Thomson bobini, iletkenler alternatif bir manyetik alanla etkileşime girdiğinde ortaya çıkan çeşitli etkilerin daha önce fizik derslerinde gösterildiği basit bir cihazdır. Okul konserlerinde onun yardımıyla komik elektrik numaraları gösterdiler ve eğlenceli bilim akşamları düzenlediler.
Bir sahne hayal edin, üzerinde masa örtüsüyle örtülü bir masa var. Masanın üzerine alüminyum bir halka koyuyorsunuz ve aniden uçuyor. Masanın üzerine konulan tava kendi kendine ısınıyor ve içine dökülen su kaynıyor: Masaya getirilen bir elektrik lambası, ona ulaşan hiçbir kablo olmamasına rağmen yanıp sönüyor... Okul çocuklarının gösterdiği komik deneyler bunlar.. Thomson bobinini masanın altına saklayarak (Şekil 1). Umarız okul akşamınızı da aydınlatırlar. Doğru, Thomson bobini muhtemelen tüm fizik derslerinde korunmaz, bu yüzden onu kendiniz yapmanız gerekecek.
Hemen uyarmak isterim: Bu cihaz yüksek akım için tasarlanmıştır, yaklaşık 10-13 amper olduğundan Thomson bobini yalnızca uygun güç kablolarının bulunduğu bir odada kullanılabilir. Ve tabii ki bir öğretmenin huzurunda. 127V voltajla çalışacağımız için bir düşürücü transformatöre ihtiyacınız olacak.
İlk olarak size Thomson bobininin nasıl yapıldığını anlatacağız. Ahşap bir çerçeve, bir demir çekirdek ve sargıdan monte edilir (Şek. 1). Çekirdek, genişliğe sahip transformatör çelik plakalarından yapılmıştır50 mm ve uzunluk 380 mm. (Elinizde farklı genişlikte plakalar varsa bunların sayısı çekirdek alanı en az 25 cm2 olacak şekilde olmalıdır.)
Plakaların her iki tarafını da vernikle kaplayın. Bu şekilde yalıtılan plakaları bir torbaya toplayıp çerçeveye yerleştirin.
Gevşek bir şekilde yerleştirilmiş plakalar “vızıltı” yapacak ve izleyici bunu hemen fark edecektir. Bu nedenle plakaları çerçeveye yerleştirmeden önce epoksi yapıştırıcı ile kaplayın. Çekirdek ayrıca 2-3 mm çapında tavlanmış çelik tel parçalarından da yapılabilir. Yalnızca yumuşak tel seçin; elastik veya çelik tel uygun değildir. Tel parçalarını boyayla boyayın. Tel çekirdeği monte ederseniz bobin çerçevesindeki deliğin 36 cm2 alana kadar genişletilmesi gerekir. Döşemeden önce, monolitik bir çekirdek demeti oluşturmak için teli epoksi yapıştırıcıyla da yağlayın.
Birleştirilmiş çekirdeği kullanarak bobin çerçevesini kontrplaktan yapıştırın. Sargı, çift kağıt yalıtımlı 2,4 mm çapında bir tel ile sırayla yapılır. Bir katmana yaklaşık 90 dönüş sığmalıdır. Her katmanı çabuk kuruyan vernikle kaplayın ve ardından sarın. her katman için aydınger kağıdıyla sarma.
Bitmiş bobini ancak vernik sertleştikten sonra test edebilirsiniz. Deneyleri gösterirken sargının aşırı ısınmadığından emin olun.
Şimdi hile deneylerinin kendisi hakkında konuşalım.
Deneyim I
Yani bobin masanın altına gizlenmiştir. Devasa bir alüminyum kızartma tavası alıp içine biraz su döküyor ve üzerine bir parça asbest yerleştirdikten sonra masanın üzerine koyuyorsunuz. Sizin (tabii ki izleyici tarafından görülmeyecek) sinyaliniz üzerine, perde arkasındaki asistan akımı açar ve 
Tavadaki su bir süre kaynar (Şek. 2). Bunun nedeni, bobinin alternatif manyetik alanının etkisi altında kızartma tavasında girdap akımlarının ortaya çıkmasıdır. EMF'leri (elektromotor kuvveti) bir voltun kesiridir, ancak akımların büyüklüğü büyüktür. Sonuç olarak kızartma tavasının hafif direncine rağmen yüzeyinde yoğun ısı oluşumu meydana gelir. Su kaynarsa tava çok ısınabilir. Bu nedenle deney dikkatli yapılmalı ve asbest contası unutulmamalıdır.
Şimdi kendimize şu soruyu soralım: neden masa üstü değil de kızartma tavası ısınıyor, üzerinde saat veya saat gibi metal nesneler olmadığı sürece neden elinizi serbestçe masaya getirebiliyorsunuz? bir yüzük! Sonuçta masa üstünde ve elde de girdap akımları ortaya çıkar, ancak yüksek direnç nedeniyle bunların büyüklüğü önemsizdir ve çok az ısı üretilir.
Endüstriyel koşullarda oldukça mümkün olan alternatif manyetik alan akımının frekansı arttırılırsa ortaya çıkan ısı da buna bağlı olarak artacaktır. Ve sonra örneğin nemli tahtaları kurutabilirsiniz. Ahşap içte ve dışta eşit şekilde ısınır ve çabuk kurur. Fizik tedavi odalarındaki doktorlar burun akıntısını (UHF) aynı yöntemle tedavi ederler.
Alternatif bir elektromanyetik alan, metalurjide, örneğin yüksek kaliteli çeliğin eritilmesinde de kullanılır.
Deneyim II
Masanın üzerinde alüminyum bir halka var. Aniden yükseğe sıçrar ve düşer. Yüzüğün bu alışılmadık davranışının nedeni de girdap akımlarıdır. Halkanın içinden akarak onu bir elektromıknatısa dönüştürürler (Şekil 3). Halkadaki ve Thomson bobinindeki akımın yönü saniyede 50 kez değişir. Ayrıca bobin çekirdeğinin üst ucunda bir kuzey manyetik kutbu belirirse, aynı kutup halkanın alt yüzeyine de takılır. Ve tam tersi.
Aynı adı taşıyan manyetik kutupların birbirini ittiği bilinmektedir. Bu yüzden yüzük masanın üzerinden sekiyor.
Aynı deneyim başka bir şekilde de gösterilebilir. Halkanın içinden ince, görünmez bir iplik geçirin; halka hafifçe titreyerek masanın üzerinde asılı kalacaktır. Veya serbestçe yüzmesini sağlayabilirsiniz.
Thring ve Laithwaite'in 1980 yılında "Mir" yayınevi tarafından Rusça çevirisiyle yayınlanan "Nasıl İcat Edilir?" adlı kitabı, "bunun yapılabileceği W şeklinde çekirdekler üzerine monte edilmiş iki endüksiyon bobini sayesinde" cihazları anlatıyor. paralel bağlanarak oluştur 
dikdörtgen bir metal plakanın stabil bir şekilde yüzebildiği (havaya yükselebildiği) bir elektromanyetik alan (Şekil 4).
Ellili yılların başındaki uluslararası sergilerden birinde, havada yüzen ve üzerinde çırpılmış yumurtaların kızartıldığı bir tavayı göstermek için benzer bir cihaz kullanıldı.
Güzel bir numara, hepsi bu, diyorsun. Ancak bu numara, zamanın gösterdiği gibi, teknolojide, özellikle metalurjide, ultra saf metallerin eritilmesinde faydalıydı. Metalurjistler, eritilen metali temiz tutmanın ne kadar zor olduğunu biliyorlar: Potaya (metal kabı) herhangi bir dokunuş kontaminasyona yol açar. Ve bir çıkış yolu buldular - pota olmadan eritmek. Kaldırma kullanılarak, bir metal parçası vakumda asılı kalır ve girdap akımları tarafından ısıtılarak erir.
DeneyimIII
Kontrplak veya kartondan bir bobin yapın, buna alıcı diyelim (Şek. 5). Sabırlı olun - 0,25 mm çapında 1500 tur vernikli teli makaraya sarın ve uçlarını bağlayın İle elektrikli kartuş no. Daha sonra kartuşu bobinin üst yanağına vidalayın ve içine 15 watt'lık 127 V'luk bir lamba yerleştirin. Bobini ve kartuşu, koni şeklinde bir kutu oluşturmak için yavaşça masaya yaklaştırın. masanın altına gizlenmiş bobine yaklaşırsa, daha parlak, daha parlak, daha parlak yanacaktır. Açıklama basit: Alternatif bir manyetik alandaki endüksiyon akımları, bobinin dönüşlerinde bir akım oluşturur ve lamba bundan yanar. Tüm bu cihaz, birincil sargısı masanın altına gizlenmiş ve ikincil sargısı deneycinin elinde olan bir transformatöre benzer. Örneğin bir cep fenerinden veya neondan daha düşük güçlü bir lamba alabilirsiniz. Biraz enerji yeterlidir. Bu durumda alıcı bobin halka boyutunda yapılabilir.
DeneyimIV
Germe makarasını arabanın kağıt modelinin altına yapıştırın. 0,5A akıma dayanabilen herhangi bir diyot aracılığıyla onu mikroelektrik motora bağlayın (Şek. 6). Bu durumda araba, elektromanyetik alandan enerji alarak aküsüz olarak masanın üzerinde hareket edecektir. Oyuncağın elektrik motorunun ve diğer metal parçalarının aşırı ısınıp arızalanabileceğini lütfen unutmayın; bu nedenle deneyi 30-40 saniyeden fazla göstermeyin.
Bu deney, enerjinin kablolar olmadan iletilmesi şeklindeki eski fikri göstermektedir. Unutmayın, A. Tolstoy'un "Aelita" romanının kahramanları, elektromanyetik alanın enerjisiyle çalışan bir gemide Mars'ın üzerinden uçtular. Farklı ülkelerden birçok mucit bu fikir üzerinde çalıştı ve çalışıyor.
Fransa'da 60'lı yılların ortalarında, küçük bir helikopterin motoruna santimetre radyo dalgaları demeti ile güç sağlamak için deneyler yapıldı (Hatırlayın: herhangi bir alternatif elektromanyetik alan olarak düşünülebilir).radyo dalgaları). Helikopterin uçmasına rağmen güç kaynağının çok hantal, pahalı ve etkisiz olduğu ortaya çıktı. Radyo dalgalarının uzunluğunun azaltılmasının gerekli olduğu ortaya çıktı. Daha sonra verici ve alıcı antenlerin boyutları kabul edilebilir hale gelecek ve iletim sırasındaki kayıplar azalacak. Artık birkaç mikron veya daha kısa uzunlukta elektromanyetik dalgalar elde edebiliyoruz. Bu radyasyonlazerler tarafından yaratılmıştır. Birçok ülkede lazer ışınından enerji alan uzay roketleri için projeler geliştiriliyor. Bu enerji aktarım yönteminin yıldızlararası uçuşlarda bile faydalı olacağı varsayılmaktadır.
DeneyimV
Masanın üzerine bir cam kase su konur. 8'den içi boş bir metal top fırlatılıyor (Şek. 7). Thomson bobini açıldığında top yatay bir eksen etrafında dönmeye başlar. Deney, en basit AC motorların çalışma prensibini göstermektedir. Topun yüzeyinde ortaya çıkan indüksiyon akımları, topun yarısından birini kaldırma eğiliminde gibi görünüyor. Rotasyon bu şekilde ortaya çıkar. Rotoru sıradan bir alüminyum disk olan bir elektrik sayacı bu prensiple çalışır.
Bu arada, yüksek frekanslı bir elektromanyetik alanda motor rotoru dakikada milyonlarca devire kadar döndürülebilir. Bu dönme ilkesi, örneğin yapıların ve malzemelerin mukavemetini incelemek için kullanılan tesislerde yerleşiktir.
DeneyimVI
Tuzlu suyu bir tabağa dökün ve masanın üzerine koyun. Thomson bobinini açın, suyun yüzeyinde dalgalar görünecektir. İzleyicilerin onları net bir şekilde görebilmesini sağlamak için, el fenerinden gelen ışığı, su yüzeyinden gelen yansımanın duvara yansıtılacağı şekilde plakaya yönlendirin (Şek. 8).
Muhtemelen bu deneyime kendiniz kolayca bir açıklama yapabilirsiniz. Sıvıda ortaya çıkan elektromanyetik alanın girdap akımlarının sıvı üzerinde sıradan iletkenlerle aynı etkiye sahip olduğunu söyleyelim.
Endüstride bu fenomen erimiş çeliğin karıştırılmasında kullanılır.Belki de deneyler hakkında hatırlayabildiğimiz tek şey budur. İle Thomson bobini. Belki bazılarınız bunlara ekleme yapabilir?
A. ILYIN, mühendis. 10, 1983 Sayılı “Genç Teknisyen” dergisinden.
Şu soruya: Bir magnetron komşunun ses ekipmanına zarar verebilecek kapasitede midir? yazar tarafından verilmiştir Farrow en iyi cevap Zor ama teknik olarak mümkün.
Öncelikle mikrodalgadaki tüm kilitleme sistemlerini çıkarmayı başarmanız gerekir. İkinci olarak, rezonatör çıkışını açmak için bu mikrodalgayı sökmeyi başarmanız gerekir. Üçüncüsü, bu çıkışın parabolik bir antenin (genel tabirle "çanak") odağına yerleştirilmesi gerekir. Dördüncüsü, bu plakayı komşunuza değil, tam olarak ekipmana körü körüne doğrultmanız gerekir. Çünkü eğer bir komşuya karşıysa bu gerçekten bir makaledir. Aslında, diğer her şey de bir makaledir, ancak sadece farklıdır (Ceza Kanunu yerine idari).
Aynı zamanda hala teknik garanti yok... Magnetron gücünün, bir tür koruma varlığında ekipmanı makul bir mesafede kızartmak için yeterli olduğu bir gerçek değil ve ayrıca ideal olarak plakanın olmaması gerekir. parabolik ama eliptik - ve bunu nereden bulabilirim... peki ve farklı nedenlerden dolayı kırk varil daha.
Yanıtlayan: 22 cevap[guru]
Merhaba! İşte sorunuzun yanıtlarını içeren bir dizi konu: Bir magnetron komşunun ses ekipmanına zarar verebilir mi?
Yanıtlayan: Evgeniy Smorodinov[guru]
HAYIR. ama biraz ışınlanmış olabilirsiniz.
