🧲 Сферический магнит парит в воздухе на расстоянии 1.5 см от поверхности бруска дерева, внутри которого скрывается магнитная система. Этот вид левитации использует систему с регулируемыми электромагнитными катушками. Контур обратной связи имеет датчик, работающий на основе эффекта Холла. Всё это позволяет точно настраивать магнитное поле и сбалансировать силу тяжести шарика даже когда основание находится в вертикальном положении.

⚡️ Опыты Фарадея 🧲

🔥 Индукционный нагрев

💫 «Гроб Мухаммеда»

🧲 Как работают трансформаторы?

⚡️ Основные физические понятия электродинамики (Леннаучфильм)

✨ Взаимодействие зарядов. Электростатическая индукция

💫 Исследование электрических полей. Опыт по физике

⚡️ Уравнения Максвелла ✨

⚙️ Электромагнитная подвеска 🧲

#видеоуроки #physics #физика #опыты #электродинамика #электричество #магнетизм #эксперименты #научные_фильмы

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

🧲 При резком приближении мощного магнита к куску металла, например к алюминию, как на видео, в куске алюминия возникают вихревые токи, которые ещё называют токами Фуко. Такие токи возникают из-за действия переменного по времени магнитного поля ( B = B(t), Ф = B⋅S, ε = - dФ/dt ). Вихревые токи создают свои собственные магнитные поля, которые направлены противоположно магнитному полю магнита (по правилу Ленца). В соответствии с правилом Ленца вихревые токи протекают внутри проводника по таким путям и направлениям, чтобы своим действием возможно сильнее противиться причине, которая их вызывает. Вследствие этого при движении в магнитном поле на хорошие проводники действует тормозящая сила, вызываемая взаимодействием вихревых токов с магнитным полем. Этот эффект используется в ряде приборов для демпфирования колебаний их подвижных частей (маятник Вальтенхофена).

📝 Некоторые свойства вихревых токов:
▪️Могут использоваться для левитации токопроводящих объектов, движения или интенсивного торможения.
▪️Могут иметь нежелательные эффекты, например потери мощности в трансформаторах.
▪️Из-за сопротивления материала вихревые токи нагревают его, преобразуя электрическую энергию в тепловую.

🧲 Электромагнитное торможение колебаний маятника

🔥 Индукционный нагрев

💫 «Гроб Мухаммеда»

🧲 Как работают трансформаторы?

⚡️ Основные физические понятия электродинамики (Леннаучфильм)

✨ Взаимодействие зарядов. Электростатическая индукция

💫 Исследование электрических полей. Опыт по физике

⚡️ Уравнения Максвелла ✨

⚙️ Электромагнитная подвеска 🧲

🟢 Эффект Мейсснера

Пример применения вихревых токов — отделение алюминиевых банок от других металлов в вихретоковом сепараторе. Чёрные металлы цепляются за магнит, а алюминий (и другие цветные проводники) отталкиваются от магнита. С очень сильным ручным магнитом, например, сделанным из неодима, можно легко наблюдать очень похожий эффект, быстро проведя магнитом по монете с небольшим промежутком. В зависимости от силы магнита, идентичности монеты и расстояния между магнитом и монетой, можно заставить монету протолкнуться немного впереди магнита — даже если монета не содержит магнитных элементов. Другой пример — это падение сильного магнита в медной трубке — магнит падает очень медленно.

В сверхпроводнике поверхностные вихревые токи точно нейтрализуют поле внутри проводника, поэтому магнитное поле не проникает через проводник. Поскольку энергия не теряется в сопротивлении, вихревые токи, возникающие при приближении магнита к проводнику, сохраняются даже после того, как магнит находится в неподвижном состоянии, и могут точно уравновесить силу тяжести, допуская магнитную левитацию. Сверхпроводники также демонстрируют отдельное по своей сути квантово-механическое явление, называемое эффектом Мейснера, при котором любые силовые линии магнитного поля, присутствующие в материале, когда он становится сверхпроводящим, вытесняются, таким образом, магнитное поле в сверхпроводнике всегда равно нулю. #видеоуроки #physics #физика #опыты #электродинамика #электричество #магнетизм #эксперименты #научные_фильмы

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

💨 Кипячение воды с помощью токов Фуко (токи индукции)

В данном эксперименте мы наблюдаем опыт, который очень напоминает принцип работы индукционной плиты, которая у многих есть дома. Такая плита разогревает железосодержащую посуду индуцированными вихревыми токами, создаваемыми высокочастотным магнитным полем частотой 20-100 кГц. Конструкция плиты состоит из корпуса, платы управления на микроконтроллере, к которой подключён датчик температуры и схема управления силовой частью, силовая часть с мощным выпрямителем и импульсным регулятором (обычно на IGBT-транзисторе).

Для непосредственного нагрева посуда должна быть совместима с индукционным нагревом, поскольку индукционные плиты могут нагревать только находящийся вблизи поверхности черный металл. Такая посуда должна иметь соответствующую отметку на упаковке и должна иметь плоское основание с составляющей из черного металла. Для нагрева неподходящей посуды из цветных металлов или с округлым дном используются переходники: это металлические площадки, которые нагреваются индукцией и нагревают емкость благодаря плотному к ней прилеганию. При их использовании нагрев посуды осуществляется существенно меньше, чем при использовании подходящей посуды с основанием из черных металлов. Для использования имеющих округлое дно воков приходится использовать дорогостоящие переходники, так как магнитное поле быстро падает по мере удаления от поверхности. Если магнит хорошо притягивается к основанию посуды, плита её сможет нагревать. Материал посуды для индукционного нагрева не обязан обладать ферромагнитными свойствами, но желательно обладание высоким удельным сопротивлением и магнитной проницаемостью, на что влияет глубина скин-слоя. #видеоуроки #physics #физика #опыты #электродинамика #электричество #магнетизм #эксперименты #научные_фильмы

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

⚡️ Ручной генератор для зарядки в любых условиях

Внутри устройства — трёхфазный генератор на неодимовых магнитах с металлическим редуктором и с мощными накопительными конденсаторами. От генератора можно заряжать повербанки, фонари, питать радиостанции и трансиверы.

