Spiralja Thomson është një pajisje e thjeshtë me të cilën efektet e ndryshme që lindin kur përcjellësit ndërveprojnë me një fushë magnetike alternative u demonstruan më parë në mësimet e fizikës. Në koncertet e shkollës, me ndihmën e tij, ata treguan truket elektrike qesharake dhe organizuan mbrëmje argëtuese të shkencës argëtuese.
Imagjinoni një skenë, mbi të ka një tavolinë të mbuluar me një mbulesë tavoline. Ju vendosni një unazë alumini në tavolinë dhe papritmas fluturon lart. Një tigan i vendosur në tavolinë nxehet vetvetiu dhe uji i derdhur në të vlon: Një llambë elektrike e sjellë në tavolinë pulson, megjithëse nuk ka tela që i afrohen... Këto janë eksperimentet qesharake që demonstruan nxënësit e shkollës. duke fshehur një spirale Thomson nën tryezë (Fig. 1). Shpresojmë që ata të ndriçojnë edhe mbrëmjen tuaj shkollore. Vërtetë, spiralja Thomson ndoshta nuk ruhet në të gjitha klasat e fizikës, kështu që do të duhet ta bëni vetë.
Do të doja t'ju paralajmëroja menjëherë: kjo pajisje është projektuar për rrymë të lartë, afërsisht 10-13 amper, kështu që spiralja Thomson mund të përdoret vetëm në një dhomë ku ka instalime elektrike të përshtatshme. Dhe sigurisht, në prani të një mësuesi. Ne do të punojmë me një tension prej 127 V, kështu që do t'ju duhet një transformator me ulje.
Së pari, ne do t'ju tregojmë se si të bëni një spirale Thomson. Ajo është mbledhur nga një kornizë druri, një bërthamë hekuri dhe dredha-dredha (Fig. 1). Bërthama është bërë nga pllaka çeliku transformator me gjerësi50 mm dhe gjatësi 380 mm. (Nëse keni në dispozicion pllaka me gjerësi të ndryshme, numri i tyre duhet të jetë i tillë që sipërfaqja e bërthamës të jetë së paku 25 cm2.)
Lyejini pjatat me llak në secilën anë. Mblidhni pllakat e izoluara në këtë mënyrë në një qese dhe futeni në kornizë.
Pllakat e vendosura lirshëm do të "gumëzhin" dhe shikuesi do ta vërejë menjëherë këtë. Prandaj, para se të vendosni pllakat në kornizë, lyejini ato me ngjitës epoksid. Bërthama mund të bëhet gjithashtu nga copa teli çeliku të pjekur me një diametër 2-3 mm. Zgjidhni vetëm tela të butë elastike ose çeliku nuk është i përshtatshëm. Lyejini copat e telit me bojë. Nëse montoni një bërthamë teli, vrima në kornizën e spirales duhet të zgjerohet në një sipërfaqe prej 36 cm2. Para shtrimit, lubrifikoni gjithashtu telin me ngjitës epoksi për të formuar një tufë bërthamore monolit.
Duke përdorur bërthamën e montuar, ngjitni kornizën e spirales nga kompensatë. Dredha-dredha bëhet me një tel me diametër 2,4 mm me izolim të dyfishtë letre dhe gjithsej janë 9 rrotullime dredha-dredha me letër gjurmuese Dhe kështu me radhë për secilën shtresë.
Mund ta provoni spiralen e përfunduar vetëm pasi llaku të jetë ngurtësuar. Kur demonstroni eksperimente, sigurohuni që dredha-dredha të mos mbinxehet.
Tani le të flasim për vetë eksperimentet e mashtrimit.
Përvoja I
Pra, spiralja fshihet nën tryezë. Merr një tigan masiv prej alumini, hedh pak ujë në të dhe e vendos në tavolinë pasi të vendosë një copë azbesti. Në sinjalin tuaj (sigurisht, i padukshëm për shikuesin), asistenti në prapaskenë ndez rrymën dhe përmes 
Uji në tigan zien për ca kohë (Fig. 2). Kjo ndodh sepse nën ndikimin e fushës magnetike të alternuar të spirales, rrymat vorbull lindin në tigan. EMF (forca elektromotore) e tyre është një pjesë e një volt, por madhësia e rrymave është e madhe. Si rezultat, megjithë rezistencën e lehtë të vetë tiganit, në sipërfaqen e tij ndodh gjenerimi i nxehtësisë intensive. Nëse uji vlon, tigani mund të nxehet shumë. Prandaj, eksperimenti duhet të kryhet me kujdes dhe mos harroni për copëzën e asbestit.
Tani le t'i bëjmë vetes pyetjen: pse nxehet tigani, dhe jo sipërfaqja e tavolinës, pse mund ta çoni lirisht dorën në tryezë, përveç nëse, natyrisht, ka objekte metalike mbi të, për shembull, një orë ose një unazë! Në fund të fundit, rrymat vorbull lindin edhe në tavolinën e sipërme dhe në dorë, por për shkak të rezistencës së lartë, madhësia e tyre është e parëndësishme dhe gjenerohet pak nxehtësi.
Nëse rritet frekuenca e rrymës alternative të fushës magnetike, e cila është mjaft e mundur në kushte industriale, atëherë nxehtësia që rezulton do të rritet në përputhje me rrethanat. Dhe pastaj, për shembull, mund të thani dërrasat e lagura. Druri nxehet në mënyrë të barabartë - brenda dhe jashtë - dhe thahet shpejt. Mjekët në dhomat e fizioterapisë trajtojnë rrjedhjen e hundës (UHF) duke përdorur të njëjtën metodë.
Një fushë elektromagnetike alternative përdoret gjithashtu në metalurgji, për shembull, në shkrirjen e çelikut me cilësi të lartë.
Përvoja II
Ka një unazë alumini në tryezë. Papritmas kërcen lart dhe bie. Arsyeja për këtë sjellje të pazakontë të unazës janë gjithashtu rrymat vorbull. Duke rrjedhur nëpër unazë, ata e kthejnë atë në një elektromagnet (Fig. 3). Drejtimi i rrymës në unazë dhe në spiralen Thomson ndryshon 50 herë në sekondë. Për më tepër, nëse një pol magnetik verior shfaqet në skajin e sipërm të bërthamës së spirales, atëherë i njëjti pol është instaluar edhe në sipërfaqen e poshtme të unazës. Dhe anasjelltas.
Polet magnetike me të njëjtin emër dihet se sprapsin njëri-tjetrin. Kjo është arsyeja pse unaza kërcen mbi tryezë.
E njëjta përvojë mund të tregohet në një mënyrë tjetër. Kaloni një fije të hollë, të padukshme përmes unazës dhe unaza do të varet mbi tryezë, duke u dridhur pak. Ose mund ta bëni të notojë lirshëm.
Në librin e Thring dhe Laithwaite, "Si të shpikësh?", botuar në përkthim rusisht nga shtëpia botuese "Mir" në 1980, pajisjet përshkruhen "falë të cilave kjo mund të bëhet dy mbështjellje induksioni, të montuara në formë W bërthama dhe të lidhura paralelisht, krijojnë 
një fushë elektromagnetike në të cilën një pllakë metalike drejtkëndore mund të notojë në mënyrë të qëndrueshme (të levitojë) (Fig. 4).
Në një nga ekspozitat ndërkombëtare në fillim të viteve pesëdhjetë, një pajisje e ngjashme u përdor për të demonstruar një tigan që notonte në ajër, mbi të cilin skuqeshin vezë të fërguara.