Yanıtlayan: Nöropatolog[guru]
Bu, kafada beyinlerin tamamen yokluğunu gerektirir. Aptal olmayın, mikrodalga fırınların hiçbir zaman kimseye faydası olmadı; ellerinizi canlıya kaynaklamak muhtemelen acı vericidir.
Yanıtlayan: Katkı yapmak[guru]
Bunu yapmak için onu ekipmanın kendisine yerleştirmeniz gerekecek. Ayrıca magnetronla oynamak sana daha fazla zarar verecektir, kötü bir fikirdir.
Yanıtlayan: Oriy Gvozdev[guru]
Belki. Arnavut kaldırımı yerine kullanırsanız.
Yanıtlayan: Ekaterina Kiseleva[guru]
ona Lyulei'yi ve meselenin sonunu ver
Yanıtlayan: Gezgin[guru]
Bu magnetron çok zayıf.... ama MI-268'i.... KOMŞU'nun hoparlörünün difüzörüne getirirseniz ve keskin bir şekilde uzaklaşırsanız, gerçekten hoparlördeki bobini kırabilirsiniz.... temel olarak, eğer kendinizi bu KOMŞUNUN dairesinde bulursunuz, aynı şey bir terzi iğnesi ile basit bir AWL ile de yapılabilir....
Yanıtlayan: Vladimir Vyalkov[guru]
bir ara komşunuz da uyuyor, bu anı değerlendirin
Yanıtlayan: Vadim dvoeglazou[guru]
Magnetron deneyleri ve daha fazlası hakkında ilginç site
Yanıtlayan: Andrey Kotousov[guru]
Mikrodalga ile işinizi basit tutun. Duvarda küçük bir delik açın ve içine “Rustler” tipi bir mikrofon takın. Bir gece ekipmanı kayda alma konusunda uzlaşmanız gerekir. Daha sonra, şafak vakti, yaklaşık beş buçukta, hoparlörleri duvarlarına doğrultarak müziklerini açın. Diyelim ki polisi aradılar ama sizin kaydınızda şirketlerinden gürültülü sesler duyuluyor)) Fikir açık...
Doğru, arkadaşım kulübedeki arabasında hoparlörlerini yaktı ama geceleri komşularının gürültü yapmasını engelledi.
THOMSON BOBİN İLE DENEYLER-ODAKLAR
Thomson bobini, iletkenler alternatif bir manyetik alanla etkileşime girdiğinde ortaya çıkan etkileri gösteren bir cihazdır. Bununla birlikte, örneğin bobini masanın altına saklayarak komik elektrik numaraları gerçekleştirebilirsiniz.
Bobin, yaklaşık 10-13 amperlik yüksek akım için tasarlanmıştır, bu nedenle yalnızca uygun güç kablolarının bulunduğu bir odada bir öğretmenin huzurunda kullanılabilir. 127 V besleme gerilimi ile düşürücü bir transformatör gerekli olacaktır.
Thomson bobini nasıl yapılır?
Ahşap veya plastik bir çerçeveden, demir çekirdekten ve sargıdan monte edilir. Çekirdek, 50 mm genişliğinde ve 380 mm uzunluğunda transformatör çelik plakalarından yapılmıştır. (Elinizde farklı genişlikte levhalar varsa bunların sayısı çekirdek alanı en az 25 m2 olacak şekilde olmalıdır.
Plakaların her iki tarafı da cilalanmalı, bir torbada toplanmalı ve çerçeveye yerleştirilmelidir.
Gevşek oturan plakalar. Bu nedenle plakaları çerçeveye yerleştirmeden önce epoksi yapıştırıcı ile kaplayın.
Çekirdek ayrıca 2-3 mm çapında tavlanmış çelik tel parçalarından da yapılabilir. Yalnızca yumuşak tel seçin; elastik veya çelik tel uygun değildir. Tel parçalarını boyayla boyayın. Tel çekirdeği monte ederseniz bobin çerçevesindeki deliğin 36 cm2 alana kadar genişletilmesi gerekir. Döşemeden önce, monolitik bir çekirdek demeti oluşturmak için teli epoksi yapıştırıcıyla da yağlayın.
Birleştirilmiş çekirdeğin boyutlarına göre bir bobin çerçevesi yapın.
Sargı, 2,4 mm çapında tel ve çift kağıt yalıtım kullanılarak dönüş dönüşlü olarak yapılır. Bir katmana yaklaşık 90 dönüş sığmalıdır. Toplamda 9 tane var. Her katmanı çabuk kuruyan vernikle kaplayın ve ardından sarımı aydınger kağıdıyla sarın. Ve böylece her katman için. Bitmiş bobini ancak vernik sertleştikten sonra test edebilirsiniz. Deneyleri gösterirken sargının aşırı ısınmadığından emin olun. Şimdi hile deneylerinin kendisi hakkında konuşalım.
Deneyim I
Yani bobin masanın altına gizlenmiştir. Devasa bir alüminyum kızartma tavası alıp içine biraz su döküp üzerine bir parça asbest koyduktan sonra masanın üzerine koyuyorsunuz. Sizin (tabii ki izleyici tarafından görülemeyen) sinyaliniz üzerine, perde arkasındaki asistan akımı açar ve bir süre sonra tavadaki su kaynar.
Bunun nedeni, bobinin alternatif manyetik alanının etkisi altında kızartma tavasında girdap akımlarının ortaya çıkmasıdır. EMF'leri (elektromotor kuvveti) bir voltun kesiridir, ancak akımların büyüklüğü büyüktür. Sonuç olarak, kızartma tavasının hafif direncine rağmen yüzeyinde yoğun ısı oluşumu meydana gelir.
Su kaynarsa tava çok ısınabilir. Bu nedenle deney dikkatli yapılmalı ve asbest contası unutulmamalıdır.
Neden masa üstü değil de kızartma tavası ısınıyor?
Üzerinde saat veya yüzük gibi metal nesneler olmadığı sürece neden elinizi serbestçe masaya getirebiliyorsunuz?
Sonuçta, masanın üstünde ve elde de girdap akımları ortaya çıkıyor, ancak yüksek direnç nedeniyle bunların büyüklüğü önemsizdir ve çok az ısı üretilir.
Endüstriyel koşullarda oldukça mümkün olan alternatif manyetik alan akımının frekansı arttırılırsa ortaya çıkan ısı da buna bağlı olarak artacaktır. Ve sonra örneğin nemli tahtaları kurutabilirsiniz. Ahşap içte ve dışta eşit şekilde ısınır ve çabuk kurur. Fizik tedavi odalarındaki doktorlar burun akıntısını (UHF) aynı yöntemle tedavi ederler. Alternatif bir elektromanyetik alan, metalurjide, örneğin yüksek kaliteli çeliğin eritilmesinde de kullanılır.
Deneyim 2
Masanın üzerinde alüminyum bir halka var. Aniden yükseğe sıçrar ve düşer.
Yüzüğün bu alışılmadık davranışının nedeni de girdap akımlarıdır. Halkanın içinden akarak onu bir elektromıknatısa dönüştürürler. Halkadaki ve Thomson bobinindeki akımın yönü saniyede 50 kez değişir. Ayrıca bobin çekirdeğinin üst ucunda bir kuzey manyetik kutbu belirirse, aynı kutup halkanın alt yüzeyine de takılır. Ve tam tersi.
Aynı isimli manyetik kutupların birbirini ittiği bilinmektedir. Bu yüzden yüzük masanın üzerinden sekiyor.
Aynı deney başka bir şekilde de gösterilebilir: halkanın içinden ince, görünmez bir iplik geçirin; halka hafifçe titreyerek masanın üzerinde asılı kalacaktır. Veya serbestçe yüzmesini sağlayabilirsiniz.
Ellili yılların başındaki uluslararası sergilerden birinde, havada yüzen ve üzerinde çırpılmış yumurtaların kızartıldığı bir tavayı göstermek için benzer bir cihaz kullanıldı.
Bu arada, bu numara metalurjide ultra saf metallerin eritilmesinde faydalıydı. Metalurji uzmanları, eritilmiş metali temiz tutmanın ne kadar zor olduğunu biliyorlar - potaya (metal kabı) herhangi bir dokunuş kontaminasyona yol açar. Ve bir çıkış yolu buldular; pota olmadan eritmek. Kaldırma kullanılarak, bir metal parçası vakumda asılı kalır ve girdap akımları tarafından ısıtılarak erir.
Deneyim 3
Kontrplak veya kartondan bir alıcı makara yapın. 0,25 mm çapında vernikli teli 1500 tur makaraya sarın ve uçlarını elektrikli mandrene bağlayın. Daha sonra kartuşu bobinin üst yanağına vidalayın ve içine 15 watt'lık 127 V'luk bir lamba yerleştirin. Bobini ve kartuşu koni şeklinde bir kutu oluşturacak şekilde renkli kağıtla örtün. Lambayı yavaşça masaya yaklaştırın; masanın altına gizlenmiş bobine yaklaştığınızda, daha parlak ve daha parlak yanacaktır. Açıklama basit: Alternatif bir manyetik alandaki endüksiyon akımları, bobinin dönüşlerinde bir akım oluşturur ve lamba bundan yanar.
Tüm bu cihaz, birincil sargısı masanın altına gizlenmiş ve ikincil sargısı deneycinin elinde olan bir transformatöre benziyor. Örneğin bir el feneri veya neondan daha düşük güçlü bir lamba alabilirsiniz. Parıltıları masadan daha da uzak bir mesafede farkedilecek. Bir LED'in kullanımından özellikle ilginç bir sonuç elde edilir, çünkü onu aydınlatmak için çok az enerji yeterlidir. Bu durumda alıcı bobin halka boyutunda yapılabilir.
Deneyim 4
Germe makarasını arabanın kağıt modelinin altına yapıştırın. 0,5 A akıma dayanabilen herhangi bir diyot aracılığıyla onu mikroelektrik motora bağlayın. Bu durumda araba, elektromanyetik alandan enerji alarak aküsüz olarak masanın üzerinde hareket edecektir. Oyuncağın elektrik motorunun ve diğer metal parçalarının aşırı ısınıp arızalanabileceğini lütfen unutmayın; bu nedenle deneyi 30-40 saniyeden fazla göstermeyin.
Bu deney, enerjinin kablolar olmadan iletilmesi şeklindeki eski fikri göstermektedir.
Birçok ülke lazer ışınından enerji alan uzay roketleri için projeler geliştiriyor. Bu enerji aktarım yönteminin yıldızlararası uçuşlarda bile faydalı olacağı varsayılmaktadır.
Deneyim 5
Masanın üzerine bir cam kase su konur. İçine içi boş bir metal top fırlatılır. Thomson bobini açıldığında top yatay bir eksen etrafında dönmeye başlar. Deneyim, en basit AC motorların çalışma prensibini göstermektedir. Topun yüzeyinde ortaya çıkan indüksiyon akımları, topun yarısından birini kaldırma eğiliminde gibi görünüyor. Dönme bu şekilde gerçekleşir.
Rotoru sıradan bir alüminyum disk olan bir elektrik sayacı bu prensiple çalışır.
Bu arada, yüksek frekanslı bir elektromanyetik alanda motor rotoru dakikada milyonlarca devire kadar döndürülebilir. Bu dönme ilkesi, örneğin yapıların ve malzemelerin mukavemetini incelemek için kullanılan tesislere dahil edilmiştir.
Deneyim 6
Tuzlu suyu bir tabağa dökün ve masanın üzerine koyun. Thomson bobinini açın, su yüzeyinde dalgalar görünecektir. İzleyicilerin onları net bir şekilde görebilmesini sağlamak için, fenerden gelen ışığı plakaya yönlendirerek su yüzeyinden gelen yansımanın duvara yansıtılmasını sağlayın.
Burada, sıvıda ortaya çıkan elektromanyetik alanın girdap akımları, onun üzerinde sıradan iletkenlerle aynı etkiye sahiptir. Endüstride bu fenomen erimiş çeliğin karıştırılmasında kullanılır.
Ana bölüm……………………………………………………………10
Sonuç……………………………………………………………..22
Kaynakça………………………………………………………………...23
Başvurular……………………………………………………………………………………24
GİRİİŞ
Elektromanyetik kütle hızlandırıcı(EMU), elektromanyetik kuvvetleri kullanarak cisimleri hızlandırmaya yönelik kurulumun genel adıdır.Elektromanyetik kütle hızlandırıcılar genellikle aşağıdaki tiplere ayrılır:
Demiryolu silahı- darbeli elektrot kütle hızlandırıcı “ray tabancası” (İngilizce “Ray tabancası” ndan).
^ Thompson bobini - indüksiyon kütle hızlandırıcısı (“Thompson silahı”).
^ Gauss silahı- manyetik kütle hızlandırıcı “Gauss tabancası” (İngilizce “Gauss tabancası”ndan). Manyetik alanın ölçüm birimlerinin adı bilim adamı ve matematikçi Gauss'tan gelmektedir.
Christian Birkeland genellikle elektromanyetik kütle hızlandırıcının mucidi olarak kabul edilir. Christian Birkeland, Oslo Üniversitesi'nde fizik profesörü (1898'den 1917'ye kadar çalışıyor), 1901'den 1903'e kadar. “elektromanyetik silahı” için üç patent aldı. 1901'de Birkeland bu türden ilk bobin tipi elektromanyetik silahı yarattı ve bunu 500 g ağırlığındaki bir mermiyi 50 m/s hıza çıkarmak için kullandı (2). 1903'te yaratılan ikinci büyük topun yardımıyla. Şu anda Oslo'daki Norveç Teknik Müzesi'nde sergilenen bu makine, 10 kg ağırlığındaki bir merminin yaklaşık 100 m/s hıza ulaşmasını sağladı. Silahın kalibresi 65 mm, uzunluğu 10 m'dir. Aynı sıralarda Nikolai Benardos bir elektromanyetik silahın patentini aldı. K.E. Tsiolkovsky yazılarında roket fırlatmak için elektromanyetik hızlandırıcı kullanma seçeneğini de değerlendirdi.
Topçuların menzilini artırmak için yola çıkan Rus mühendisler Podolsky ve Yampolsky, 1915'te “manyetik-fugal” (elektromanyetik) silah projesi yarattılar. Namlusunun bir dizi indüktör şeklinde yapılması gerekiyordu. Komuta üzerine akımın onlara sağlanması gerekiyordu. Yazarlar, belirli bir santral gücü için, 50 metrelik namlu boyunca elektromıknatıslarla hızlandırılan bir merminin 915 m/s hıza ulaşacağını ve 300 km'ye kadar uçacağını savundu. Topçu Komitesi uzmanları, Podolsky ve Yampolsky projesinin uygulanmasının "zamansız" olduğunu değerlendirdi. Aynı kader Fransız Fachon ve Villeple'ın elektromanyetik silah projesinin de başına geldi. Namlusu, mermi hareket ettikçe voltajın dönüşümlü olarak uygulanması gereken bir solenoid bobin zinciriydi. Mucitler fikirlerinin uygulanabilirliğini doğruladılar: 50 gramlık bir mermi, bir elektromanyetik silah modelinden ateşlendiğinde 200 m/s hıza ulaştı.
