Gjashtë eksperimente me një spirale Thomson. Hedhësi im i diskut me induksion

Gjashtë eksperimente me një spirale Thomson

Imagjinoni këtë skenë, mbi të ka një tavolinë të mbuluar me një mbulesë tavoline. Ju vendosni një unazë alumini në tavolinë dhe ajo 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. -J). 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 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. Ajo është mbledhur nga një kornizë druri, një bërthamë hekuri dhe dredha-dredha (Fig. 1). Bërthama është bërë nga pllaka çeliku transformator 50 mm të gjera dhe 380 mm të gjata (Nëse keni në dispozicion pllaka me gjerësi të ndryshme,

ne, numri i tyre duhet të jetë i tillë që sipërfaqja e bërthamës të jetë së paku 25 cm 2.)

Lyejini pjatat me llak nga secila 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 mohjho mund të bëhet edhe nga copa teli çeliku të pjekur me diametër 2-3 mm. Zgjidhni vetëm tel të butë elastik ose tela 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 cm 2. Para shtrimit, lubrifikoni gjithashtu telin me ngjitës epoksi për të formuar një tufë bërthamore monolit.

Ju mund të provoni spiralen e përfunduar vetëm pas

Imagjinoni një skenë, mbi të ka një tavolinë të mbuluar me një mbulesë tavoline. Ju vendosni një unazë alumini në tavolinë dhe ajo 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, lyejeni telin edhe 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 kaluar 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?", i botuar në përkthim rusisht nga shtëpia botuese "Mir" në 1980, përshkruan pajisjet "në sajë të cilave kjo mund të bëhet dy mbështjellje induksioni, të montuara në bërthama në formë W lidhur paralelisht, krijoj 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 prej 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 është e fshehur 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.

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).

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, lyejeni telin edhe 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 në tavolinë, pasi të 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 kaluar 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 e shkrirë - 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.

Informacioni ofrohet vetëm për qëllime edukative!
Administratori i faqes nuk është përgjegjës për pasojat e mundshme të përdorimit të informacionit të dhënë.

KOPACITORËT E NGARKUAR Vdekjeprurëse E RREZIKSHME!

Përshpejtues induksioni (hedhës i diskut) (armë me spirale induksioni) është një lloj përshpejtuesi i masës elektromagnetike dhe funksionon në bazë të bashkëveprimit të rrymave vorbull të induktuara në një predhë (disk) përcjellëse të mbyllur nga një fushë magnetike e alternuar me rrymën që krijon këtë fushë magnetike. Me këtë ndërveprim, lind një forcë refuzuese, e cila i jep përshpejtim predhës. Sa më e shpejtë të jetë shkalla e ndryshimit të fluksit magnetik, aq më të mëdha janë rrymat e vorbullës së induktuar dhe aq më i fortë është zmbrapsja e predhës.

Një pajisje e tillë u shpik nga inxhinieri dhe shpikësi amerikan Elihu Thompson ( Elihu Thompson):

Prandaj, një përshpejtues i tillë shpesh quhet " Armë Thompson".

Ndryshe nga arma Gauss, përshpejtuesi i induksionit përdor predha jo-ferromagnetike (të bëra prej bakri ose alumini). Për më tepër, alumini preferohet nga bakri, pasi densiteti i tij (2,7 g/cm 3) është 3,3 herë më i vogël se ai i bakrit (8,9 g/cm 3), dhe rezistenca e tij (0,028 Ohm mm 2 /m) më shumë se bakri (0,0175 Ohm mm 2 / m), vetëm 1.6 herë.
Për të zvogëluar rezistencën e predhës dhe për të rritur rrymat vorbull, mund ta ftohni atë (për shembull, në azot të lëngshëm me një pikë vlimi prej 77 K). Ulja e rezistencës elektrike specifike të materialit të predhës karakterizohet nga koeficienti $\alfa = (((\rho)_(295 K)) \over ((\rho)_(77 K)))$, duke treguar një ulje e rezistencës së të ftohurit në 77 K në krahasim me temperaturën e dhomës 295 K. Për aluminin dhe lidhjet e tij $\alfa$ = 2 ... 15.