Një truk i bukur, kjo është e gjitha, thoni ju. Por ky truk, siç ka treguar koha, ishte i dobishëm në teknologji, veçanërisht në metalurgji, kur shkriheshin metale ultra të pastra. Metalurgët e dinë se sa e vështirë është të mbash të pastër metalin që shkrihet: çdo prekje në kavanozin (enë për metal) çon në ndotje. Dhe ata gjetën një rrugëdalje - duke u shkrirë pa një kavanoz. Duke përdorur levitacionin, një copë metali pezullohet në një vakum dhe ajo shkrihet, duke u ngrohur nga rrymat vorbull.
PërvojaIII
Bëni një spirale nga kompensatë ose kartoni, le ta quajmë atë një marrës (Fig. 5). Jini të durueshëm - mbështillni 1500 rrotullime teli të llakuar me një diametër 0,25 mm në bobin dhe lidhni skajet Me fishek elektrik nr. Më pas vidhosni fishekun në faqen e sipërme të spirales dhe futni një llambë 127 V në të Mbuloni spiralen dhe fishekun me letër me ngjyrë për të formuar një kuti në formë koni i afrohet spirales së fshehur nën tryezë, ajo do të ndizet më e ndritshme dhe më e ndritshme më e ndritshme. Shpjegimi është i thjeshtë: rrymat e induksionit në një fushë magnetike alternative krijojnë një rrymë në kthesat e spirales dhe llamba ndizet prej saj. E gjithë kjo pajisje i ngjan një transformatori, dredha-dredha kryesore e të cilit fshihet nën tryezë, dhe dredha-dredha dytësore është në duart e eksperimentuesit, për shembull, nga një elektrik dore xhepi ose një neoni Mjafton pak energji. Në këtë rast, spiralja marrëse mund të bëhet në madhësinë e një unaze.
PërvojaIV
Ngjiteni bobinën e ngritjes në fund të modelit të letrës së makinës. Nëpërmjet çdo diode që mund të përballojë një rrymë prej 0,5A, lidheni atë me motorin mikroelektrik (Fig. 6). Në këtë rast, makina do të lëvizë në tavolinë pa bateri, duke marrë energji nga fusha elektromagnetike. Ju lutemi vini re se motori elektrik dhe pjesët e tjera metalike të lodrës mund të mbinxehen dhe të dështojnë, kështu që tregoni eksperimentin jo më shumë se 30-40 sekonda.
Ky eksperiment demonstron idenë e vjetër të transmetimit të energjisë pa tela. Mbani mend, heronjtë e romanit "Aelita" të A. Tolstoit fluturuan mbi Mars me një anije të fuqizuar nga energjia e një fushe elektromagnetike. Shumë shpikës nga vende të ndryshme kanë punuar dhe po punojnë për këtë ide.
Në mesin e viteve '60 në Francë, u kryen eksperimente për të fuqizuar motorin e një helikopteri të vogël me një rreze valësh radio centimetrash (Kujtojmë: çdo fushë elektromagnetike alternative mund të konsiderohet sivalët e radios). Megjithëse helikopteri fluturoi, furnizimi i tij me energji doli të ishte shumë i rëndë, i shtrenjtë dhe i paefektshëm. U bë e qartë se ishte e nevojshme të zvogëlohej gjatësia e valëve të radios. Atëherë dimensionet e antenave transmetuese dhe marrëse do të bëhen të pranueshme dhe humbjet gjatë transmetimit do të ulet. Tani ne jemi në gjendje të marrim valë elektromagnetike me një gjatësi prej disa mikronësh ose edhe më pak. Ky është rrezatimkrijuar nga lazerët. Në shumë vende po zhvillohen projekte për raketat hapësinore që marrin energji nga një rreze lazer. Supozohet se kjo metodë e transferimit të energjisë do të jetë e dobishme edhe gjatë fluturimeve ndëryjore.
PërvojaV
Një gotë me ujë vendoset në tryezë. 8 një top metalik i zbrazët lëshohet prej tij (Fig. 7). Kur spiralja Thomson ndizet, topi fillon të rrotullohet rreth një boshti horizontal. Eksperimenti demonstron parimin e funksionimit të motorëve më të thjeshtë AC. Rrymat e induksionit që dalin në sipërfaqen e topit duket se priren të ngrenë njërën nga gjysmat e tij. Kështu lind rrotullimi. Një matës elektrik funksionon në këtë parim, rotori i të cilit është një disk i zakonshëm alumini.
Nga rruga, në një fushë elektromagnetike me frekuencë të lartë, rotori i motorit mund të rrotullohet deri në miliona rrotullime në minutë. Ky parim i rrotullimit është i ngulitur, për shembull, në instalimet që përdoren për të studiuar forcën e strukturave dhe materialeve.
PërvojaVI
Hidhni ujë të kripur në një pjatë dhe vendoseni në tavolinë. Ndizni spiralen Thomson dhe valët do të shfaqen në sipërfaqen e ujit. Për t'i bërë ato qartë të dukshme për audiencën, drejtojeni dritën nga elektrik dore në pjatë në mënyrë që reflektimi nga sipërfaqja e ujit të projektohet në mur (Fig. 8).
Ndoshta mund të jepni lehtësisht një shpjegim për këtë përvojë vetë. Le të themi vetëm se rrymat vorbull të fushës elektromagnetike që lindin në lëng kanë të njëjtin efekt mbi të si në përçuesit e zakonshëm.
Në industri, ky fenomen përdoret kur përzihet çeliku i shkrirë.Kjo është, ndoshta, gjithçka që ne mundëm të kujtonim për eksperimentet Me spirale Thomson. Ndoshta disa prej jush mund t'i shtojnë ato?
A. ILYIN, inxhinier. Nga revista “Tekniku i ri” nr.10, 1983.
Në pyetjen: A është një magnetron i aftë të dëmtojë pajisjet audio të një fqinji? dhënë nga autori Farrow pergjigja me e mire eshte E vështirë, por teknikisht e realizueshme.
Së pari, duhet të arrini të hiqni të gjitha sistemet e kyçjes nga mikrovala. Së dyti, ju duhet të arrini të çmontoni këtë mikrovalë në mënyrë që të hapni daljen e rezonatorit. Së treti, kjo dalje duhet të vendoset në fokusin e një antene parabolike (në gjuhën e zakonshme, një "pjatë"). Së katërti, ju duhet të arrini ta drejtoni verbërisht këtë pjatë pikërisht te pajisjet, dhe jo te fqinji juaj. Sepse nëse është kundër një fqinji, atëherë ky është me të vërtetë një artikull. Në fakt, edhe gjithçka tjetër është gjithashtu një nen, por thjesht i ndryshëm (administrativ në vend të Kodit Penal).
Në të njëjtën kohë, ende nuk ka asnjë garanci teknike... Nuk është fakt që fuqia e magnetronit është e mjaftueshme për të skuqur pajisjet në një distancë të drejtë në prani të një lloj mbrojtjeje, dhe përveç kësaj, në mënyrë ideale, pllaka nuk duhet të jetë parabolike, por eliptike - dhe të tilla ku mund të marr diçka... mirë, dhe dyzet fuçi të tjera me arsye të ndryshme.
Përgjigje nga 22 përgjigje[guru]
Përshëndetje! Këtu është një përzgjedhje temash me përgjigje për pyetjen tuaj: A është një magnetron i aftë të dëmtojë pajisjet audio të një fqinji?
Përgjigje nga Evgeniy Smorodinov[guru]
Nr. por ju mund të jeni pak të rrezatuar.
Përgjigje nga Neuropatolog[guru]
Kjo kërkon një mungesë të plotë të trurit në kokë. Mos u bëni budalla, mikrovalët nuk i kanë bërë askujt ndonjë të mirë, ndoshta është e dhimbshme t'i ngjitni duart me të gjallët.