^ Fachon ve Villeple'ın elektromanyetik silahının ortak görünümü.
O zamandan beri, teorik buluşu pratik kullanıma uygun bir cihaza dönüştürmek için periyodik olarak girişimlerde bulunulmuştur.
Dünyada temelde yeni elektromanyetik kütle hızlandırıcıların yaratılmasına yönelik sistematik bilimsel çalışmalar 20. yüzyılın 50'li yıllarında başladı. Bu alandaki yerli gelişmelerin kurucularından biri, seçkin Sovyet bilim adamı, plazma araştırmacısı L.A. Artsimovich, "raylı tüfek" kavramını Rus terminolojisine sokan kişiydi.
Elektromanyetik silahın tüm kritik bileşenleri üzerindeki çalışmalar Amerika Birleşik Devletleri'nde hızla ilerliyor ve diğer ülkelerde de başlıyor. Bir silah olarak Gauss topu, diğer küçük silah türlerinin sahip olmadığı avantajlara sahiptir. Bu, kartuşların yokluğu ve sınırsız başlangıç hızı ve mühimmat enerjisi seçimi, sessiz atış olasılığı, nispeten düşük geri tepme, teorik olarak daha fazla güvenilirlik ve aşınma direncinin yanı sıra uzay dahil her koşulda çalışabilme yeteneğidir. .
Hızlandırıcı, enerji depolama ve darbe üretimindeki mevcut gelişmeler, silah sistemlerinin yakın gelecekte elektromanyetik silahlarla donatılabileceğini olası kılmaktadır. Bu hedefe ulaşmak, güç kaynağı ve mermiler de dahil olmak üzere elektromanyetik silahın hemen hemen her yönü üzerinde yoğun araştırma ve geliştirme çalışmaları gerektirecektir. Yeni malzemeler önemli bir rol oynayacak. Kompakt ve güçlü elektrik akımı kaynaklarına ve yüksek sıcaklık süper iletkenlerine ihtiyaç vardır.
Elektromanyetik silah, beklenen askeri önemine ek olarak, sivil sektörde önemli etkiye sahip teknolojik ilerleme ve yenilik için güçlü bir itici güç olmalıdır.
Solenoid bazlı hızlandırıcıları kullanmanın egzotik yolları arasında, konsepte dikkat etmek önemlidir. roketlerin yardımı olmadan nesneleri uzaya fırlatmak. Bir veya birkaç solenoidden çok kilometrelik bir tünel inşa ederek, yerçekiminin üstesinden gelmeye yetecek bir vücut hızlanma oranının sağlanmasının mümkün olduğu varsayılmaktadır. Ayrıca, bir raylı silahın veya gazların termal genleşmesine dayanan geleneksel bir atıştan farklı olarak, fırlatılan nesneye nispeten yumuşak bir hızlanma sağlanır. Bu, yalnızca aşırı yüklenmeden korkan karmaşık ve kırılgan bilimsel ekipmanların değil, aynı zamanda insanların da gönderilmesini mümkün kılar.
Doğal uydumuz Ay'da benzer uzay hızlandırıcılarının inşasının daha umut verici görüldüğünü belirtmekte fayda var. Atmosferin neredeyse yokluğu ve düşük yerçekimi + düşük ortam sıcaklığı, süper iletken mıknatıslar için harika fırsatlar yaratıyor. Doğrusal bir motora veya solenoid tüneline dayalı bir monoray hızlandırıcının Ay yüzeyine hafif bir açıyla yatay olarak yerleştirilmesi planlanıyor. Tesise güneş panellerinden veya Ay'a getirilen nükleer reaktörlerden güç sağlanabilecek. Böylece uzay aracına yüksek bir başlangıç hızı verilecek ve ardından iyon motorları devreye girecek.
Bu haliyle Ay, güneş sisteminin daha fazla araştırılması için bir aktarma üssüne, hatta ilk dünyasal uzay limanına dönüşecektir. Füzyon reaktörleriyle çalışan dev hızlandırıcıların, uzay aracını uzak gezegenlere ulaşması yıllar yerine aylar sürecek hızlara çıkarabileceğini hayal etmek zor değil. Ve eğer hızlandırıcının düz olması gerekmediğini ve tünelin herhangi bir yönde sonlanacak şekilde spiral şeklinde inşa edilebileceğini hatırlarsak, o zaman olasılıklar gerçekten devrim niteliğindedir.
Elektromanyetik kütle hızlandırıcı üretme girişimlerimizde modele odaklanmaya karar verdik. manyetik hızlandırıcı. Gerçek şu ki, tüm elektromanyetik hızlandırıcı türleri arasında üretimi en kolay olanıdır. Ayrıca diğer elektromanyetik atıcılara göre oldukça yüksek verime sahiptir. Modern bileşenler kullanılarak pratikte elde edilmesi zor olmayan nispeten düşük voltajlarda çalışabilir.
Uygulamada, en basit manyetik hızlandırıcının tasarımı, birkaç katman halinde bir tüpün etrafına sarılmış bir tel ve tele bağlı büyük bir kapasitörden oluşur. Sargı başlamadan hemen önce tüpün içine bir demir boşluk yerleştirilir ve bir elektrik anahtarı kullanılarak sarıma önceden şarj edilmiş bir kapasitör bağlanır. Sargıda bir elektrik akımı aktığında, mermiyi hızlandıran ve onu sargıya "çeken" bir manyetik alan ortaya çıkar.
En büyük etki için sargıdaki akım darbesinin kısa süreli ve güçlü olması gerekir. Kural olarak, böyle bir darbe elde etmek için yüksek çalışma voltajına sahip elektrolitik kapasitörler kullanılır.
Sargı, mermi ve kapasitörlerin parametreleri, boşluk sargının ortasına yaklaştığında, ikincisindeki akım zaten minimum bir değere düşecek şekilde koordine edilmelidir, yani. kapasitörlerdeki yük zaten tamamen tükenmiş olurdu. Bu durumda verimlilik maksimum olacaktır.
Cihazın verimliliğini ve merminin hızını artırmak için çok aşamalı bir Gauss yapmaya karar verdiler.
^ Düzen tasarımı:
Manyetik hızlandırıcı, içine 390 V'a kadar şarj edilmiş, 800 µF ila 220 µF kapasiteli kapasitörlerin boşaltıldığı yedi hızlandırıcı bobine sahiptir.
Optokuplörlere dayalı altı kanallı adım kontrol cihazı (74HC14'te).
Geri dönüş voltaj dönüştürücüsü (UC3845'te).
Pil durumu, ateşlemeye hazır olma durumu (LM358'de) ve doğrusal kapasitör şarj ölçeği (LM3914'te) göstergesini içeren bir gösterge sistemi.
6. Döner kontrollü platform (ATtiny 2313'te)
^ ANA BÖLÜM
Manyetik hızlandırıcı için namlu.
Namlu, elektromanyetik hızlandırıcının önemli bir bileşenidir. Aynı zamanda bir takım özelliklere sahip olması gerekir:
Kuvvet.
Kalınlık.
^ Elektriksel iletkenlik ve ferromanyetizma.
^ İşleme kolaylığı.
^ Ucuz ve erişilebilir.
Bu parametrelere dayanarak namlu malzemesini seçmek için bir hızlandırıcı kademesinde deneyler yaptık. Ara deneyler sırasında, epoksi tutkalla kaplanmış kağıttan yapılmış bir varil parçası ile pirinçten yapılmış bir parçanın özelliklerinde önemli bir fark ortaya çıkmadı. Buna dayanarak, daha fazla mukavemeti, bulunabilirliği ve işlenme kolaylığı nedeniyle pirinç çubuğa karar verdik.
^ Güç bölümü.
İÇİNDE 
Yedi hızlandırıcı bobin, bir kapasitör grubu, kapasitörler için bir voltaj ayırma devresi ve kapasitörler için bir ters voltaj bastırma devresi içerir. Dekuplaj devresi seri bağlı bir RD zincirinden oluşur. Direnç, diyottan geçen akımı sınırlamalı, böylece kapasitör hızlı bir şekilde şarj edildiğinde onu akımın bozulmasından korumalıdır. Ters voltaj bastırma devresi ayrıca bir RD zincirinden oluşur. Bu devre, kapasitörü ters voltajdan korumanızı sağlar. Ters voltaj, bobinin kendinden endüktif emk'si nedeniyle kapasitöre ulaşır ve ona zarar verebilir.
Denetleyici.
İLE 
Devre 5V kaynaktan beslenmektedir. Tristörü açmak için üzerine bir kapasitör boşaltılır. Bu sayede tristörün açılmasına yetecek akım elde edilmiş olur. LED aynı zamanda bir merminin sahneden geçişini ve buna bağlı olarak sahnenin aktivasyonunun bir göstergesi olarak da hizmet eder. 74HC14 yongası, çıkış ters çevirmeli altı Schmidt tetikleyici içerir. Mikro devrenin çıkışında mantıksal 1'in görünmesi için (transistör kapalı), girişini toprağa kısa devre yapmanız gerekir. Bu, bir fototransistör kullanılarak elde edilir. Fototransistör yanıyorsa, mikro devrenin çıkışında, transistörün kapasitörü boşaltmasını ve tristörü açmasını önleyen mantıksal 1 bulunur. Mermi fototransistöre giden ışığı bloke ettiği anda direnci keskin bir şekilde artar ve transistörü açan mikro devrenin çıkışında mantıksal 0 zaten mevcuttur. Daha sonra kapasitör transistör aracılığıyla boşaltılır, tristör açılır ve bobin "ateşler".
Dönüştürücü.
UC3845 mikro devresi (çıkışta güçlü bir alan etkili transistöre sahip PWM kontrol cihazı) ve IRF3205 düşük voltajlı güç anahtarı üzerine kurulu klasik bir "geri dönüş" dönüştürücü. Mikro devrenin veri sayfasına göre standart olarak hesaplanan dönüştürücünün çalışma frekansı yaklaşık 15 kHz'dir, darbe transformatörü bir Ch36 zırhlı çekirdeğe sarılır. Dönüştürücü gücü yaklaşık 25 watt'tır.
Endikasyon.
İÇİNDE 
Gösterge devresi karşılaştırıcı modunda bir op-amp kullanır. Deşarj gösterge devresi (kırmızı LED) akünün boşaldığını gösterir. Kapasitör şarj gösterge devresi (yeşil LED), kapasitörlerin maksimum şarjını bildirir. Harici şarj göstergesi için voltaj bölücü devre, harici bir gösterge için tasarlanmıştır. Harici gösterge LM3914 yongası üzerinde yapılır, devre çipin referans verilerine göre hesaplanır, sütun modu kullanılır.
^ Döner platform .
Tek kutuplu step motor, ATtiny 2313 mikroişlemci kullanılarak kontrol edilir. Motor, disk sürücülerden kullanılır ve platformun sorunsuz bir şekilde dönmesini sağlayan bir dişli kutusu yapılır.
^ Parametrelerin hesaplanması namlu çapı ve hızlandırılmış gövdenin kütlesi dikkate alınarak kademelerin bileşenleri (bobin dönüş sayısı, bobin tel çapı, kademe kapasitör kapasitesi) program kullanılarak hesaplandı. FEMM. Hesaplamaların görevi, hesaplanan verileri optimize ederek, bobin gövdesindeki hızlandırılan nesnenin maksimum hızının, her bobinin çıkışındaki adım adım maksimum hız ile çakışmasını sağlamaktı. Hesaplamalara dayalı olarak grafikler oluşturuldu.
Manyetik hızlandırıcının bir maketini yaptıktan ve ateşleme testleri yaptıktan sonra, metal boşluğun hızının hesaplanan sonuçlarını gerçek kalkış hızıyla kontrol etmek gerekli hale geldi. Bu amaçlar için bir hız belirleme yöntemi kullanıldı - balistik sarkaç. Yöntem şu şekilde çalışmaktadır. Metal iş parçası sarkacın içine düşer ve orada kalır. Bu tamamen esnek olmayan bir etkidir. Enerjinin bir kısmı kaçınılmaz olarak ısıya dönüşür, ancak momentumun korunumu yasasını kullanabiliriz. Mermi ile süspansiyonun itme kuvveti, merminin çarpmadan önceki itme kuvvetine eşit olacaktır. Onlar. Süspansiyonun dürtüsünü (hızını) bilerek, dürtüyü (kurşun hızı) öğrenebilirsiniz. Kinetik enerji biçiminde bir analogu olan (hala bilinmiyor) bir dürtü aldıktan sonra sarkaç sapmaya başlar. Süspansiyon saptırıldığında yukarı doğru yükselmeye başlar, kinetik enerji potansiyel enerjiye dönüşür. Süspansiyon durduğunda (maksimum sapma, yükseklik) kinetik enerji tamamen potansiyel enerjiye dönüşmüştür. (Şekil 1)
Yüksekliği bulduktan sonra, süspansiyonun potansiyel (çarpma anında kinetik) enerjisini, enerji - süspansiyonun dürtüsü, süspansiyonun dürtüsü yoluyla - merminin momentumu, merminin hızı yoluyla elde ederiz. .
Tam formül:
V=((M + m) / m) * sqrt(2*g * (L - sqrt(L*L - S*S)))
Basitleştirilmiş pratik formül:
V = ((M + m) / m) * S * sqrt (g / L)
V - kurşun hızı, m/s
M - süspansiyon kütlesi, kg
m - mermi kütlesi, kg
g - serbest düşme ivmesi, 9,81
L - süspansiyon uzunluğu, metre
S - sarkaç sapması, metre.
Deneyler sırasında sonuçlar elde edildi (Şekil 2).
Şekil 2
“Balistik sarkaç” yöntemini kullanarak hız ölçümlerini açıklığa kavuşturmak için başka bir ölçüm yöntemi olan bilgisayar ses kartı. Hesaplama Sony “Sound Forge” programı kullanılarak yapıldı. Bu amaçla bir model oluşturuldu (Şekil 3).
