Kolikko kaatuu koskematta ja alumiinifolio leijuu ilmassa!? Koe pyörrevirrat kotona! (Faradayn pöytä)

Olen tiedevalmentaja Ken Kuwako. Joka päivä on koe.

Haluaisitko siirtää esineitä koskematta niihin, aivan kuin sinulla olisi supervoimia? Tieteellä tämä toive on helppo toteuttaa vaikka heti. Alumiinifolio, jonka ei pitäisi reagoida magneetteihin, nousee yhtäkkiä ilmaan, ja kovaa vauhtia pyörivä hyrrä pysähtyy kuin se olisi osunut näkymättömään seinään. Näiden ilmiöiden takana on pyörrevirta – sähkövirta, joka toimii kuin näkymätön haamu. Tänään esittelen kokeita, joiden avulla voit kokea tämän ihmeellisen näkymättömän voiman tavallisilla kodin tarvikkeilla.

Liikutetaan kolikkoa sormella koskematta

Aloitetaan kokeella, joka muistuttaa taikatemppua. Tarvitset alumiinista tai kuparista valmistetun kolikon sekä voimakkaan magneetin. Normaalisti alumiini tai kupari eivät tartu magneettiin. Kokeile kuitenkin viedä magneetti kolikon lähelle ja vetää se sitten salamannopeasti pois. Huomaat, että kolikko kaatuu aivan kuin se seuraisi magneettia. Miksi metalli, jonka ei pitäisi reagoida magneettiin, liikkuu?

Kattilan kannen, sormihyrrän ja hyrrän pysäyttäminen ilman kosketusta

Seuraavaksi kokeillaan pysäyttää pyöriviä esineitä koskematta niihin. Pyöräytä kattilan kansi pöydällä ja vie magneetti sen lähelle… se pysähtyy välittömästi, aivan kuin olisit painanut jarrua.

Samalla tavalla voit pysäyttää vauhdilla pyörivän sormihyrrän ilman kosketusta. On myös vaikuttavan näköistä, kun useampi tarkasti pyörivä hyrrä pysähtyy yhtä aikaa magneetin avulla.

Nämä kaikki ilmiöt johtuvat siitä, että metallin sisällä syntyvä pyörrevirta luo magneettisen voiman, joka vastustaa pyörimisliikettä.

Alumiinifolion leijunta – induktiolieden taikuutta

Keittiön induktioliesi on todellinen pyörrevirtojen lähde. Laita alumiinifoliota lieden päälle ja kytke virta päälle… folio nousee hämmentävästi ilmaan leijumaan!

Kun kytket virran,

Se todella leijuu! Foliolle ei ole tehty mitään temppuja. Lieden sisällä oleva käämi muuttaa magneettikenttää hyvin nopeasti, mikä synnyttää folioon voimakkaan pyörrevirran. Tämä luo hylkimisvoiman, vähän kuin kaksi magneettia työntäisivät toisiaan pois. Folion sykliininen pomppiminen johtuu todennäköisesti lieden turvamekanismista, joka tarkistaa, onko liedellä oikea kattila, ja katkoo virtaa toistuvasti.

Magneetin pudottaminen alumiiniputkeen

Lopuksi teemme kokeen, joka saa sinut epäilemään painovoiman lakeja. Pudotetaan magneetti alumiiniputken läpi.

Kun pudotat magneetin putken ulkopuolella, se putoaa silmänräpäyksessä. Mutta kun pudotat sen putken sisään, se putoaa hitaasti kuin hidastetussa elokuvassa.

Kun magneetti liikkuu putken sisällä, putken seinämiin syntyy pyörrevirtoja, jotka luovat magneettisen vastavoiman hidastamaan putoamista. Mitä voimakkaampaa neodyymimagneettia käytät, sitä vahvempi tästä jarrusta tulee, ja putoamisaika pitenee hämmästyttävästi.

Mitä pyörrevirta oikeastaan on?

Nyt on aika selittää tarkemmin tämä ihmeellinen voima, jota kutsutaan pyörrevirtajarruksi. Se on erittäin luotettava tekniikka, jota käytetään muun muassa luotijunissa, suurissa kuorma-autoissa ja vuoristoradoissa.

Pyörrevirta syntyy, kun magneettia liikutetaan metallilevyn lähellä. Metallin sisään syntyy virta, joka yrittää vastustaa ja kumota magneettikentän muutoksen.

Seuraava kuva osoittaa, kuinka magneetin liukuessa metallilevyllä etupuolella pyritään estämään magneettivuon lisääntyminen ja takapuolella yritetään vastustaa sen vähenemistä.

Tämän periaatteen avulla voidaan pysäyttää jopa voimakkaasti heiluva käämi silmänräpäyksessä.

Tämän ilmiön historia juontaa juurensa vuoteen 1831, jolloin Michael Faraday löysi sähkömagneettisen induktion. Hän kehitti Faradayn kiekon, joka pystyi tuottamaan jatkuvaa sähkövirtaa magnetismin avulla. Tätä laitetta voidaan pitää nykyisten sähkögeneraattorien kantaisänä. Japanin kansallismuseossa on näyttely, jossa tätä mekanismia pääsee kokeilemaan itse.

Yhteydenotot ja tiedustelut

Tiede on ihmeellistä ja hauskaa, kun sen tuo lähelle arkea! Kerään tänne helppoja ja hauskoja kokeita, joita voit kokeilla kotona. Tutki ja löydä lisää! ・Tiedemuistiinpanoistani on julkaistu kirja. Lisätietoja löydät täältä. ・Lue lisää Ken Kuwakosta täältä. ・Toimeksiannot (kirjoittaminen, luennot, tiedepajat, TV-työt jne.) täältä. ・Seuraa päivityksiä X-palvelussa!

Tiedekanavallani julkaisen videoita kokeista!