Përgjigje nga Kontribuoni[guru]
Për ta bërë këtë, do t'ju duhet ta vendosni në vetë pajisjen. Përveç kësaj, do t'ju shkaktojë më shumë dëm, të luash me magnetron është një ide e keqe.
Përgjigje nga Oriy Gvozdev[guru]
Ndoshta. Nëse e përdorni në vend të kalldrëmit.
Përgjigje nga Ekaterina Kiseleva[guru]
jepini atij lyulei dhe fundin e çështjes
Përgjigje nga Navigator[guru]
Ky magnetron është shumë i dobët... por nëse e sillni MI-268... te difuzori i altoparlantit të NEHIHBOR-it dhe largoheni fort, mund të thyeni spiralen në altoparlant... në thelb, nëse perfundon ne banesen e ketij FQINJI e njejta gje mund te behet edhe me nje AVL te thjeshte me gjilpere rrobaqepese....
Përgjigje nga Vladimir Vyalkov[guru]
Edhe fqinji juaj po fle ndonjëherë, përfitoni nga momenti
Përgjigje nga Vadim dvoeglazou[guru]
faqe interesante rreth eksperimenteve me magnetron dhe më shumë
Përgjigje nga Andrey Kotousov[guru]
Mbajeni të thjeshtë me mikrovalën. Bëni një vrimë të vogël në mur dhe instaloni në të një mikrofon të tipit "Rustler". Një natë ju duhet të pajtoheni me vendosjen e pajisjeve në regjistrim. Pastaj, në agim, rreth orës pesë e gjysmë, ndizni muzikën e tyre, duke drejtuar altoparlantët në murin e tyre. Le të themi se ata thërrasin policinë, por në regjistrimin tuaj ka zëra të zhurmshëm nga kompania e tyre)) Ideja është e qartë...
Vërtetë, shoku im dogji altoparlantët e tij në makinën e tij në dacha, por ai i ndaloi fqinjët e tij të bënin zhurmë natën.
EKSPERIMENTET-FOKUSET ME THOMSON COIL
Një spirale Thomson është një pajisje që demonstron efektet që ndodhin kur përcjellësit ndërveprojnë me një fushë magnetike alternative. Me të mund të kryeni truket elektrike qesharake, për shembull, duke fshehur spiralen nën tryezë.
Bobina është projektuar për rrymë të lartë, afërsisht 10-13 amper, kështu që mund të përdoret vetëm në një dhomë ku ka instalime elektrike të përshtatshme, në prani të një mësuesi. Me një tension furnizimi prej 127 V, do të kërkohet një transformator në rënie.
Si të bëni një spirale Thomson?
Është mbledhur nga një kornizë druri ose plastike, një bërthamë hekuri dhe dredha-dredha. Bërthama është bërë nga pllaka çeliku transformator 50 mm të gjerë dhe 380 mm të gjatë. (Nëse keni në dispozicion pllaka me gjerësi të ndryshme, numri i tyre duhet të jetë i tillë që sipërfaqja e bërthamës të jetë së paku 25 sq.cm.
Pllakat duhet të llakohen në secilën anë, të mblidhen në një qese dhe të futen në kornizë.
Pllaka me montim të lirshëm. Prandaj, para se të vendosni pllakat në kornizë, lyejini ato me ngjitës epoksid.
Bërthama mund të bëhet gjithashtu nga copa teli çeliku të pjekur me një diametër 2-3 mm. Zgjidhni vetëm tela të butë elastike ose çeliku nuk është i përshtatshëm. Lyejini copat e telit me bojë. Nëse montoni një bërthamë teli, vrima në kornizën e spirales duhet të zgjerohet në një sipërfaqe prej 36 cm2. Para shtrimit, lyejeni telin edhe me ngjitës epoksi për të formuar një tufë bërthamore monolit.
Bëni një kornizë spirale sipas dimensioneve të bërthamës së montuar.
Dredha-dredha bëhet me kthesë duke përdorur tela me diametër 2.4 mm dhe izolim të dyfishtë letre. Rreth 90 kthesa duhet të përshtaten në një shtresë. Dhe gjithsej janë 9 të tilla Lyejeni secilën shtresë me llak që thahet shpejt dhe më pas mbështilleni mbështjelljen me letër gjurmuese. Dhe kështu me radhë për secilën shtresë. Mund ta provoni spiralen e përfunduar vetëm pasi llaku të jetë ngurtësuar. Kur demonstroni eksperimente, sigurohuni që dredha-dredha të mos mbinxehet. Tani le të flasim për vetë eksperimentet e mashtrimit.
Përvoja I
Pra, spiralja fshihet nën tryezë. Merr një tigan masiv prej alumini, hedh pak ujë në të dhe e vendos mbi tavolinë, pasi vendos një copë azbesti. Në sinjalin tuaj (sigurisht, i padukshëm për shikuesin), asistenti në prapaskenë ndez rrymën dhe pas një kohe uji në tigan vlon.
Kjo ndodh sepse nën ndikimin e fushës magnetike të alternuar të spirales, rrymat vorbull lindin në tigan. EMF (forca elektromotore) e tyre është një pjesë e një volt, por madhësia e rrymave është e madhe. Si rezultat, megjithë rezistencën e lehtë të vetë tiganit, në sipërfaqen e tij ndodh gjenerimi i nxehtësisë intensive.
Nëse uji vlon, tigani mund të nxehet shumë. Prandaj, eksperimenti duhet të kryhet me kujdes dhe mos harroni për copëzën e asbestit.
Pse nxehet tigani dhe jo tavolina?
Pse mund ta çoni lirisht dorën në tryezë, përveç nëse, natyrisht, ka objekte metalike mbi të, për shembull, një orë ose një unazë?
Në fund të fundit, rrymat vorbull lindin edhe në tavolinën e sipërme dhe në dorë, por për shkak të rezistencës së lartë, madhësia e tyre është e parëndësishme dhe gjenerohet pak nxehtësi.
Nëse rritet frekuenca e rrymës alternative të fushës magnetike, e cila është mjaft e mundur në kushte industriale, atëherë nxehtësia që rezulton do të rritet në përputhje me rrethanat. Dhe pastaj, për shembull, mund të thani dërrasat e lagura. Druri nxehet në mënyrë të barabartë - brenda dhe jashtë - dhe thahet shpejt. Mjekët në dhomat e fizioterapisë trajtojnë rrjedhjen e hundës (UHF) duke përdorur të njëjtën metodë. Një fushë elektromagnetike alternative përdoret gjithashtu në metalurgji, për shembull, në shkrirjen e çelikut me cilësi të lartë.
Përvoja 2
Ka një unazë alumini në tryezë. Papritmas kërcen lart dhe bie.
Arsyeja për këtë sjellje të pazakontë të unazës janë gjithashtu rrymat vorbull. Duke rrjedhur nëpër unazë, ata e kthejnë atë në një elektromagnet. Drejtimi i rrymës në unazë dhe në spiralen Thomson ndryshon 50 herë në sekondë. Për më tepër, nëse një pol magnetik verior shfaqet në skajin e sipërm të bërthamës së spirales, atëherë i njëjti pol është instaluar edhe në sipërfaqen e poshtme të unazës. Dhe anasjelltas.
Polet magnetike me të njëjtin emër dihet se sprapsin njëri-tjetrin. Kjo është arsyeja pse unaza kërcen mbi tryezë.
I njëjti eksperiment mund të demonstrohet në një mënyrë tjetër: kaloni një fije të hollë, të padukshme përmes unazës dhe unaza do të varet mbi tryezë, duke u dridhur pak. Ose mund ta bëni të notojë lirshëm.
Në një nga ekspozitat ndërkombëtare në fillim të viteve pesëdhjetë, një pajisje e ngjashme u përdor për të demonstruar një tigan që notonte në ajër, mbi të cilin skuqeshin vezë të fërguara.
Nga rruga, ky mashtrim ishte i dobishëm në metalurgji, kur shkrinte metale ultra të pastra. Metalurgët e dinë se sa e vështirë është të mbash të pastër metalin që shkrihet - çdo prekje në kavanozin (enë për metal) çon në ndotje. Dhe ata gjetën një rrugëdalje - duke u shkrirë pa një kavanoz. Duke përdorur levitacionin, një copë metali pezullohet në një vakum dhe shkrihet, duke u ngrohur nga rrymat vorbull.
Përvoja 3
Bëni një bobin marrës nga kompensatë ose kartoni. Fryni 1500 rrotullime teli të llakuar me një diametër prej 0,25 mm në një bobin dhe lidhni skajet me çakun elektrik. Më pas vidhosni fishekun në faqen e sipërme të spirales dhe futni në të një llambë 15 vat 127 V Mbuloni spiralen dhe fishekun me letër me ngjyrë për të formuar një kuti në formë koni. Ngadalë lëvizni llambën më afër tryezës - ndërsa i afroheni spirales së fshehur nën tryezë, ajo do të ndizet gjithnjë e më e ndritshme. Shpjegimi është i thjeshtë: rrymat e induksionit në një fushë magnetike alternative krijojnë një rrymë në kthesat e spirales dhe llamba ndizet prej saj.
E gjithë kjo pajisje i ngjan një transformatori, dredha-dredha kryesore e të cilit fshihet nën tryezë, dhe dredha-dredha dytësore është në duart e eksperimentuesit. Ju mund të merrni një llambë me fuqi më të ulët, për shembull, nga një elektrik dore ose neoni. Shkëlqimi i tyre do të jetë i dukshëm në një distancë edhe më të madhe nga tavolina. Një rezultat veçanërisht interesant është marrë nga përdorimi i një LED, sepse mjafton shumë pak energji për ta ndezur atë. Në këtë rast, spiralja marrëse mund të bëhet në madhësinë e një unaze.
Përvoja 4
Ngjiteni bobinën e ngritjes në fund të modelit të letrës së makinës. Nëpërmjet çdo diode që mund të përballojë një rrymë prej 0,5 A, lidheni atë me motorin mikroelektrik. Në këtë rast, makina do të lëvizë në tavolinë pa bateri, duke marrë energji nga fusha elektromagnetike. Ju lutemi vini re se motori elektrik dhe pjesët e tjera metalike të lodrës mund të mbinxehen dhe të dështojnë, kështu që tregoni eksperimentin jo më shumë se 30-40 sekonda.
Ky eksperiment demonstron idenë e vjetër të transmetimit të energjisë pa tela.
Shumë vende po zhvillojnë projekte për raketa hapësinore që marrin energji nga një rreze lazer. Supozohet se kjo metodë e transferimit të energjisë do të jetë e dobishme edhe gjatë fluturimeve ndëryjore.
Përvoja 5
Një gotë me ujë vendoset në tryezë. Një top metalik i zbrazët hidhet në të. Kur spiralja Thomson ndizet, topi fillon të rrotullohet rreth një boshti horizontal. Përvoja demonstron parimin e funksionimit të motorëve më të thjeshtë AC. Rrymat e induksionit që dalin në sipërfaqen e topit duket se priren të ngrenë njërën nga gjysmat e saj. Kështu ndodh rrotullimi.
Një matës elektrik funksionon në këtë parim, rotori i të cilit është një disk i zakonshëm alumini.
Nga rruga, në një fushë elektromagnetike me frekuencë të lartë, rotori i motorit mund të rrotullohet deri në miliona rrotullime në minutë. Ky parim i rrotullimit është i përfshirë, për shembull, në instalimet që përdoren për të studiuar forcën e strukturave dhe materialeve.
Përvoja 6
Hidhni ujë të kripur në një pjatë dhe vendoseni në tavolinë. Ndizni spiralen Thomson dhe valët do të shfaqen në sipërfaqen e ujit. Për t'i bërë ato qartë të dukshme për audiencën, drejtojeni dritën nga feneri në pjatë në mënyrë që reflektimi nga sipërfaqja e ujit të projektohet në mur.
Këtu, rrymat vorbull të fushës elektromagnetike që lindin në lëng kanë të njëjtin efekt mbi të si në përçuesit e zakonshëm. Në industri, ky fenomen përdoret kur përzihet çeliku i shkrirë.
Pjesa kryesore…………………………………………………………… 10
konkluzioni…………………………………………………………………………………………………………………………………
Bibliografia……………………………………………………………………………………………………………………………
Aplikimet…………………………………………………………………………………………………………………………………
PREZANTIMI
Përshpejtues i masës elektromagnetike(EMU) është emri i përgjithshëm për një instalim për përshpejtimin e objekteve duke përdorur forca elektromagnetike.Përshpejtuesit e masës elektromagnetike zakonisht ndahen në llojet e mëposhtme:
Railgun- Përshpejtuesi i masës së elektrodës pulsuese "armë hekurudhore" (nga anglishtja "Rail gun").
^ Spirale Thompson - përshpejtues i masës me induksion ("armë Thompson").
^ Armë Gauss- përshpejtuesi i masës magnetike "Gauss gun" (nga anglishtja "Gauss gun"). Sipas shkencëtarit dhe matematikanit Gauss, me emrin e të cilit emërtohen njësitë matëse të fushës magnetike.
Christian Birkeland zakonisht konsiderohet shpikësi i përshpejtuesit elektromagnetik të masës. Christian Birkeland, profesor i fizikës në Universitetin e Oslos (duke punuar nga 1898 në 1917), për periudhën nga 1901 deri në 1903. mori tre patenta për "armën e tij elektromagnetike". Në vitin 1901 Birkeland krijoi armën e parë të tillë elektromagnetike të tipit spirale dhe e përdori atë për të përshpejtuar një predhë me peshë 500 g në një shpejtësi prej 50 m/s (2). Me ndihmën e topit të dytë të madh, të krijuar në 1903. dhe aktualisht i ekspozuar në Muzeun Teknik Norvegjez në Oslo, ai arriti përshpejtimin e një predhe me peshë 10 kg në një shpejtësi prej afërsisht 100 m/s. Kalibri i armës është 65 mm, gjatësia 10 m Në të njëjtën kohë, Nikolai Benardos patentoi një armë elektromagnetike. K.E Tsiolkovsky në shkrimet e tij konsideroi gjithashtu mundësinë e përdorimit të një përshpejtuesi elektromagnetik për të lëshuar raketa.
Duke u nisur për të rritur gamën e artilerisë, inxhinierët rusë Podolsky dhe Yampolsky në 1915 krijuan një projekt për një armë "magnetike-fugale" (elektromagnetike). Fuçia e saj ishte menduar të bëhej në formën e një serie induktorësh. Rryma duhej t'u jepej atyre me komandë. Autorët argumentuan se në një fuqi të caktuar termocentrali, një predhë e përshpejtuar nga elektromagnetët përgjatë një fuçie 50 metra do të arrinte një shpejtësi prej 915 m/s dhe do të fluturonte deri në 300 km. Ekspertët nga Komiteti i Artilerisë e konsideruan zbatimin e projektit Podolsky dhe Yampolsky "të parakohshëm". Të njëjtin fat pati edhe projekti i armëve elektromagnetike të francezëve Fachon dhe Villeple. Fuçia e tij ishte një zinxhir mbështjelljesh solenoide, në të cilat tensioni duhet të aplikohej në mënyrë alternative ndërsa predha lëvizte. Shpikësit konfirmuan qëndrueshmërinë e idesë së tyre: kur u qëllua nga një model i një arme elektromagnetike, një predhë 50 gram fitoi një shpejtësi prej 200 m/s.
^ Pamje e zakonshme e armës elektromagnetike të Fachon dhe Villeple.
Që atëherë, janë bërë përpjekje periodike për ta kthyer shpikjen teorike në një pajisje të përshtatshme për përdorim praktik.
Puna sistematike shkencore për krijimin e përshpejtuesve rrënjësisht të rinj të masës elektromagnetike filloi në botë në vitet 50 të shekullit të 20-të. Një nga themeluesit e zhvillimeve të brendshme në këtë fushë ishte shkencëtari i shquar sovjetik, studiuesi i plazmës L.A. Artsimovich, i cili prezantoi konceptin e "armë hekurudhore" në terminologjinë ruse.
Puna në të gjithë komponentët kritikë të armës elektromagnetike po përparon me shpejtësi në Shtetet e Bashkuara dhe po fillon edhe në vende të tjera. Topi Gauss si armë ka përparësi që nuk i kanë llojet e tjera të armëve të vogla. Kjo është mungesa e fishekëve dhe zgjedhja e pakufizuar e shpejtësisë fillestare dhe energjisë së municionit, mundësia e një goditjeje të heshtur, zmbrapsja relativisht e ulët, teorikisht, besueshmëria më e madhe dhe rezistenca ndaj konsumit, si dhe aftësia për të punuar në çdo kusht, përfshirë hapësirën e jashtme. .
Përparimet aktuale në përshpejtuesin, ruajtjen e energjisë dhe gjenerimin e pulsit bëjnë të mundur që sistemet e armëve në të ardhmen e afërt të pajisen me armë elektromagnetike. Arritja e këtij qëllimi do të kërkojë punë intensive kërkimore dhe zhvillimi në pothuajse çdo aspekt të armës elektromagnetike, duke përfshirë furnizimin me energji elektrike dhe predha. Materialet e reja do të luajnë një rol të rëndësishëm. Nevojiten burime kompakte dhe të fuqishme të rrymës elektrike dhe superpërçuesve me temperaturë të lartë.
Arma elektromagnetike, përveç rëndësisë së pritshme ushtarake, duhet të jetë një shtysë e fortë për përparimin teknologjik dhe inovacionin me efekt të rëndësishëm në sektorin civil.
Ndër mënyrat ekzotike të përdorimit të përshpejtuesve të bazuar në solenoid, vlen të përmendet koncepti lëshimi i objekteve në hapësirë pa ndihmën e raketave. Supozohet se duke ndërtuar një tunel shumë kilometrash nga një ose disa solenoidë, është e mundur të sigurohet një shpejtësi e përshpejtimit të trupit të mjaftueshëm për të kapërcyer gravitetin. Për më tepër, ndryshe nga një armë hekurudhore ose një goditje konvencionale e bazuar në zgjerimin termik të gazrave, objekti i lëshuar sigurohet me përshpejtim relativisht të qetë. Kjo bën të mundur dërgimin jo vetëm të pajisjeve shkencore komplekse dhe të brishta që kanë frikë nga mbingarkesa, por edhe njerëz.
Vlen të theksohet se ndërtimi i përshpejtuesve të ngjashëm hapësinorë në satelitin tonë natyror, Hënën, konsiderohet më premtues. Mungesa virtuale e një atmosfere dhe graviteti i ulët + temperatura e ulët e ambientit hapin perspektiva fantastike për magnetët superpërçues. Një përshpejtues monorail i bazuar në një motor linear ose një tunel solenoidësh është planifikuar të vendoset horizontalisht në sipërfaqen e Hënës në një kënd të lehtë. Instalimi mund të mundësohet ose nga panelet diellore ose nga reaktorët bërthamorë të sjellë në Hënë. Kështu, anijes do t'i jepej një shpejtësi e lartë fillestare dhe më pas do të hynin në lojë motorët jonikë.
Hëna në këtë formë do të shndërrohej në një bazë transferimi për eksplorimin e mëtejshëm të sistemit diellor apo edhe në portin e parë kozmik tokësor. Nuk është e vështirë të imagjinohet që përshpejtuesit gjigantë të fuqizuar nga reaktorët e shkrirjes do të jenë në gjendje të përshpejtojnë anijen kozmike në shpejtësi që do të duheshin muaj dhe jo vite për të udhëtuar në planetë të largët. Dhe nëse kujtojmë se përshpejtuesi nuk duhet të jetë i drejtë dhe tuneli mund të ndërtohet spirale, duke përfunduar në çdo drejtim, atëherë mundësitë janë vërtet revolucionare.
Në përpjekjet tona për të prodhuar një përshpejtues të masës elektromagnetike, vendosëm të përqendrohemi te modeli përshpejtues magnetik. Fakti është se nga të gjitha llojet e përshpejtuesve elektromagnetikë, është më i lehtë për t'u prodhuar. Përveç kësaj, ai ka një efikasitet mjaft të lartë në krahasim me revole të tjera elektromagnetike. Mund të funksionojë me tensione relativisht të ulëta, të cilat nuk janë të vështira për t'u arritur në praktikë duke përdorur komponentë modernë.
Në praktikë, dizajni i përshpejtuesit magnetik më të thjeshtë përbëhet nga një tel i plagosur rreth një tubi në disa shtresa dhe një kondensator i madh i lidhur me telin. Një bosh hekuri është instaluar brenda tubit pak para fillimit të dredha-dredha dhe një kondensator i ngarkuar paraprakisht është i lidhur me mbështjelljen duke përdorur një çelës elektrik. Kur një rrymë elektrike rrjedh në dredha-dredha, lind një fushë magnetike, e cila përshpejton predhën, duke e "tërhequr" atë në dredha-dredha.
Për efektin më të madh, pulsi aktual në dredha-dredha duhet të jetë afatshkurtër dhe i fuqishëm. Si rregull, kondensatorët elektrolitikë me një tension të lartë operativ përdoren për të marrë një impuls të tillë.
Parametrat e mbështjelljes, predhës dhe kondensatorëve duhet të koordinohen në atë mënyrë që deri në momentin që boshllëku i afrohet mesit të mbështjelljes, rryma në këtë të fundit tashmë është ulur në një vlerë minimale, d.m.th. ngarkesa e kondensatorëve tashmë do të ishte përdorur plotësisht. Në këtë rast, efikasiteti do të jetë maksimal.
Për të rritur efikasitetin e pajisjes dhe shpejtësinë e predhës, ata vendosën të bënin një Gauss me shumë faza.
^ Dizajni i paraqitjes:
Përshpejtuesi magnetik ka shtatë bobina përshpejtuese, në të cilat shkarkohen kondensatorë me një kapacitet prej 800 µF deri në 220 µF, të ngarkuar deri në 390 V.
Kontrollues hapash me gjashtë kanale i bazuar në optoçiftues (në 74HC14).
Konvertuesi i tensionit Flyback (në UC3845).
Një sistem tregues që përfshin një tregues të statusit të baterisë, gatishmërinë për të ndezur (në LM358) dhe një shkallë lineare të ngarkimit të kondensatorit (në LM3914).
6. Platforma e kontrolluar me rrotullim (në ATtiny 2313)
^ PJESA KRYESORE
Fuçi për përshpejtues magnetik.
Fuçi është një komponent i rëndësishëm i përshpejtuesit elektromagnetik. Në të njëjtën kohë, ai duhet të ketë një numër karakteristikash:
Forcë.
Trashësia.
^ Përçueshmëria elektrike dhe ferromagnetizmi.
^ Lehtësia e përpunimit.
^ I lirë dhe i arritshëm.
Bazuar në këtë grup parametrash, ne kryem eksperimente në një fazë përshpejtuesi për të zgjedhur materialin e fuçisë. Gjatë eksperimenteve të ndërmjetme, nuk u zbuluan dallime domethënëse në vetitë e një fuçie të bërë prej letre të veshur me ngjitës epoksi dhe një copë prej bronzi. Bazuar në këtë, ne u vendosëm në një shufër bronzi për shkak të forcës, disponueshmërisë dhe lehtësisë së përpunimit më të madh.
^ Seksioni i energjisë.
NË 
Ai përfshin shtatë mbështjellje përshpejtuese, një grup kondensatorësh, një qark shkëputjeje të tensionit për kondensatorët dhe një qark të kundërt të shtypjes së tensionit për kondensatorët. Qarku i shkëputjes përbëhet nga një zinxhir RD në seri. Rezistenca duhet të kufizojë rrymën që kalon nëpër diodë, duke e mbrojtur atë nga prishja e rrymës kur kondensatori ngarkohet shpejt. Qarku i shtypjes së tensionit të kundërt përbëhet gjithashtu nga një zinxhir RD. Ky qark ju lejon të mbroni kondensatorin nga tensioni i kundërt. Tensioni i kundërt arrin në kondensator për shkak të emf vetë-induktiv të spirales dhe mund ta dëmtojë atë.
Kontrolluesi.
ME 
Qarku mundësohet nga një burim 5V. Për të hapur tiristorin, një kondensator shkarkohet në të. Në këtë mënyrë arrihet rryma e mjaftueshme për të ndezur tiristorin. LED gjithashtu shërben si një tregues i kalimit të një predhe në skenë dhe, në përputhje me rrethanat, aktivizimi i skenës. Çipi 74HC14 përmban gjashtë shkas Schmidt me përmbysje të daljes. Në mënyrë që logjika 1 të shfaqet në daljen e mikroqarkut (tranzistori është i mbyllur), duhet të lidhni hyrjen e tij në tokë. Kjo arrihet duke përdorur një fototransistor. Nëse fototransistori është i ndriçuar, një logjik 1 është i pranishëm në daljen e mikroqarkut, i cili pengon transistorin të shkarkojë kondensatorin dhe të hapë tiristorin. Sapo predha bllokon dritën ndaj fototransistorit, rezistenca e tij rritet ndjeshëm dhe një 0 logjike është tashmë e pranishme në daljen e mikroqarkut, i cili hap transistorin. Tjetra, kondensatori shkarkohet përmes tranzitorit, tiristori hapet dhe spiralja "ndez".
Konvertuesi.
Një konvertues klasik "flyback" i ndërtuar në mikroqarkun UC3845 (kontrollues PWM me një tranzistor të fuqishëm me efekt në terren në dalje) dhe çelësin e energjisë me tension të ulët IRF3205. Llogaritur si standard sipas fletës së të dhënave për mikroqarkun, frekuenca e funksionimit të konvertuesit është rreth 15 kHz, transformatori i pulsit është i mbështjellë në një bërthamë të blinduar Ch36. Fuqia e konvertuesit është rreth 25 vat.
Indikacion.
NË 
Qarku tregues përdor një op-amp në modalitetin krahasues. Qarku i treguesit të shkarkimit (LED e kuqe) tregon një bateri të shkarkuar. Qarku i treguesit të ngarkesës së kondensatorit (LED jeshile) sinjalizon ngarkesën maksimale të kondensatorëve. Qarku i ndarësit të tensionit për treguesin e karikimit të jashtëm është krijuar për një tregues të jashtëm. Treguesi i jashtëm është bërë në çipin LM3914, qarku llogaritet sipas të dhënave të referencës për çipin, përdoret mënyra e kolonës.
^ Platforma rrotulluese .
Motori stepper unipolar kontrollohet duke përdorur mikroprocesorin ATtiny 2313. Motori përdoret nga disqet dhe është krijuar një kuti ingranazhi, duke lejuar që platforma të rrotullohet pa probleme.
^ Llogaritja e parametrave komponentët e fazave (numri i kthesave të spirales, diametri i telit të spirales, kapaciteti i kondensatorit të fazës) duke marrë parasysh diametrin e fuçisë dhe masën e trupit të përshpejtuar u llogaritën duke përdorur programin FEMM. Detyra e llogaritjeve ishte që, duke optimizuar të dhënat e llogaritura, të siguronin që shpejtësia maksimale e objektit të përshpejtuar në trupin e spirales përputhet me shpejtësinë maksimale në daljen e secilës spirale në hapa. Grafikët u hartuan në bazë të llogaritjeve.
Pas bërjes së një modeli të përshpejtuesit magnetik dhe kryerjes së provave të qitjes, u bë e nevojshme të kontrolloheshin rezultatet e llogaritura të shpejtësisë së boshllëkut metalik me shpejtësinë aktuale të ngritjes. Për këto qëllime, u përdor një metodë e përcaktimit të shpejtësisë - lavjerrës balistik. Metoda funksionon si më poshtë. Boshllëku metalik bie në lavjerrës dhe mbetet aty. Ky është një ndikim krejtësisht joelastik. Një pjesë e energjisë shkon në mënyrë të pashmangshme në nxehtësi, por ne mund të përdorim ligjin e ruajtjes së momentit. Impulsi i pezullimit me plumb do të jetë i barabartë me impulsin e plumbit përpara se të godasë. Ato. Duke ditur impulsin (shpejtësinë) e pezullimit, mund të zbuloni impulsin (shpejtësinë e plumbit). Pasi ka marrë një impuls, i cili ka një analog në formën e energjisë kinetike (ende i panjohur), lavjerrësi fillon të devijojë. Kur devijohet, pezullimi fillon të rritet lart, energjia kinetike shndërrohet në energji potenciale. Kur pezullimi ndalon (devijim maksimal, lartësi), energjia kinetike është shndërruar plotësisht në energji potenciale. (Fig. 1)
Pasi kemi zbuluar lartësinë, marrim energjinë potenciale (kinetike në momentin e goditjes) të pezullimit, përmes energjisë - impulsit të pezullimit, përmes impulsit të pezullimit - momentit të plumbit, shpejtësisë së plumbit. .
Formula e plotë:
V=((M + m) / m) * sqrt(2*g * (L - sqrt(L*L - S*S)))
Formula praktike e thjeshtuar:
V = ((M + m) / m) * S * sqrt (g / L)
V - shpejtësia e plumbit, m/s
M - masa e pezullimit, kg
m - masa e plumbit, kg
g - nxitimi i rënies së lirë, 9.81
L - gjatësia e pezullimit, metra
S - devijimi i lavjerrësit, metra.
Gjatë eksperimenteve u morën rezultatet (Fig. 2).
Fig.2
Për të sqaruar matjet e shpejtësisë duke përdorur metodën e "lavjerrësit balistik", një metodë tjetër matjeje duke përdorur kartën e zërit të kompjuterit. Llogaritja u krye duke përdorur programin Sony "Sound Forge". Për këtë qëllim, u montua një model (Fig. 3)
Efikasiteti i pajisjes është si më poshtë:
PËRFUNDIM
Gjatë punës praktike të bërë, u bë një model i një përshpejtuesi magnetik. Analiza e rezultateve dhe matjet fizike treguan se ky lloj përshpejtuesi i masës është praktikisht i realizueshëm. Rezultatet e llogaritjes së parametrave të fazave duke përdorur programin FEMM rezultuan të jenë të ngjashme me rezultatet e testeve praktike. Prototipi është funksional dhe mbi të mund të vazhdohen një sërë eksperimentesh për të rritur shpejtësinë e predhës dhe efikasitetin e pajisjes. Është e mundur të analizohet ndikimi në këto parametra të diametrit dhe peshës së predhës, përbërjes së materialit nga i cili është bërë dhe numrit të fazave.
Dhe një shënim më i rëndësishëm: përkundër faktit se kjo pajisje ka parametra të vegjël të energjisë, gjatë eksperimenteve me të dhe kryerjes së testeve, është e nevojshme të respektohen të gjitha masat e sigurisë që lidhen me tensionin e lartë dhe nxjerrjen e një boshe metalike.
^ LISTA BIBLIOGRAFIKE
Booth, D.A. Bazat e elektromekanikës / D.A. – M.: MAI, 1996. – F. 363.
Malikov, V.G. Njohur si e parakohshme / V.G Malikov // Teknologjia rinore. – 1987. – Nr.5. - F. 30.
Pajisjet gjysmëpërçuese të energjisë: Drejtori / V.Ya.Zamyatin, B.V.Kondratiev, V.M.Petukhov. – M.: Radio dhe Komunikime, 1988. – F. 336.
Buhl, O.B. Metodat për llogaritjen e sistemeve magnetike të pajisjeve elektrike: Qarqet magnetike, fushat dhe programi FEMM: Libër mësuesi për universitetet / O.B.Bul. – M.: Akademia, 2005. – Fq.191
Spiralja Thomson është një pajisje e thjeshtë me të cilën efektet e ndryshme që lindin kur përcjellësit ndërveprojnë me një fushë magnetike alternative u demonstruan më parë në mësimet e fizikës. Në koncertet e shkollës, me ndihmën e tij, ata treguan truket elektrike qesharake dhe organizuan mbrëmje argëtuese të shkencës argëtuese.
Imagjinoni një skenë, mbi të ka një tavolinë të mbuluar me një mbulesë tavoline. Ju vendosni një unazë alumini në tavolinë dhe papritmas fluturon lart. Një tigan i vendosur në tavolinë nxehet vetvetiu, dhe uji i derdhur në të vlon, një llambë elektrike e sjellë në tavolinë pulson, megjithëse nuk ka tela që arrijnë tek ajo... Këto janë eksperimentet qesharake që demonstruan nxënësit e shkollës. duke fshehur një spirale Thomson nën tryezë (Fig. 1).
Do të doja t'ju paralajmëroja menjëherë: kjo pajisje është projektuar për rrymë të lartë, afërsisht 10-13 amper, kështu që mund të përdorni spiralen Thomson vetëm në një dhomë ku ka instalime elektrike të përshtatshme. Dhe sigurisht, në prani të një mësuesi. Ne do të punojmë me një tension prej 127 V, kështu që do t'ju duhet një transformator në rënie.
Së pari, ne do t'ju tregojmë se si të bëni një spirale Thomson. Është montuar nga një kornizë druri, një bërthamë hekuri dhe një dredha-dredha (Fig. 1 Bërthama është bërë nga pllaka çeliku transformator 50 mm të gjerë dhe 380 mm). (Nëse keni në dispozicion pllaka me gjerësi të ndryshme, numri i tyre duhet të jetë i tillë që sipërfaqja e bërthamës të jetë së paku 25 cm2.)
Lyejini pjatat me llak në secilën anë. Mblidhni pllakat e izoluara në këtë mënyrë në një qese dhe futeni në kornizë.
Pllakat e montuara lirshëm do të "gumëzhinin" dhe shikuesi do ta vërejë këtë gjatë prerjes. Prandaj, para se të vendosni pllakat në kornizë, lyejini ato me ngjitës epoksid. Bërthama mund të bëhet nga copa teli çeliku të pjekur me një diametër 2-3 mm. Zgjidhni vetëm tela të butë elastike ose çeliku nuk është i përshtatshëm. Lyejini copat e telit me bojë. Nëse montoni një bërthamë teli, vrima në kornizën e spirales duhet të zgjerohet në një sipërfaqe prej 36 cm2. Para shtrimit, lubrifikoni gjithashtu telin me ngjitës epoksi për të formuar një tufë bërthamore monolit.
Duke përdorur bërthamën e montuar, ngjitni kornizën e spirales nga kompensatë. Dredha-dredha bëhet me kthesë duke përdorur tela me diametër 2.4 mm dhe izolim të dyfishtë letre. Rreth 90 kthesa duhet të përshtaten në një shtresë. Dhe gjithsej janë 9 të tilla Lyejeni secilën shtresë me llak që thahet shpejt dhe më pas mbështilleni mbështjelljen me letër gjurmuese. Dhe kështu me radhë për secilën shtresë. Mund ta provoni spiralen e përfunduar vetëm pasi llaku të jetë ngurtësuar. Kur demonstroni eksperimente, sigurohuni që dredha-dredha të mos mbinxehet. Tani le të flasim për vetë eksperimentet e mashtrimit.
Përvoja I
Pra, spiralja fshihet nën tryezë. Merr një tigan masiv prej alumini, hedh pak ujë në të dhe e vendos mbi tavolinë, pasi vendos një copë azbesti. Në sinjalin tuaj (sigurisht, i padukshëm për shikuesin), asistenti në prapaskenë ndez rrymën dhe pas një kohe uji në tigan vlon (Fig. 2). Kjo ndodh sepse nën ndikimin e fushës magnetike të alternuar të spirales, rrymat vorbull lindin në tigan. EMF (forca elektromotore) e tyre është një pjesë e një volt, por madhësia e rrymave është e madhe. Si rezultat, megjithë rezistencën e lehtë të vetë tiganit, në sipërfaqen e tij ndodh gjenerimi i nxehtësisë intensive.
Nëse uji vlon, tigani mund të nxehet shumë. Prandaj, eksperimenti duhet të kryhet me kujdes dhe mos harroni për copëzën e asbestit.
Tani le t'i bëjmë vetes pyetjen: pse nxehet tigani, dhe jo sipërfaqja e tavolinës, pse mund ta çoni lirisht dorën në tryezë, përveç nëse, natyrisht, ka objekte metalike mbi të, për shembull, një orë ose një unazë! Në fund të fundit, rrymat vorbull lindin edhe në tavolinën e sipërme dhe në dorë, por për shkak të rezistencës së lartë, madhësia e tyre është e parëndësishme dhe gjenerohet pak nxehtësi.
Nëse rritet frekuenca e rrymës alternative të fushës magnetike, e cila është mjaft e mundur në kushte industriale, atëherë nxehtësia që rezulton do të rritet në përputhje me rrethanat. Dhe pastaj, për shembull, mund të thani dërrasat e lagura. Druri nxehet në mënyrë të barabartë - brenda dhe jashtë - dhe thahet shpejt. Mjekët në dhomat e fizioterapisë trajtojnë rrjedhjen e hundës (UHF) duke përdorur të njëjtën metodë. Një fushë elektromagnetike alternative përdoret gjithashtu në metalurgji, për shembull, në shkrirjen e çelikut me cilësi të lartë.