Cihazın verimliliği aşağıdaki gibidir:
ÇÖZÜM
Yapılan pratik çalışma sırasında manyetik hızlandırıcının maketi yapıldı. Sonuçların analizi ve fiziksel ölçümler, bu tip kütle hızlandırıcının pratikte mümkün olduğunu gösterdi. FEMM programını kullanarak aşamaların parametrelerini hesaplamanın sonuçlarının pratik testlerin sonuçlarına benzer olduğu ortaya çıktı. Prototip çalışır durumdadır ve merminin hızını ve cihazın verimliliğini artırmak için üzerinde bir dizi deneye devam edilebilir. Merminin çapı ve ağırlığının, yapıldığı malzemenin bileşiminin ve aşama sayısının bu parametreler üzerindeki etkisini analiz etmek mümkündür.
Ve bir önemli not daha: Bu cihazın küçük enerji parametrelerine sahip olmasına rağmen, onunla yapılan deneyler ve test çalışmaları sırasında, yüksek voltaj ve metal bir iş parçasının fırlatılmasıyla ilgili tüm güvenlik önlemlerinin alınması gerekir.
^ BİBLİYOGRAFİK LİSTE
Booth, D.A. Elektromekaniğin temelleri / D.A. – M.: MAI, 1996. – S. 363.
Malikov, V.G. Zamansız olarak tanındı / V.G Malikov // Gençlik teknolojisi. – 1987. – Sayı 5. – S.30.
Güç yarı iletken cihazları: Rehber / V.Ya.Zamyatin, B.V.Kondratiev, V.M.Petukhov. – M.: Radyo ve İletişim, 1988. – S. 336.
Buhl, O.B. Elektrikli cihazların manyetik sistemlerini hesaplama yöntemleri: Manyetik devreler, alanlar ve FEMM programı: Üniversiteler için ders kitabı / O.B.Bul. – M.: Akademi, 2005. – S.191
Thomson bobini, iletkenler alternatif bir manyetik alanla etkileşime girdiğinde ortaya çıkan çeşitli etkilerin daha önce fizik derslerinde gösterildiği basit bir cihazdır. Okul konserlerinde onun yardımıyla komik elektrik numaraları gösterdiler ve eğlenceli bilim akşamları düzenlediler.
Bir sahne hayal edin, üzerinde masa örtüsüyle örtülü bir masa var. Masanın üzerine alüminyum bir halka koyuyorsunuz ve aniden uçuyor. Masanın üzerine konulan tava kendi kendine ısınıyor, içine dökülen su kaynıyor, masaya getirilen elektrik lambası ona ulaşan hiçbir kablo olmamasına rağmen yanıp sönüyor... Bunlar okul çocuklarının gösterdiği komik deneyler.. Thomson bobinini masanın altına saklayarak (Şekil 1).
Sizi hemen uyarmak isterim: Bu cihaz yaklaşık 10-13 amperlik yüksek akım için tasarlanmıştır, bu nedenle Thomson bobinini yalnızca uygun güç kablolarının bulunduğu bir odada kullanabilirsiniz. Ve tabii ki bir öğretmenin huzurunda. 127 V voltajla çalışacağımız için bir düşürücü transformatöre ihtiyacınız olacak.
İlk olarak size Thomson bobininin nasıl yapıldığını anlatacağız. Ahşap bir çerçeve, bir demir çekirdek ve bir sarımdan monte edilmiştir (Şekil 1). Çekirdek, 50 mm genişliğinde ve 380 mm uzunluğunda transformatör çelik plakalardan yapılmıştır. (Elinizde farklı genişlikte plakalar varsa bunların sayısı çekirdek alanı en az 25 cm2 olacak şekilde olmalıdır.)
Plakaların her iki tarafını da vernikle kaplayın. Bu şekilde yalıtılan plakaları bir torbaya toplayıp çerçeveye yerleştirin.
Gevşek bir şekilde yerleştirilmiş plakalar “vızıltı” yapacak ve izleyici bunu kesim sırasında fark edecektir. Bu nedenle plakaları çerçeveye yerleştirmeden önce epoksi yapıştırıcı ile kaplayın. Çekirdek, 2-3 mm çapında tavlanmış çelik tel parçalarından yapılabilir. Yalnızca yumuşak tel seçin; elastik veya çelik tel uygun değildir. Tel parçalarını boyayla boyayın. Tel çekirdeği monte ederseniz bobin çerçevesindeki deliğin 36 cm2 alana kadar genişletilmesi gerekir. Döşemeden önce, monolitik bir çekirdek demeti oluşturmak için teli epoksi yapıştırıcıyla da yağlayın.
Birleştirilmiş çekirdeği kullanarak bobin çerçevesini kontrplaktan yapıştırın. Sargı, 2,4 mm çapında tel ve çift kağıt yalıtım kullanılarak dönüş dönüşlü olarak yapılır. Bir katmana yaklaşık 90 dönüş sığmalıdır. Toplamda 9 tane var. Her katmanı çabuk kuruyan vernikle kaplayın ve ardından sarımı aydınger kağıdıyla sarın. Ve böylece her katman için. Bitmiş bobini ancak vernik sertleştikten sonra test edebilirsiniz. Deneyleri gösterirken sargının aşırı ısınmadığından emin olun. Şimdi hile deneylerinin kendisi hakkında konuşalım.
Deneyim I
Yani bobin masanın altına gizlenmiştir. Devasa bir alüminyum kızartma tavası alıp içine biraz su döküp üzerine bir parça asbest koyduktan sonra masanın üzerine koyuyorsunuz. Sizin (tabii ki izleyici tarafından görülemeyen) sinyalinizle, sahne arkasındaki asistan akımı açar ve bir süre sonra tavadaki su kaynar (Şek. 2). Bunun nedeni, bobinin alternatif manyetik alanının etkisi altında kızartma tavasında girdap akımlarının ortaya çıkmasıdır. EMF'leri (elektromotor kuvveti) bir voltun kesiridir, ancak akımların büyüklüğü büyüktür. Sonuç olarak kızartma tavasının hafif direncine rağmen yüzeyinde yoğun ısı oluşumu meydana gelir.
Su kaynarsa tava çok ısınabilir. Bu nedenle deney dikkatli yapılmalı ve asbest contası unutulmamalıdır.
Şimdi kendimize şu soruyu soralım: neden masa üstü değil de kızartma tavası ısınıyor, üzerinde saat veya saat gibi metal nesneler olmadığı sürece neden elinizi serbestçe masaya getirebiliyorsunuz? bir yüzük! Sonuçta masa üstünde ve elde de girdap akımları ortaya çıkar, ancak yüksek direnç nedeniyle bunların büyüklüğü önemsizdir ve çok az ısı üretilir.
Endüstriyel koşullarda oldukça mümkün olan alternatif manyetik alan akımının frekansı arttırılırsa ortaya çıkan ısı da buna bağlı olarak artacaktır. Ve sonra örneğin nemli tahtaları kurutabilirsiniz. Ahşap içte ve dışta eşit şekilde ısınır ve çabuk kurur. Fizik tedavi odalarındaki doktorlar burun akıntısını (UHF) aynı yöntemle tedavi ederler. Alternatif bir elektromanyetik alan, metalurjide, örneğin yüksek kaliteli çeliğin eritilmesinde de kullanılır.