Unazë kërcimi
Në versionin klasik (" lëshues unazë"ose" unazë kërcimi") Përshpejtuesi i induksionit përmban një spirale (2) të plagosur në një bërthamë feromagnetike (1). Një unazë (5) vendoset në bërthamë:

Kur çelësi (4) është i mbyllur, kondensatori i ngarkuar (3) shkarkohet në spirale, në të cilën ndodh një impuls aktual. Fusha magnetike e alternuar e krijuar nga pulsi i rrymës, e përqendruar në bërthamë, depërton në unazë dhe shkakton rryma vorbull në të. Ndërveprimi i rrymave vorbull me fushën magnetike rezulton në një forcë refuzuese, duke bërë që unaza të fluturojë lart.
Ishte me një pajisje të tillë që Thompson kreu eksperimentet e tij të para në 1887.

Këtu është një diagram i një instalimi të tillë nga artikulli Felix Waschke, Andreas Strunz Dhe Jan-Peter Meyn "Një modifikim i sigurt dhe efektiv i eksperimentit të unazës së kërcimit të Thomson“, botuar në revistë European Journal of Physics, Volume 33, Number 6:

Ata pëlqejnë të kryejnë këtë lloj eksperimenti në institucionet arsimore, duke ushqyer një spirale L nëpërmjet transformatorit izolues TV nga një autotransformator LT lidhur me rrjetin elektrik (nëpërmjet një spine elektrike XT):

Përdorimi i një autotransformatori ju lejon të ndryshoni tensionin (dhe rrymën) në spirale.

Këtu është një shembull i një instalimi të tillë të prodhuar nga një kompani braziliane Cidepe:

Dhe këtu është instalimi demonstrues i universitetit Universiteti i Naftës dhe Mineraleve King Fahd:
...

Lëshuesi i diskut
Gjithashtu interesant është varianti i përshpejtuesit të induksionit - hedhësi i diskut (" lëshues i diskut"/"revole disku"ose" lëshues rondele"):

Rryma alternative që rrjedh nëpër spiralen (1) dhe krijon një fushë magnetike alternative pranë saj zakonisht gjenerohet kur një kondensator i ngarkuar (2) shkarkohet në këtë spirale. Për ndërrim, një tiristor mund të përdoret si çelës (3). Disku (4) lëviz lart nën ndikimin e forcës elektromagnetike.

Një lëshues i ngjashëm i diskut përshkruhet në faqe PowerLabs studiues Sam Barros:

Për të fuqizuar një spirale të sheshtë prej 7 rrotullash, të mbështjellë me tela bakri të bllokuar me diametër 3 mm (seksioni 16 mm2), një bateri me dy kondensatorë me një kapacitet total 12600 μF për një tension 450 V (energjia maksimale 1.3 kJ) përdoret. Kondensatorët kalojnë në një spirale nga një tiristor (300 A / 1200 V). Në eksperiment u përdor një disk alumini me peshë 70 g.

Një përshkrim i një lëshuesi tjetër të diskut jepet në faqe Nisësi EMP HDD Online Instruktues. Ky përshpejtues përdor një bateri prej 20 kondensatorësh 100 uF, të ngarkuar në një tension prej 400 V. Kur ndezet, një disk alumini hidhet 10 këmbë në ajër. Kjo foto tregon momentin kur disku ngrihet:

Një blic i ndritshëm është i dukshëm kur çelësi është i mbyllur. Çelësi është një dizajn origjinal, i mbajtur në gjendje të fikur nga një fije e tensionuar:

Një hedhës i diskut me induksion me një bankë kondensatori të ngarkuar në një tension prej 900 V përshkruhet në faqe Lashuesit rondele studiues :

Një nga arritjet më të larta të këtij studiuesi të jashtëzakonshëm mund të konsiderohet një lëshues disku që përmban një bateri kondensatorësh me një kapacitet total prej 1500 μF në një tension prej 2 kV.