Принцип работы генератора основан на законе электромагнитной индукции, открытом Майклом Фарадеем. Этот закон гласит, что при изменении магнитного поля в проводнике возникает электрический ток.

⚙️ Процесс работы генератора включает следующие этапы:

▪️ Механический привод. Генератор получает механическую энергию от источника, такого как двигатель внутреннего сгорания, паровая турбина или ветровая турбина. Этот источник вращает вал генератора.

▪️ Магнитное поле. Внутри генератора расположен магнит или система электромагнитов, создающая магнитное поле. В зависимости от конструкции, магнит может находиться как на роторе, так и на статоре.

▪️ Индукция тока. При вращении вала магнитное поле перемещается вокруг неподвижных проводников или обмоток (в большинстве случаев это медные провода), что и вызывает электрическую индукцию. В результате во проводниках возникает переменный ток.

▪️ Выходной ток. Сгенерированный электрический ток выводится через внешние контакты генератора и может быть использован для подачи электроэнергии в сети или для питания электрических устройств.
#видеоуроки #physics #физика #опыты #электродинамика #электричество #магнетизм #эксперименты #научные_фильмы

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

⚡️ Откуда берется трехфазный ток?

Трёхфазный ток вырабатывается синхронным генератором. Его статор (неподвижная часть) включает три обмотки (сегмента), находящиеся в окружности со сдвигом друг от друга на 120°. Трёхфазная система электроснабжения — частный случай многофазных систем электрических цепей переменного тока, в которых действуют созданные общим источником синусоидальные ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые друг относительно друга во времени на определённый фазовый угол. В трёхфазной системе этот угол равен 2π/3 радиан (120°).

Основными элементами трёхфазной цепи являются:
▪️ Электростанция. Производит электроэнергию с напряжением от 1 до 35 киловольт путём преобразования энергии источника (воды, тепла или атома) в механическую.
▪️ Трёхфазный генератор. Выполняет преобразование механической энергии в электрическую с определённой мощностью, измеряемой в киловаттах, которую он может подать на потребителя.
▪️ Повышающий силовой трансформатор. Выполняет повышение величины выходного напряжения от 110 до 750 киловольт для того, чтобы передать электроэнергию на большие расстояния до населённых пунктов и городов.
▪️ Линии электропередач (ЛЭП). Опорные сооружения, на которых установлены токопровода для безопасной передачи высоковольтной энергии.
▪️ Понижающий силовой трансформатор (трансформаторные подстанции). Выполняет снижение величины выходного напряжения обратно до 1–35 киловольт для её подачи на низковольтные линии.
▪️ Приёмники — потребители трёхфазного тока — бытовые или специализированные электроприборы.

Трёхфазный переменный ток наиболее распространён и используется в промышленности, на предприятиях, в медицинских учреждениях и в частном секторе (например, в коттеджах) для питания энергозатратного оборудования или большого количества техники.
#видеоуроки #physics #физика #опыты #электродинамика #электричество #магнетизм #эксперименты #научные_фильмы

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

⚡️ Лучшая подборка экспериментов, связанных с током [МИФИ Гервидс Валериан Иванович]

▪️ 00:01 — Вольтова дуга
▪️ 01:29 — Искровой разряд
▪️ 03:57 — Ток при замыкании и размыкании цепи с индуктивностью
▪️ 06:33 — Падение потенциала вдоль проводника

▫️ Первым в мире исследователем электричества считается Фалес Милетский, который примерно в 600 году до н. э. обнаружил возникновение притяжения при трении меха о поверхность янтаря.

▫️ В 1600 году физик Уильям Гилберт ввёл в обращение сам термин «электричество» и придумал электроскоп, обнаруживающий нахождение на теле электрических зарядов. 24

▫️ В 1663 году немецкий учёный Отто фон Герике создал экспериментальный образец электростатического генератора — серный шар, который при натирании сухой ладонью или тряпкой издавал треск и даже приводил к появлению видимого разряда.

▫️ В 1729 году англичанин Стивен Грей провёл опыты по передаче электричества на расстояние, обнаружив, что не все материалы одинаково передают электричество.

▫️ В 1733 году француз Шарль Дюфе установил существование двух типов электричества, стеклянного и смоляного, которые выявлялись при трении стекла о шёлк и смолы о шерсть.

▫️ В 1745 году учёный из Голландии Питер ван Мушенбрук соорудил первый в мире аппарат, который мог накапливать электрический заряд.

▫️ В 1748 году Бенджамин Франклин создал солнечную батарею, используя стеклянные листы, которые сжаты пластинами из свинца. Позже он сформулировал принцип сохранения заряда, а в 1752 году провёл эксперимент, доказывающий, что молния — это ничто иное, как электричество.
#видеоуроки #physics #физика #опыты #электродинамика #электричество #магнетизм #эксперименты #научные_фильмы

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib