Šest poskusov s Thomsonovo tuljavo. Moj indukcijski metalec plošč

Šest poskusov s Thomsonovo tuljavo

Predstavljajte si ta prizor, na njem je miza pokrita s prtom. Postavite aluminijast obroč na mizo in nenadoma poleti navzgor. Ponev, postavljena na mizo, se segreje sama od sebe in voda, ki jo nalijemo vanjo, zavre: Električna svetilka, ki jo prinesemo na mizo, utripa, čeprav do nje ne sega nobena žica ... To so smešni poskusi, ki so jih prikazali šolarji.. ... s skrivanjem Thomsonove tuljave pod mizo (slika -J). Upamo, da vam bodo polepšali tudi šolski večer. Res je, Thomsonova tuljava verjetno ni ohranjena v vseh učilnicah za fiziko, zato jo boste morali narediti sami.

Takoj vas želim opozoriti: ta naprava je zasnovana za visok tok, približno 10-13 amperov, zato lahko Thomsonovo tuljavo uporabljate samo v prostoru, kjer je ustrezna električna napeljava. In seveda v prisotnosti učitelja. Delali bomo z napetostjo 127 V, zato boste potrebovali padajoči transformator.

Najprej vam bomo povedali, kako narediti Thomsonovo tuljavo. Sestavljen je iz lesenega okvirja, železnega jedra in navitja (slika 1). Jedro je izdelano iz transformatorskih jeklenih plošč širine 50 mm in dolžine 380 mm (če imate na voljo plošče druge širine,

mi, njihovo število mora biti takšno, da je površina jedra vsaj 25 cm 2.)

Plošče premažite z lakom na vsaki strani. Tako izolirane plošče zberite v vrečko in jo vstavite v okvir.

Ohlapno nameščene plošče bodo "brenčale" in gledalec bo to takoj opazil. Zato plošče pred namestitvijo v okvir premažemo z epoksi lepilom. Mohjho jedro je lahko izdelano tudi iz kosov žarjene jeklene žice premera 2-3 mm. Izberite samo mehko žico, elastična ali jeklena žica ni primerna. Kose žice pobarvajte z barvo. Če sestavite žično jedro, je treba luknjo v okvirju tuljave povečati na površino 36 cm 2. Pred polaganjem žico namažemo tudi z epoksi lepilom, da oblikujemo monoliten jedrni snop.

S pomočjo sestavljenega jedra zlepite okvir tuljave iz vezanega lesa. Navitje je izvedeno z žico s premerom 2,4 mm in dvojno papirno izolacijo. Približno 90 obratov naj se prilega enemu sloju. In skupaj jih je 9. Vsako plast premažemo s hitro sušečim lakom, nato pa navijanje ovijemo s paus papirjem. In tako naprej za vsako plast.

Končano tuljavo lahko preizkusite šele po

Predstavljajte si oder, na njem je miza, prekrita s prtom. Postavite aluminijast obroč na mizo in nenadoma poleti navzgor. Ponev, postavljena na mizo, se segreje sama od sebe in voda, ki jo nalijemo vanjo, zavre: Električna svetilka, ki jo prinesemo na mizo, utripa, čeprav do nje ne sega nobena žica ... To so smešni poskusi, ki so jih prikazali šolarji.. ... tako da skrijete Thomsonovo tuljavo pod mizo (slika 1). Upamo, da vam bodo polepšali tudi šolski večer. Res je, Thomsonova tuljava verjetno ni ohranjena v vseh učilnicah za fiziko, zato jo boste morali narediti sami.

Takoj vas želim opozoriti: ta naprava je zasnovana za visok tok, približno 10-13 amperov, zato lahko Thomsonovo tuljavo uporabljamo samo v prostoru, kjer obstaja ustrezna električna napeljava. In seveda v prisotnosti učitelja. Delali bomo z napetostjo 127 V, zato boste potrebovali padajoči transformator.

Najprej vam bomo povedali, kako narediti Thomsonovo tuljavo. Sestavljen je iz lesenega okvirja, železnega jedra in navitja (slika 1). Jedro je izdelano iz transformatorskih jeklenih plošč s širino50 mm in dolžine 380 mm. (Če imate na razpolago krožnike drugačne širine, naj bo njihovo število toliko, da je sredica velika vsaj 25 cm2.)

Plošče premažite z lakom na vsaki strani. Tako izolirane plošče zberite v vrečko in jo vstavite v okvir.

Ohlapno nameščene plošče bodo "brenčale" in gledalec bo to takoj opazil. Zato plošče pred namestitvijo v okvir premažemo z epoksi lepilom. Jedro je lahko izdelano tudi iz kosov žarjene jeklene žice premera 2-3 mm. Izberite samo mehko žico, elastična ali jeklena žica ni primerna. Kose žice pobarvajte z barvo. Če sestavite žično jedro, je treba luknjo v okvirju tuljave povečati na površino 36 cm2. Pred polaganjem žico namažemo tudi z epoksi lepilom, da oblikujemo monoliten jedrni snop.

S pomočjo sestavljenega jedra zlepite okvir tuljave iz vezanega lesa. Navijanje je narejeno z žico premera 2,4 mm z dvojno papirnato izolacijo, skupaj pa jih je 9. Premažite s hitrosušečim lakom navijanje s pavs papirjem In tako naprej za vsako plast.

Končano tuljavo lahko preizkusite šele, ko se lak strdi. Pri demonstraciji poskusov pazimo, da se navitje ne pregreje.

Zdaj pa se pogovorimo o samih trik eksperimentih.

Izkušnje I

Torej, tuljava je skrita pod mizo. Vzamemo masivno aluminijasto ponev, vanjo nalijemo nekaj vode in jo postavimo na mizo, potem ko nanjo položimo kos azbesta. Na vaš (seveda gledalcu neviden) signal pomočnik v zakulisju vklopi tok in skozi Voda v ponvi nekaj časa vre (slika 2). To se zgodi, ker pod vplivom izmeničnega magnetnega polja tuljave v ponvi nastanejo vrtinčni tokovi. Njihov EMF (elektromotorna sila) je delček volta, vendar je velikost tokov velika. Posledično kljub rahlemu uporu same ponve pride do intenzivnega segrevanja na njeni površini. Če voda zavre, se lahko posoda zelo segreje. Zato je treba poskus izvajati previdno in ne pozabiti na azbestno tesnilo.

Sedaj pa si zastavimo vprašanje: zakaj se segreje ponev, in ne mizna plošča, zakaj lahko prosto prinesete roko k mizi, razen če seveda na njej ni kovinskih predmetov, na primer ure ali obroč! Navsezadnje se vrtinčni tokovi pojavljajo tudi v mizni plošči in v roki, vendar je zaradi velikega upora njihova velikost nepomembna in se ustvari malo toplote.

Če povečamo frekvenco toka izmeničnega magnetnega polja, kar je v industrijskih razmerah povsem mogoče, se bo temu primerno povečala tudi nastala toplota. In potem lahko na primer posušite vlažne deske. Les se enakomerno segreje - znotraj in zunaj - in hitro suši. Zdravniki v sobah za fizioterapijo zdravijo izcedek iz nosu (UHF) z isto metodo.

Izmenično elektromagnetno polje se uporablja tudi v metalurgiji, na primer pri taljenju visokokakovostnega jekla.

Izkušnje II

Na mizici je aluminijast obroč. Nenadoma visoko skoči in pade. Razlog za tako nenavadno obnašanje obroča so tudi vrtinčni tokovi. Ko tečejo skozi obroč, ga spremenijo v elektromagnet (slika 3). Smer toka v obroču in v Thomsonovi tuljavi se spremeni 50-krat na sekundo. Poleg tega, če se na zgornjem koncu jedra tuljave pojavi severni magnetni pol, je isti pol nameščen tudi na spodnji površini obroča. In obratno.

Znano je, da se istoimenski magnetni poli odbijajo. Zato prstan poskakuje čez mizo.

Isto izkušnjo lahko prikažemo tudi drugače. Skozi obroč speljite tanko, nevidno nit in prstan bo visel nad mizo ter rahlo vibriral. Lahko pa ga naredite, da prosto lebdi.

V knjigi Thringa in Laithwaitea, »Kako izumiti?«, ki jo je v ruskem prevodu izdala založba »Mir« leta 1980, so opisane naprave, »zahvaljujoč katerim je to mogoče storiti z dvema indukcijskima tuljavama, sestavljenima na jedrih v obliki črke W in vzporedno povezani, ustvarjajo elektromagnetno polje, v katerem lahko pravokotna kovinska plošča stabilno lebdi (levitira) (slika 4).

Na eni od mednarodnih razstav v zgodnjih petdesetih letih so s podobno napravo prikazali v zraku lebdečo ponev, na kateri so cvreli umešana jajca.

Čudovit trik, to je vse, pravite. Toda ta trik je bil, kot je pokazal čas, uporaben v tehnologiji, zlasti v metalurgiji, pri taljenju ultra čistih kovin. Metalurgi vedo, kako težko je ohraniti kovino, ki se tali, čisto: vsak dotik lončka (posode za kovino) povzroči kontaminacijo. In našli so izhod - taljenje brez lončka. Z uporabo levitacije se kos kovine obesi v vakuumu in se tali, segret z vrtinčnimi tokovi.

IzkušnjeIII

Iz vezanega lesa ali kartona naredite tuljavo, recimo ji sprejemnik (slika 5). Bodite potrpežljivi - navijte 1500 ovojev lakirane žice s premerom 0,25 mm na kolut in povežite konce z električni vložek št. Nato privijte vložek na zgornjo ličnico tuljave in vanjo vstavite 15-vatno 127 V tuljavo in vložek z barvnim papirjem, tako da svetilko počasi približate mizi se približa tuljavi, skriti pod mizo, bo svetila svetleje in svetleje. Razlaga je preprosta: indukcijski tokovi v izmeničnem magnetnem polju ustvarijo tok v zavojih tuljave in svetilka zasveti iz njega. Celotna naprava je podobna transformatorju, katerega primarno navitje je skrito pod mizo, sekundarno navitje pa je v rokah eksperimentatorja. Lahko vzamete svetilko manjše moči, na primer iz žepne svetilke ali neonske Dovolj je le malo energije. V tem primeru je sprejemna tuljava lahko izdelana v velikosti obroča.

IzkušnjeIV

Prilepite navijalno tuljavo na dno papirnatega modela avtomobila. Skozi katero koli diodo, ki lahko prenese tok 0,5 A, jo povežite z mikroelektričnim motorjem (slika 6). V tem primeru bo avto vozil na mizi brez baterij, prejemal energijo iz elektromagnetnega polja. Upoštevajte, da se lahko elektromotor in drugi kovinski deli igrače pregrejejo in odpovejo, zato pokažite poskus največ 30-40 sekund.

Ta poskus prikazuje staro idejo o prenosu energije brez žic. Ne pozabite, da so junaki romana Aelita A. Tolstoja leteli nad Marsom na ladji, ki jo poganja energija elektromagnetnega polja. Na tej zamisli so delali in delajo številni izumitelji iz različnih držav.

Sredi 60-ih so v Franciji izvajali poskuse za napajanje motorja majhnega helikopterja s snopom centimetrskih radijskih valov (Spomnimo se: vsako izmenično elektromagnetno polje je mogoče obravnavati kotradijski valovi). Čeprav je helikopter letel, se je izkazalo, da je njegov napajalnik preglomazen, drag in neučinkovit. Postalo je jasno, da je treba zmanjšati dolžino radijskih valov. Takrat bodo dimenzije oddajne in sprejemne antene postale sprejemljive ter izgube pri prenosu se bo zmanjšal. Zdaj lahko dobimo elektromagnetne valove dolžine več mikronov ali celo manj. To je sevanjeki jih ustvarjajo laserji. V mnogih državah se razvijajo projekti za vesoljske rakete, ki prejemajo energijo iz laserskega žarka. Predvideva se, da bo ta način prenosa energije uporaben tudi med medzvezdnimi leti.

IzkušnjeV

Na mizo je postavljena steklena posoda z vodo. 8 se iz nje izstreli votla kovinska krogla (slika 7). Ko je Thomsonova tuljava vklopljena, se krogla začne vrteti okoli vodoravne osi. Poskus prikazuje princip delovanja najpreprostejših AC motorjev. Zdi se, da indukcijski tokovi, ki nastanejo na površini krogle, poskušajo dvigniti eno od njenih polovic. Tako nastane rotacija. Na tem principu deluje električni števec, katerega rotor je navaden aluminijast disk.

Mimogrede, v visokofrekvenčnem elektromagnetnem polju se lahko rotor motorja zavrti do več milijonov vrtljajev na minuto. To načelo vrtenja je vgrajeno na primer v naprave, ki se uporabljajo za preučevanje trdnosti konstrukcij in materialov.

IzkušnjeVI

V krožnik nalijemo slano vodo in ga postavimo na mizo. Vklopite Thomsonovo tuljavo in na površini vode se bodo pojavili valovi. Da bi bili dobro vidni občinstvu, usmerite svetlobo svetilke na ploščo tako, da se odsev vodne površine projicira na steno (slika 8).

Verjetno lahko tudi sami zlahka razložite to izkušnjo. Recimo samo, da imajo vrtinčni tokovi elektromagnetnega polja, ki nastajajo v tekočini, nanjo enak učinek kot na navadne prevodnike.

V industriji se ta pojav uporablja pri mešanju staljenega jekla.To je morda vse, kar smo se spomnili o poskusih z Thomsonova tuljava. Morda jih lahko kdo od vas dopolni?

A. ILYIN, inženir. Iz revije "Mladi tehnik" št. 10, 1983.

Thomsonova tuljava je preprosta naprava, s katero so bili različni učinki, ki nastanejo pri interakciji vodnikov z izmeničnim magnetnim poljem, predhodno prikazani pri pouku fizike. Na šolskih koncertih so z njegovo pomočjo prikazovali smešne električne trike in organizirali zabavne večere zabavne znanosti.
Predstavljajte si oder, na njem je miza pokrita s prtom. Na mizo položiš aluminijast obroč in nenadoma poleti navzgor. Ponev, postavljena na mizo, se segreje sama od sebe, voda, ki jo nalijemo vanjo, pa zavre, električna svetilka, ki jo prinesemo na mizo, utripa, čeprav do nje ne sega nobena žica ... To so smešni poskusi, ki so jih prikazali šolarji.. ... tako da skrijete Thomsonovo tuljavo pod mizo (slika 1).

Najprej vam bomo povedali, kako narediti Thomsonovo tuljavo. Sestavljen je iz lesenega okvirja, železnega jedra in navitja (slika 1) iz transformatorskih jeklenih plošč širine 50 mm in dolžine 380 mm. (Če imate na razpolago krožnike drugačne širine, naj bo njihovo število toliko, da je sredica velika vsaj 25 cm2.)

Plošče premažite z lakom na vsaki strani. Tako izolirane plošče zberite v vrečko in jo vstavite v okvir.
Ohlapno nameščene plošče bodo "brenčale" in gledalec bo to opazil pri rezanju. Zato plošče pred namestitvijo v okvir premažemo z epoksi lepilom. Jedro je lahko izdelano iz kosov žarjene jeklene žice s premerom 2-3 mm. Izberite samo mehko žico, elastična ali jeklena žica ni primerna. Kose žice pobarvajte z barvo. Če sestavite žično jedro, je treba luknjo v okvirju tuljave povečati na površino 36 cm2. Pred polaganjem žico namažemo tudi z epoksi lepilom, da oblikujemo monoliten jedrni snop.

S pomočjo sestavljenega jedra zlepite okvir tuljave iz vezanega lesa. Navitje je izvedeno z žico s premerom 2,4 mm in dvojno papirno izolacijo. Približno 90 zavojev naj se prilega enemu sloju. In skupaj jih je 9. Vsako plast premažemo s hitro sušečim lakom, nato pa navijanje ovijemo s paus papirjem. In tako naprej za vsako plast. Končano tuljavo lahko preizkusite šele, ko se lak strdi. Pri demonstraciji poskusov pazimo, da se navitje ne pregreje. Zdaj pa se pogovorimo o samih trik eksperimentih.

Izkušnje I
Torej, tuljava je skrita pod mizo. Vzamemo masivno aluminijasto ponev, vanjo nalijemo nekaj vode in jo postavimo na mizo, potem ko nanjo položimo kos azbesta. Na vaš (seveda gledalcu neviden) signal pomočnik v zakulisju vklopi tok in čez nekaj časa voda v ponvi zavre (slika 2). To se zgodi, ker pod vplivom izmeničnega magnetnega polja tuljave v ponvi nastanejo vrtinčni tokovi. Njihov EMF (elektromotorna sila) je delček volta, vendar je velikost tokov velika. Posledično kljub rahlemu uporu same ponve pride do intenzivnega segrevanja na njeni površini.