Deneyim II
Masanın üzerinde alüminyum bir halka var. Aniden yükseğe sıçrar ve düşer. Yüzüğün bu alışılmadık davranışının nedeni de girdap akımlarıdır. Halkanın içinden akarak onu bir elektromıknatısa dönüştürürler (Şekil 3). Halkadaki ve Thomson bobinindeki akımın yönü saniyede 50 kez değişir. Ayrıca bobin çekirdeğinin üst ucunda bir kuzey manyetik kutbu belirirse, aynı kutup halkanın alt yüzeyine de takılır. Ve tam tersi.
Aynı isimli manyetik kutupların birbirini ittiği bilinmektedir. Bu yüzden yüzük masanın üzerinden sekiyor.
Aynı deneyim başka bir şekilde de gösterilebilir. Halkanın içinden ince, görünmez bir iplik geçirin; halka hafifçe titreyerek masanın üzerinde asılı kalacaktır. Veya serbestçe yüzmesini sağlayabilirsiniz.
Thring ve Laithwaite'in 1980 yılında "Mir" yayınevi tarafından Rusça çevirisiyle yayınlanan "Nasıl İcat Edilir?" adlı kitabı, bunun yapılabileceği cihazları anlatıyor. W şeklindeki çekirdeklere monte edilen ve paralel olarak bağlanan iki endüksiyon bobini, dikdörtgen bir metal plakanın stabil bir şekilde yüzebildiği (havaya yükselebildiği) bir elektromanyetik alan oluşturur (Şekil 4).
Ellili yılların başındaki uluslararası sergilerden birinde, havada yüzen ve üzerinde çırpılmış yumurtaların kızartıldığı bir tavayı göstermek için benzer bir cihaz kullanıldı.
Güzel bir numara, hepsi bu, diyorsun. Ancak bu numara, zamanın gösterdiği gibi, teknolojide, özellikle metalurjide, ultra saf metallerin eritilmesinde faydalıydı. Metalurji uzmanları, eritilmiş metali temiz tutmanın ne kadar zor olduğunu biliyorlar - potaya (metal kabı) herhangi bir dokunuş kontaminasyona yol açar. Ve bir çıkış yolu buldular; pota olmadan eritmek. Kaldırma kullanılarak, bir metal parçası vakumda asılı kalır ve girdap akımları tarafından ısıtılarak erir.
Deneyim III
Kontrplak veya kartondan bir bobin yapın, buna alıcı bobin diyelim (Şek. 5). Sabırlı olun - 0,25 mm çapında 1500 tur vernikli teli bir makaraya sarın ve uçlarını elektrikli mandrene bağlayın. Daha sonra kartuşu bobinin üst yanağına vidalayın ve içine 15 watt'lık 127 V'luk bir lamba yerleştirin. Bobini ve kartuşu koni şeklinde bir kutu oluşturacak şekilde renkli kağıtla örtün. Lambayı yavaşça masaya yaklaştırın; masanın altına gizlenmiş bobine yaklaştığınızda, daha parlak ve daha parlak yanacaktır. Açıklama basit: Alternatif bir manyetik alandaki endüksiyon akımları, bobinin dönüşlerinde bir akım oluşturur ve lamba bundan yanar. Tüm bu cihaz, birincil sargısı masanın altına gizlenmiş ve ikincil sargısı deneycinin elinde olan bir transformatöre benziyor. Örneğin bir el feneri veya neondan daha düşük güçlü bir lamba alabilirsiniz. Parıltıları masadan daha da uzak bir mesafede farkedilecek. Bir LED'in kullanımından özellikle ilginç bir sonuç elde edilir, çünkü onu aydınlatmak için çok az enerji yeterlidir. Bu durumda alıcı bobin halka boyutunda yapılabilir.
Deneyim IV
Germe makarasını arabanın kağıt modelinin altına yapıştırın. 0,5 A akıma dayanabilen herhangi bir diyot aracılığıyla onu mikroelektrik motora bağlayın (Şek. 6). Bu durumda araba, elektromanyetik alandan enerji alarak aküsüz olarak masanın üzerinde hareket edecektir. Oyuncağın elektrik motorunun ve diğer metal parçalarının aşırı ısınıp arızalanabileceğini lütfen unutmayın; bu nedenle deneyi 30-40 saniyeden fazla göstermeyin.
Bu deney, enerjinin kablolar olmadan iletilmesi şeklindeki eski fikri göstermektedir. Unutmayın, A. Tolstoy'un "Aelita" romanının kahramanları, elektromanyetik alanın enerjisiyle çalışan bir gemide Mars'ın üzerinden uçtular. Farklı ülkelerden birçok mucit bu fikir üzerinde çalıştı ve çalışıyor.
Fransa'da 60'lı yılların ortalarında, küçük bir helikopterin motoruna santimetre radyo dalgaları demeti ile güç sağlamak için deneyler yapıldı. (Unutmayın: herhangi bir alternatif elektromanyetik alan, radyo dalgaları olarak düşünülebilir.) Helikopter uçmasına rağmen, ona güç sağlayan cihaz çok hantal, pahalı ve etkisizdi. Ve bunu reddettiler. Radyo dalgalarının uzunluğunun azaltılmasının gerekli olduğu ortaya çıktı. Daha sonra verici ve alıcı antenlerin boyutları kabul edilebilir hale gelecek ve iletim kayıpları azalacaktır. Artık birkaç mikron veya daha kısa uzunlukta elektromanyetik dalgalar elde edebiliyoruz. Bu radyasyon lazerler tarafından yaratılır. Birçok ülke lazer ışınından enerji alan uzay roketleri için projeler geliştiriyor. Bu enerji aktarım yönteminin yıldızlararası uçuşlarda bile faydalı olacağı varsayılmaktadır.
Deneyim V
Masanın üzerine bir cam kase su konur. İçine içi boş bir metal top fırlatılır (Şek. 7). Thomson bobini açıldığında top yatay bir eksen etrafında dönmeye başlar. Deneyim, en basit AC motorların çalışma prensibini göstermektedir. Topun yüzeyinde ortaya çıkan indüksiyon akımları, topun yarısından birini kaldırma eğiliminde gibi görünüyor. Dönme bu şekilde gerçekleşir.
Rotoru sıradan bir alüminyum disk olan bir elektrik sayacı bu prensiple çalışır.
Bu arada, yüksek frekanslı bir elektromanyetik alanda motor rotoru dakikada milyonlarca devire kadar döndürülebilir. Bu dönme ilkesi, örneğin yapıların ve malzemelerin mukavemetini incelemek için kullanılan tesislere dahil edilmiştir.
Deneyim VI
Tuzlu suyu bir tabağa dökün ve masanın üzerine koyun. Thomson bobinini açın, su yüzeyinde dalgalar görünecektir. İzleyicilerin onları net bir şekilde görebilmesini sağlamak için, fenerden gelen ışığı plakanın üzerine yönlendirerek su yüzeyinden gelen yansımanın duvara yansıtılmasını sağlayın (Şek. 8).
Muhtemelen bu deneyime kendiniz kolayca bir açıklama yapabilirsiniz. Diyelim ki bir sıvıda ortaya çıkan elektromanyetik alanın girdap akımları, onun üzerinde sıradan iletkenlerle aynı etkiye sahiptir. Endüstride bu fenomen erimiş çeliğin karıştırılmasında kullanılır.
Belki de Thomson bobini ile yapılan deneyler hakkında hatırlayabildiğimiz tek şey budur.
A. ILYIN, mühendis
A. MATROSOV'un çizimleri. Dergisi Genç Teknisyen.
