«Левитрон –изучение электромагнитных полей».
Цель – Изучение работы и свойств магнитного поля, постоянного магнита, электромагнита и датчика Холла. Как работает. Детали конструкции (электромагнитная катушка, датчик на эффекте Холла). Проведенные эксперименты. Примеры использования взаимодействия магнитных полей.Доклад
1. Магниты бывают постоянные и электромагниты. У каждого магнита есть северный и южный полюс.
Сила постоянного магнита зависит от магнитных свойств метала из которого он сделан и его веса.
Сила электрического магнита зависит от количества витков этой катушки и электрического напряжения подаваемого на катушку. Чем больше витков в катушке электромагнита и больше подаваемое электрическое напряжение тем больше магнитная сила электромагнита. Поэтому силу электромагнита можно регулировать.
Электрический ток это направленное движение заряженных частиц. Постоянные магниты могут отклонять направление движения этих частиц. Этот эффект называется эффект Холла.
2. На основе свойств магнитов я решил построить прибор, который называется Левитрон. Для левитации необходимо наличие силы компенсирующей силу тяжести. В качестве этой силы я решил применить электромагнит.
Схема работает следующим образом. При включении ток идет через катушку, которая создает магнитное поле и притягивает постоянный магнит. Магнит взлетает и притягивается к электромагниту, но когда магнит попадает в зону действия датчика Холла, датчик подает сигнал на транзистор, который отключает электромагнит. Магнит падает. Когда магнит выходит из зоны чувствительности датчика, электромагнит снова включается и магнит опять притягивается к электромагниту. Таким образом, система непрерывно колеблется около некоторой точки. Магнит падает и притягивается несколько тысяч раз в секунду, возникает динамическое равновесие – магнит висит в воздухе. Эти колебания мы даже можем услышать, подключив к электромагниту зуммер.
3. Мной были проведены несколько экспериментов. Первая рабочая модель - ощущалась вибрация магнитного поля при поднесении постоянного магнита, так же явно было заметно мерцание контрольного светодиода, это показывает корректную работу управляющих элементов схемы. Для увеличения силы электромагнита был использован железный сердечник он увеличивает магнитное поле (высоту зависания) в несколько раз. Если в электромагнитную катушку без сердечника, кинуть магнитик он не выпадет, а зависнут внутри. Намотка катушки толстым проводом с увеличенным количеством витков уменьшает нагрев электромагнита из-за снижения сопротивления и повышает силу магнита. Повышенное напряжение питания электромагнита приводит к увеличению силы магнитного поля, но приводит к поломке компонентов прибора.
4. На основе этих и многих других принципов и свойств работы магнитных и электромагнитных полей создается множество устройств и приборов используемых в быту, промышленности и науке:
1.Наушники или музыкальные динамики
2.Монорельсовый поезд.
3. Передача информации на расстояние:
4. Действие электродвигателя.
5. Научные ускорители элементарных частиц используются для изучения процессов происходящих внутри звезд построены на основе супер сильных электромагнитов.
Основные результаты и выводы
Используя схему Левитрона, удалось продемонстрировать возможность преодоления силы тяжести с помощью электромагнитного поля;
На основе этих и многих других принципов и свойств работы магнитных и электромагнитных полей создается множество устройств и приборов используемых в быту, технике, промышленности и науке. В будущем электромагнитные поля будут находить все большее и большее применение.