Če voda zavre, se lahko posoda zelo segreje. Zato je treba poskus izvajati previdno in ne pozabiti na azbestno tesnilo.
Sedaj pa si zastavimo vprašanje: zakaj se segreje ponev, in ne mizna plošča, zakaj lahko prosto prinesete roko k mizi, razen če seveda na njej ni kovinskih predmetov, na primer ure ali obroč! Navsezadnje se vrtinčni tokovi pojavljajo tudi v mizni plošči in v roki, vendar je zaradi velikega upora njihova velikost nepomembna in se ustvari malo toplote.
Če povečamo frekvenco toka izmeničnega magnetnega polja, kar je v industrijskih razmerah povsem mogoče, se bo temu primerno povečala tudi nastala toplota. In potem lahko na primer posušite vlažne deske. Les se enakomerno segreje - znotraj in zunaj - in hitro suši. Zdravniki v sobah za fizioterapijo zdravijo izcedek iz nosu (UHF) z isto metodo. Izmenično elektromagnetno polje se uporablja tudi v metalurgiji, na primer pri taljenju visokokakovostnega jekla.

Izkušnje II
Na mizici je aluminijast obroč. Nenadoma visoko skoči in pade. Razlog za tako nenavadno obnašanje obroča so tudi vrtinčni tokovi. Ko tečejo skozi obroč, ga spremenijo v elektromagnet (slika 3). Smer toka v obroču in v Thomsonovi tuljavi se spremeni 50-krat na sekundo. Poleg tega, če se na zgornjem koncu jedra tuljave pojavi severni magnetni pol, je isti pol nameščen tudi na spodnji površini obroča. In obratno.
Znano je, da se istoimenski magnetni poli odbijajo. Zato prstan poskakuje čez mizo.
Isto izkušnjo je mogoče prikazati na drugačen način. Skozi obroč speljite tanko, nevidno nit in prstan bo visel nad mizo ter rahlo vibriral. Lahko pa ga naredite, da prosto lebdi.

Knjiga avtorjev Thring in Laithwaite "Kako izumiti?", ki jo je leta 1980 izdala založba "Mir" v ruskem prevodu, opisuje naprave, s katerimi je to mogoče storiti. Dve indukcijski tuljavi, nameščeni na jedrih v obliki črke W in povezani vzporedno, ustvarjata elektromagnetno polje, v katerem lahko pravokotna kovinska plošča stabilno lebdi (levitira) (slika 4).
Na eni od mednarodnih razstav v zgodnjih petdesetih letih so s podobno napravo prikazali v zraku lebdečo ponev, na kateri so se ocvrla umešana jajca.

Čudovit trik, to je vse, pravite. Toda ta trik je bil, kot je pokazal čas, uporaben v tehnologiji, zlasti v metalurgiji, pri taljenju ultra čistih kovin. Metalurgi vedo, kako težko je ohraniti staljeno kovino čisto - vsak dotik lončka (posoda za kovino) povzroči kontaminacijo. In našli so izhod - taljenje brez lončka. Z uporabo levitacije se kos kovine obesi v vakuumu in se tali, segret z vrtinčnimi tokovi.

Izkušnje III
Iz vezanega lesa ali kartona naredite tuljavo, recimo ji sprejemna tuljava (slika 5). Bodite potrpežljivi - navijte 1500 ovojev lakirane žice s premerom 0,25 mm na kolut in konce povežite z električno vpenjalno glavo. Nato privijte vložek na zgornjo ličnico tuljave in vanj vstavite 15-vatno 127-voltno svetilko, pokrijte tuljavo in vložek z barvnim papirjem, tako da dobite stožčasto škatlo. Svetilko počasi približajte mizi – ko se približujete tuljavi, skriti pod mizo, bo svetila vedno močneje. Razlaga je preprosta: indukcijski tokovi v izmeničnem magnetnem polju ustvarijo tok v zavojih tuljave in svetilka zasveti iz njega. Celotna naprava je podobna transformatorju, katerega primarno navitje je skrito pod mizo, sekundarno navitje pa je v rokah eksperimentatorja. Lahko vzamete svetilko manjše moči, na primer iz svetilke ali neona. Njihov sijaj bo opazen na še večji razdalji od mize. Posebej zanimiv rezultat dobimo z uporabo LED, saj je za osvetlitev dovolj zelo malo energije. V tem primeru je sprejemna tuljava lahko izdelana v velikosti obroča.