Avantazhet dhe disavantazhet
Dinjiteti Përshpejtuesi i induksionit është me efikasitet të lartë dhe nuk ka nevojë të ndërpritet pulsi aktual (ndryshe nga një armë Gauss).

Disavantazhi një lëshues i diskut me induksion mund të konsiderohet një formë jo-aerodinamike e predhave.

Konfigurimi im eksperimental

Unë kam krijuar një përshpejtues induksioni eksperimental, elementët kryesorë të të cilit janë:

spirale - spirale e sheshtë ( spirale e sheshtë, shpesh quhet spirale petullash):

Për të rritur forcën e spirales, e mbusha atë me "epoksi", pasi shkalla e lartë e ndryshimit të fushës magnetike shkakton deformim të spirales.

Induktiviteti $L$, μH, i një spirale të tillë përcaktohet nga shprehjet ( http://www.deepfriedneon.com/tesla_f_calcspiral.html):
$A = ((D_i + N (W + S)) \mbi (2))$
$L = ((N^2 + A^2) \mbi (30 A - 11 D_i))$,
ku $D_i$ është diametri i brendshëm në inç, $N$ është numri i kthesave, $W$ është diametri i telit në inç, $S$ është distanca midis kthesave në inç

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

Ekziston edhe një formulë e ngjashme ( http://www.pulsedpower.eu/toolbox/toolbox_inductances.html):
$L = (N^2) (((R)^2) \mbi (8 R + 11 W))$,
ku $R$ është rrezja mesatare e spirales në inç, $N$ është numri i rrotullimeve, $W$ është gjerësia e mbështjelljes në inç

Për spiralen time, diametri i telit pa izolim = 0,7 mm, diametri i telit me izolim = 2 mm, numri i kthesave = 9, diametri i brendshëm = 10 (?) mm, diametri i jashtëm = 48 mm, gjerësia e mbështjelljes = 17 mm, rrezja mesatare = ... mm.
Induktiviteti i vlerësuar i spirales, µH:
sipas formulës (1) - ...,
sipas formulës (2) - ...,
sipas formulës (3) - .....

Rezistenca omike e spirales është më pak se 0.5 ohm.

kondensator - bateri me dy kondensatorë:

680 µF në 400 V;
220 µF në 450 V
(Kapaciteti total ishte 900 µF)

tiristor - tiristor - Tiristor i kunjit me shpejtësi të lartë: "125" nënkupton rrymën maksimale të lejueshme efektive (125 A); "9" nënkupton klasën e tiristorit, d.m.th. tension i përsëritur i pulsit në qindra volt (900 V).
pamja:

dimensionet:

Për të ngarkuar kondensatorin, mblodha një qark dyfishues të tensionit gjysmë-valë të mundësuar nga një prizë elektrike shtëpiake:

Llambë neoni La1, i lidhur përmes një rezistence kufizuese të rrymës R1, përdoret për të treguar praninë e tensionit të rrjetit. Rezistencë R2 kufizon rrymën e karikimit. Kondensator C1 dhe diodat D1 Dhe D2 formoni një shumëzues tensioni për të ngarkuar kondensatorin C2. Tensioni i ngarkimit kontrollohet nga një multimetër V.

Karikimi i një baterie me kondensatorë deri në 380 V zgjat 170 s.

Diagrami i pjesës së fuqisë së përshpejtuesit të induksionit duket si ky:

Për të ndezur tiristorin VS Unë përdor bateri me dy formate A.A. në 1.5 V ( G.B.).
Një diodë mbrojtëse është e lidhur paralelisht me spiralen VD UF5406.

Vlera maksimale e rrymës në spirale nuk kalon $I_(pik) = (U (\sqrt((C) \mbi ()L)))$.

Rezultatet eksperimentale

Kam kryer eksperimentet e mia të para me një prerje të poshtme nga një kapak shishe metalike:
...

Rezultatet e eksperimenteve ishin si më poshtë:

Tensioni, V	Lartësia e ngritjes, cm
300	22
350	33
380	47

Disavantazhet e një predheje të tillë janë trashësia e saj e vogël dhe forma joaerodinamike.

Vazhdon.