Përvoja II
Ka një unazë alumini në tryezë. Papritmas kërcen lart dhe bie. Arsyeja për këtë sjellje të pazakontë të unazës janë gjithashtu rrymat vorbull. Duke rrjedhur nëpër unazë, ata e kthejnë atë në një elektromagnet (Fig. 3). Drejtimi i rrymës në unazë dhe në spiralen Thomson ndryshon 50 herë në sekondë. Për më tepër, nëse një pol magnetik verior shfaqet në skajin e sipërm të bërthamës së spirales, atëherë i njëjti pol është instaluar edhe në sipërfaqen e poshtme të unazës. Dhe anasjelltas.
Polet magnetike me të njëjtin emër dihet se sprapsin njëri-tjetrin. Kjo është arsyeja pse unaza kërcen mbi tryezë.
E njëjta përvojë mund të tregohet në një mënyrë tjetër. Kaloni një fije të hollë, të padukshme përmes unazës dhe unaza do të varet mbi tryezë, duke u dridhur pak. Ose mund ta bëni të notojë lirshëm.
Libri i Thring dhe Laithwaite, "Si të shpikësh?", botuar në përkthim rusisht nga shtëpia botuese "Mir" në 1980, përshkruan pajisjet me të cilat mund të bëhet kjo. Dy mbështjellje induksioni të montuara në bërthama në formë W dhe të lidhura paralelisht krijojnë një fushë elektromagnetike në të cilën një pllakë metalike drejtkëndore mund të notojë në mënyrë të qëndrueshme (levitojë) (Fig. 4).
Në një nga ekspozitat ndërkombëtare në fillim të viteve pesëdhjetë, një pajisje e ngjashme u përdor për të demonstruar një tigan që notonte në ajër, mbi të cilin skuqeshin vezë të fërguara.
Një truk i bukur, kjo është e gjitha, thoni ju. Por ky truk, siç ka treguar koha, ishte i dobishëm në teknologji, veçanërisht në metalurgji, kur shkriheshin metale ultra të pastra. Metalurgët e dinë se sa e vështirë është të mbash të pastër metalin që shkrihet - çdo prekje në kavanozin (enë për metal) çon në ndotje. Dhe ata gjetën një rrugëdalje - duke u shkrirë pa një kavanoz. Duke përdorur levitacionin, një copë metali pezullohet në një vakum dhe ajo shkrihet, duke u ngrohur nga rrymat vorbull.
Përvoja III
Bëni një spirale nga kompensatë ose kartoni, le ta quajmë atë një spirale marrëse (Fig. 5). Jini të durueshëm - mbështillni 1500 rrotullime teli të llakuar me një diametër prej 0,25 mm në një mbështjellje dhe lidhni skajet me çakun elektrik. Më pas vidhosni fishekun në faqen e sipërme të spirales dhe futni në të një llambë 15 vat 127 V Mbuloni spiralen dhe fishekun me letër me ngjyrë për të formuar një kuti në formë koni. Ngadalë lëvizni llambën më afër tryezës - ndërsa i afroheni spirales së fshehur nën tryezë, ajo do të ndizet gjithnjë e më e ndritshme. Shpjegimi është i thjeshtë: rrymat e induksionit në një fushë magnetike alternative krijojnë një rrymë në kthesat e spirales dhe llamba ndizet prej saj. E gjithë kjo pajisje i ngjan një transformatori, dredha-dredha kryesore e të cilit fshihet nën tryezë, dhe dredha-dredha dytësore është në duart e eksperimentuesit. Ju mund të merrni një llambë me fuqi më të ulët, për shembull, nga një elektrik dore ose neoni. Shkëlqimi i tyre do të jetë i dukshëm në një distancë edhe më të madhe nga tavolina. Një rezultat veçanërisht interesant është marrë nga përdorimi i një LED, sepse mjafton shumë pak energji për ta ndezur atë. Në këtë rast, spiralja marrëse mund të bëhet në madhësinë e një unaze.
Përvoja IV
Ngjiteni bobinën e ngritjes në fund të modelit të letrës së makinës. Nëpërmjet çdo diode që mund të përballojë një rrymë prej 0,5 A, lidheni atë me motorin mikroelektrik (Fig. 6). Në këtë rast, makina do të lëvizë në tavolinë pa bateri, duke marrë energji nga fusha elektromagnetike. Ju lutemi vini re se motori elektrik dhe pjesët e tjera metalike të lodrës mund të mbinxehen dhe të dështojnë, kështu që tregoni eksperimentin jo më shumë se 30-40 sekonda.
Ky eksperiment demonstron idenë e vjetër të transmetimit të energjisë pa tela. Mbani mend, heronjtë e romanit "Aelita" të A. Tolstoit fluturuan mbi Mars me një anije të fuqizuar nga energjia e një fushe elektromagnetike. Shumë shpikës nga vende të ndryshme kanë punuar dhe po punojnë për këtë ide.
Në mesin e viteve '60 në Francë, u kryen eksperimente për të fuqizuar motorin e një helikopteri të vogël me një rreze valësh radio centimetrash. (Mos harroni: çdo fushë elektromagnetike e alternuar mund të konsiderohet si valë radio.) Megjithëse helikopteri fluturoi, pajisja që e furnizonte atë ishte shumë e rëndë, e shtrenjtë dhe joefektive. Dhe ata e refuzuan atë. U bë e qartë se ishte e nevojshme të zvogëlohej gjatësia e valëve të radios. Atëherë madhësitë e antenave transmetuese dhe marrëse do të bëhen të pranueshme, dhe humbjet e transmetimit do të ulen. Tani ne jemi në gjendje të marrim valë elektromagnetike me një gjatësi prej disa mikronësh ose edhe më pak. Ky rrezatim krijohet nga lazerët. Shumë vende po zhvillojnë projekte për raketa hapësinore që marrin energji nga një rreze lazer. Supozohet se kjo metodë e transferimit të energjisë do të jetë e dobishme edhe gjatë fluturimeve ndëryjore.
Përvoja V
Një gotë me ujë vendoset në tryezë. Një top metalik i zbrazët hidhet në të (Fig. 7). Kur spiralja Thomson ndizet, topi fillon të rrotullohet rreth një boshti horizontal. Përvoja demonstron parimin e funksionimit të motorëve më të thjeshtë AC. Rrymat e induksionit që dalin në sipërfaqen e topit duket se priren të ngrenë njërën nga gjysmat e saj. Kështu ndodh rrotullimi.
Një matës elektrik funksionon në këtë parim, rotori i të cilit është një disk i zakonshëm alumini.
Nga rruga, në një fushë elektromagnetike me frekuencë të lartë, rotori i motorit mund të rrotullohet deri në miliona rrotullime në minutë. Ky parim i rrotullimit është i përfshirë, për shembull, në instalimet që përdoren për të studiuar forcën e strukturave dhe materialeve.
Përvoja VI
Hidhni ujë të kripur në një pjatë dhe vendoseni në tavolinë. Ndizni spiralen Thomson dhe valët do të shfaqen në sipërfaqen e ujit. Për t'i bërë ato qartë të dukshme për audiencën, drejtojeni dritën nga feneri në pjatë në mënyrë që reflektimi nga sipërfaqja e ujit të projektohet në mur (Fig. 8).
Ndoshta mund të jepni lehtësisht një shpjegim për këtë përvojë vetë. Le të themi vetëm se rrymat vorbull të fushës elektromagnetike që lindin në një lëng kanë të njëjtin efekt mbi të si në përçuesit e zakonshëm. Në industri, ky fenomen përdoret kur përzihet çeliku i shkrirë.
Kjo është, ndoshta, gjithçka që ne mundëm të kujtonim për eksperimentet me spiralen Thomson.
A. ILYIN, inxhinier
Vizatime nga A. MATROSOV. Revista Teknik i Ri.