Izkušnje IV
Prilepite navijalno tuljavo na dno papirnatega modela avtomobila. Skozi katero koli diodo, ki lahko prenese tok 0,5 A, jo povežite z mikroelektričnim motorjem (slika 6). V tem primeru bo avto vozil na mizi brez baterij, prejemal energijo iz elektromagnetnega polja. Upoštevajte, da se lahko elektromotor in drugi kovinski deli igrače pregrejejo in odpovejo, zato pokažite poskus največ 30-40 sekund.
Ta poskus prikazuje staro idejo o prenosu energije brez žic. Ne pozabite, da so junaki romana Aelita A. Tolstoja leteli nad Marsom na ladji, ki jo poganja energija elektromagnetnega polja. Na tej zamisli so delali in delajo številni izumitelji iz različnih držav.

Sredi 60. let prejšnjega stoletja so v Franciji izvajali poskuse za napajanje motorja majhnega helikopterja s snopom centimetrskih radijskih valov. (Ne pozabite: vsako izmenično elektromagnetno polje je mogoče obravnavati kot radijske valove.) Čeprav je helikopter letel, je bila naprava, ki ga je napajala, preveč zajetna, draga in neučinkovita. In so ga zavrnili. Postalo je jasno, da je treba zmanjšati dolžino radijskih valov. Takrat bodo velikosti oddajnih in sprejemnih anten postale sprejemljive, izgube pri prenosu pa se bodo zmanjšale. Zdaj lahko dobimo elektromagnetne valove dolžine več mikronov ali celo manj. To sevanje ustvarjajo laserji. Številne države razvijajo projekte za vesoljske rakete, ki energijo prejemajo iz laserskega žarka. Predvideva se, da bo ta način prenosa energije uporaben tudi med medzvezdnimi leti.

Izkušnje V
Na mizo je postavljena steklena posoda z vodo. Vanj se zažene votla kovinska krogla (slika 7). Ko je Thomsonova tuljava vklopljena, se krogla začne vrteti okoli vodoravne osi. Izkušnje dokazujejo princip delovanja najpreprostejših AC motorjev. Zdi se, da indukcijski tokovi, ki nastanejo na površini krogle, poskušajo dvigniti eno od njenih polovic. Tako pride do rotacije.

Na tem principu deluje električni števec, katerega rotor je navaden aluminijast disk.
Mimogrede, v visokofrekvenčnem elektromagnetnem polju se lahko rotor motorja zavrti do več milijonov vrtljajev na minuto. To načelo vrtenja je na primer vključeno v naprave, ki se uporabljajo za preučevanje trdnosti struktur in materialov.

Izkušnje VI
V krožnik nalijemo slano vodo in ga postavimo na mizo. Vklopite Thomsonovo tuljavo in na površini vode se bodo pojavili valovi. Da bi bili dobro vidni občinstvu, usmerite svetlobo luči na ploščo tako, da se odsev vodne gladine projicira na steno (slika 8).

Verjetno lahko tudi sami zlahka razložite to izkušnjo. Recimo samo, da vrtinčni tokovi elektromagnetnega polja, ki nastanejo v tekočini, nanjo vplivajo enako kot na običajne prevodnike. V industriji se ta pojav uporablja pri mešanju staljenega jekla.
To je morda vse, kar smo se spomnili o poskusih s Thomsonovo tuljavo.
A. ILYIN, inženir
Risbe A. MATROSOVA. Revija Mladi tehnik.

Informacije so na voljo samo v izobraževalne namene!
Upravitelj strani ne odgovarja za morebitne posledice uporabe posredovanih informacij.

NABLJENI KONDENZATORJI SMRTNO NEVARNO!

Indukcijski pospeševalnik (zaganjalnik diskov) (pištola z indukcijsko tuljavo) je vrsta elektromagnetnega masnega pospeševalnika in deluje na osnovi interakcije vrtinčnih tokov, ki jih v zaprtem prevodnem projektilu (disku) inducira izmenično magnetno polje s tokom, ki to magnetno polje ustvarja. S to interakcijo nastane odbojna sila, ki daje izstrelku pospešek. Hitrejša kot je hitrost spreminjanja magnetnega pretoka, večji so inducirani vrtinčni tokovi in močnejši je odboj izstrelka.

Takšno napravo je izumil ameriški inženir in izumitelj Elihu Thompson ( Elihu Thompson):

Zato se tak pospeševalnik pogosto imenuje " Thompsonova pištola".

Za razliko od Gaussove pištole uporablja indukcijski pospeševalnik neferomagnetne izstrelke (iz bakra ali aluminija). Poleg tega ima aluminij prednost pred bakrom, saj je njegova gostota (2,7 g/cm 3 ) 3,3-krat manjša od gostote bakra (8,9 g/cm 3 ), njegova upornost (0,028 Ohm mm 2 /m) pa večja od bakra (0,0175). Ohm mm 2 /m), le 1,6-krat.
Če želite zmanjšati odpornost izstrelka in povečati vrtinčne tokove, ga lahko ohladite (na primer v tekočem dušiku z vreliščem 77 K). Zmanjšanje specifičnega električnega upora materiala izstrelka je označeno s koeficientom $\alpha = (((\rho)_(295 K)) \over ((\rho)_(77 K)))$, ki prikazuje zmanjšanje odpornosti ohlajenega na 77 K v primerjavi s sobno temperaturo 295 K. Za aluminij in njegove zlitine $\alpha$ = 2 ... 15.

Skakalni obroč
V klasični različici (" obročni zaganjalnik" ali " skakalni obroč") indukcijski pospeševalnik vsebuje tuljavo (2), navito na feromagnetno jedro (1). Na jedro je nameščen obroč (5):

Ko je ključ (4) zaprt, se napolnjeni kondenzator (3) izprazni v tuljavo, v kateri se pojavi tokovni impulz. Izmenično magnetno polje, ki ga ustvari tokovni impulz, koncentrirano v jedru, prodre skozi obroč in v njem inducira vrtinčne tokove. Interakcija vrtinčnih tokov z magnetnim poljem povzroči odbojno silo, ki povzroči, da obroč poleti navzgor.
S takšno napravo je Thompson leta 1887 izvedel svoje prve poskuse.

Tukaj je diagram takšne namestitve iz članka Felix Waschke, Andreas Strunz in Jan-Peter Meyn "Varna in učinkovita modifikacija Thomsonovega eksperimenta s skakalnim obročem«, objavljeno v reviji European Journal of Physics, letnik 33, številka 6:

Tovrstne poskuse radi izvajajo v izobraževalnih ustanovah, hranijo tuljavo L preko izolacijskega transformatorja TV iz avtotransformatorja LT priključen na električno omrežje (preko napajalnega vtiča XT):

Uporaba avtotransformatorja vam omogoča spreminjanje napetosti (in toka) v tuljavi.

Tukaj je primer takšne naprave, ki jo je izdelalo brazilsko podjetje Cidepe:

In tukaj je demonstracijska instalacija univerze Univerza za nafto in minerale kralja Fahda:
...

Zaganjalnik diskov
Zanimiva je tudi različica indukcijskega pospeševalnika - metalec diska (" zaganjalnik diskov"/"disk strelec" ali " zaganjalnik pralnega stroja"):

Izmenični tok, ki teče skozi tuljavo (1) in ustvarja izmenično magnetno polje v njeni bližini, običajno nastane, ko se napolnjen kondenzator (2) izprazni v to tuljavo. Za preklop lahko kot ključ uporabimo tiristor (3). Disk (4) se pod vplivom elektromagnetne sile premika navzgor.

Podoben zaganjalnik diskov je opisan na strani PowerLabs raziskovalec Sam Barros:

Za napajanje ploščate tuljave s 7 zavoji, navite z vpleteno bakreno žico s premerom 3 mm (presek 16 mm2), baterijo dveh kondenzatorjev s skupno kapaciteto 12600 μF za napetost 450 V (največja energija 1,3 kJ) se uporablja. Kondenzatorje preklopi na tuljavo s tiristorjem (300 A / 1200 V). Pri poskusih je bil uporabljen aluminijast disk z maso 70 g.

Na strani je podan opis drugega zaganjalnika diskov EMP HDD Launcher Na spletu Instructables. Ta pospeševalnik uporablja baterijo 20 kondenzatorjev po 100 uF, napolnjenih z napetostjo 400 V. Ko se sproži, se aluminijasti disk vrže 10 čevljev v zrak. Ta fotografija prikazuje trenutek vzleta diska:

Ko je ključ zaprt, je viden svetel utrip. Ključ je izvirnega dizajna, ki ga v izklopljenem stanju drži napeta nit:

Indukcijski metalec plošč s kondenzatorsko baterijo, napolnjeno na napetost 900 V, je opisan na strani Zaganjalniki pralnih strojev raziskovalec :

Eden najvišjih dosežkov tega izjemnega raziskovalca lahko štejemo za izstrelitev diska, ki vsebuje baterijo kondenzatorjev s skupno kapaciteto 1500 μF pri napetosti 2 kV.

Prednosti in slabosti
Dostojanstvo Indukcijski pospeševalnik je visoko učinkovit in ni treba prekiniti tokovnega impulza (za razliko od Gaussove pištole).

Slabost lanser z indukcijskim diskom se lahko šteje za neaerodinamično obliko izstrelkov.

Moja eksperimentalna postavitev

Ustvaril sem eksperimentalni indukcijski pospeševalnik, katerega glavni elementi so:

tuljava - ravna spiralna tuljava ( ravna spiralna tuljava, pogosto imenovani tuljava za palačinke):

Za povečanje trdnosti tuljave sem jo napolnil z "epoksi", saj visoka hitrost spreminjanja magnetnega polja povzroči deformacijo tuljave.

Induktivnost $L$, μH, takšne tuljave je določena z izrazi ( http://www.deepfriedneon.com/tesla_f_calcspiral.html):
$A = ((D_i + N (W + S)) \nad (2))$
$L = ((N^2 + A^2) \nad (30 A - 11 D_i))$,
kjer je $D_i$ notranji premer v palcih, $N$ je število ovojev, $W$ je premer žice v palcih, $S$ je razdalja med zavoji v palcih

Po formuli Wheeler (http://www.pulsedpower.eu/toolbox/toolbox_inductances.html):
$L = 31,33 (\mu)_0 (N^2) (((R)^2) \nad (8 R + 11 W))$

Obstaja tudi podobna formula ( http://www.pulsedpower.eu/toolbox/toolbox_inductances.html):
$L = (N^2) (((R)^2) \nad (8 R + 11 W))$,
kjer je $R$ povprečni polmer tuljave v palcih, $N$ je število ovojev, $W$ je širina navitja v palcih

Za mojo tuljavo je premer žice brez izolacije = 0,7 mm, premer žice z izolacijo = 2 mm, število ovojev = 9, notranji premer = 10 (?) mm, zunanji premer = 48 mm, širina navitja = 17 mm, povprečni polmer = ... mm.
Ocenjena induktivnost tuljave, µH:
po formuli (1) - ...,
po formuli (2) - ...,
po formuli (3) - .....

Ohmski upor tuljave je manjši od 0,5 ohma.

kondenzator - baterija dveh kondenzatorjev:

680 µF pri 400 V;
220 µF pri 450 V
(skupna kapacitivnost je bila 900 µF)

tiristor - tiristor - tiristor z visoko hitrostjo: "125" pomeni največji dovoljeni efektivni tok (125 A); "9" pomeni razred tiristorja, tj. ponavljajoča impulzna napetost v stotinah voltov (900 V).
videz:

dimenzije:

Za polnjenje kondenzatorja sem sestavil polvalovno vezje za podvojitev napetosti, ki se napaja iz gospodinjskega električnega omrežja:

Neonska svetilka La1, povezan prek upora za omejevanje toka R1, se uporablja za prikaz prisotnosti omrežne napetosti. upor R2 omejuje polnilni tok. Kondenzator C1 in diode D1 in D2 tvori napetostni množitelj za polnjenje kondenzatorja C2. Napetost polnjenja nadzira multimeter V.

Polnjenje baterije kondenzatorjev do 380 V traja 170 s.

Diagram močnostnega dela indukcijskega pospeševalnika izgleda takole:

Za vklop tiristorja VS Uporabljam baterije dveh formatov A.A. pri 1,5 V ( G.B.).
Zaščitna dioda je priključena vzporedno na tuljavo VD UF5406.

Najvišja vrednost toka v tuljavi ne presega $I_(peak) = (U (\sqrt((C) \over ()L)))$.

Eksperimentalni rezultati

Svoje prve poskuse sem izvedel z rezom dna iz kovinskega pokrova steklenice:
...

Rezultati poskusov so bili naslednji:

Napetost, V	Višina dviga, cm
300	22
350	33
380	47

Slabosti takšnega projektila so majhna debelina in neaerodinamična oblika.

Se nadaljuje.