))$

Taip pat yra panaši formulė ( http://www.pulsedpower.eu/toolbox/toolbox_inductances.html):
$L = (N^2) (((R)^2) \virš (8 R + 11 W))$,
kur $R$ – vidutinis ritės spindulys coliais, $N$ – apsisukimų skaičius, $W$ – apvijos plotis coliais

Mano ritės laido skersmuo be izoliacijos = 0,7 mm, laido skersmuo su izoliacija = 2 mm, apsisukimų skaičius = 9, vidinis skersmuo = 10 (?) mm, išorinis skersmuo = 48 mm, apvijos plotis = 17 mm, vidutinis spindulys = ... mm.
Numatomas ritės induktyvumas, µH:
pagal formulę (1) - ...,
pagal formulę (2) - ...,
pagal formulę (3) - .....

Ritės ominė varža yra mažesnė nei 0,5 omo.

kondensatorius - dviejų kondensatorių baterija:

680 µF esant 400 V;
220 µF esant 450 V įtampai
(bendra talpa buvo 900 µF)

tiristorius - tiristorius - didelės spartos kontaktinis tiristorius: „125“ reiškia didžiausią leistiną efektyviąją srovę (125 A); "9" reiškia tiristoriaus klasę, t.y. pasikartojančio impulso įtampa šimtais voltų (900 V).
išvaizda:

matmenys:

Norėdami įkrauti kondensatorių, surinkau pusės bangos įtampos dvigubinimo grandinę, maitinamą iš buitinio elektros tinklo:

Neoninė lempa La1, prijungtas per srovę ribojantį rezistorių R1, naudojamas nurodyti tinklo įtampą. Rezistorius R2 riboja įkrovimo srovę. Kondensatorius C1 ir diodai D1 Ir D2 suformuokite įtampos daugiklį, kad įkrautumėte kondensatorių C2. Įkrovimo įtampa valdoma multimetru V.

Kondensatorių baterijos iki 380 V įkrovimas trunka 170 s.

Indukcinio greitintuvo galios dalies schema atrodo taip:

Norėdami įjungti tiristorių VS Naudoju dviejų formatų baterijas A.A. esant 1,5 V ( G.B.).
Lygiagrečiai ritei prijungtas apsauginis diodas VD UF5406.

Didžiausia srovės vertė ritėje neviršija $I_(peak) = (U (\sqrt((C) \over ()L)))$.

Eksperimentiniai rezultatai

Pirmuosius eksperimentus atlikau su dugnu, iškirptu iš metalinio butelio kamštelio:
...

Eksperimentų rezultatai buvo tokie: