Különös forgatag - tanítani fizika!

Nemrég egy barátom adott nekem egy furcsa játék. A doboz volt írva „EULA”. Az utasítások kijelentette, hogy ez a szokatlan játék, ha mozgásba újra, spin megállás nélkül. Amellett, hogy információt a használata „yuloy” szerepel a használati utasítás, hogy az elv „örökmozgó” játékok nem ellentétes a törvény az energiamegmaradás.

Kis csillogó forgatag történt a tárcsa alakú és egy hengeres álló fekete doboz fedelét ami enyhén homorú. Toy forog ezen homorú helyszínen. Indított, hogy megpördült gyorsabban és gyorsabban, majd lelassul, bizonyos idő után ismét felgyorsult, és ugyanabban az időben csinál egy cikcakkos úton. Yule nem mutatott ma leyShegs maradni egész idő hűvös, folytatva útját.

Nem, amikor megpróbáltuk futtatni a Yulu, kiveszed a fekete doboz, például egy asztalra vagy a földre, ő megállt elég hamar. Igen, ugyanaz a nagy erő kezdete nem segített. Ezért úgy döntöttem, hogy forgatni whirligig érkező energiák kívül, a titokzatos fekete dobozban. Miután sok vizsgálatokat és kísérleteket, a rejtély megoldódott. A Julia egy kicsit óvatosan álcázott mágnes ragasztva a műanyag lemezt. A fekete doboz volt devyativsltnaya akkumulátor tranzisztor és egy kis tekercs egy mag. Coil négy vezetékek. És ennyi az egész! Nem találtunk semmilyen kapcsolót. Az akkumulátor volt kötve, de akkor nem, ha a búgócsiga megpördült a doboz elem szinte nem kimerítő!

Én építettem több változata ennek búgócsiga, és megjeleníti azokat a kör a fiatal szakemberek.
Ábra. Az 1. ábra kapcsolási rajzának az eszköz, energiaellátás whirligig. A közös magnak két tekercs az L1 és L2. Az L1 tekercs - nevezzük az indukciós tekercs menetei néhány ezer. Ez csatlakozik a bázis és tranzisztor emittere a (1. kör). A menetek száma a tekercs L „sokkal kisebb - csak néhány száz. Ő játssza a szerepét, egy elektromágnes, és benne van a kollektor kör (II kör).

Az eszköz az alábbi módon: whirligig, mozgásba közelében az indukciós tekercs (1. ábra), ez okozza váltóáramot amelynek ugyanaz az iránya, és szilárdsága, mint a jelenlegi az áramkörben I.

Hogyan, kérdezed? Tételezzük fel, hogy az indukciós tekercs mágnes pólus megközelítéseket. Ezért a mágneses fluxus behatol a tekercs fog változni. Indukció elektromotoros erő és a jelenlegi én az áramkör lesz a megfelelő irányba. De a tranzisztor működik sajátos módon: ha a bázis nem folyik áram egy bizonyos irányba, vannak az áramkör II nem rendelkezik egy aktuális, bár a kollektor-emitter feszültség van. (Ebben az esetben, a lezárt tranzisztor govoryat.s).

De tegyük fel, hogy egy másik: tech. által okozott közelítése mágnessel van iránya olyan, hogy áram folyhat a II kör. Ezután a tranzisztor elkezd dolgozni. Meg kell jegyezni, hogy a jelenlegi, a II kör sokkal nagyobb, mint az áram az I. Mint látható a kör a kör II áram folyik át a kanyargós az elektromágnes, azaz keresztül a tekercs L2. Az elektromágnes, mint annak egyik pólus elkezd dolgozni közeledik a mágnes pólus. A pólusok az elektromágnes és a hagyományos mágnes, amint közeledik kezdeni, hogy kölcsönhatásba lépnek. Ne feledje, hogy a mi esetünkben ez volt a pole, így ha a pólusok vonzzák egymást, az elektromágnes lesz pólus Y. A pillanat, amikor a pólus a mágnes kezd előzni az L1 tekercs, indukált áram az áramkörben I, nullára csökken, majd elkezd növelése egy bizonyos szintet, de a jelenlegi mozgás lesz, egymással ellentétes irányú. Egy ilyen irányba tska I láncban. - nem folyik áram a II kör, és a tranzisztor porezhnemu blokkolt.

Mivel folyamatos whirligig spin, tél közelítés a tekercs mágneses pólus Yu indukciós áram I tranzisztorkapcsolás fenntartja a zárat, mert nem változtat irányt. Transistor belekezd csak akkor, ha a pole Yu bypass hőcserélő: irányának megváltoztatása aktuális. Szerint lánc II, és következésképpen az elektromágnes tekercs áram elkezd folyni. A felső pólusa az elektromágnes hat előzés a mágnes pólus júliusban. Azonos alakú oszlopok - a búgócsiga újra kap a rövid távú lendületet, stb Minél gyorsabb a szélkereket forog, annál nagyobb az erő által indukált áram az áramkörben, és ezt a növekedést okoz aktuális áramköri II. Ez viszont azt eredményezi, egyre erősebb vonzás vagy taszítás a pólusok között egy elektromágnes és egy mágnes búgócsiga. Végül vrashenie whirligig vyravnivaetsya-.
Itt vagyunk veled, és felfedezték a „örök” pörgő játékok. Energy annak mozgását feltöltik a villamos energiát az akkumulátor. És amikor az energia elfogy (és költik el, az úton, lassan), búgócsiga leáll.

Mielőtt az építési július, meg kell találni egy erős mágnes-oxid formájában egy bárban. Optimális méretei 8 x 20 x 22 mm-es, lehet hogy egy mágnes, és 3 x 13 x 39 mm-es. Ezeket meg kell mágnesezett mentén széles felületen.
Ezután vágja egy fa deszka 10 mm átmérőjű kör átmérője valamivel nagyobb, mint a hossza a mágnes (ábra. 1). Abban gondosan lecsiszolt felület a kör lyukat fúrunk pontosan félúton átmérője 6 mm. Egyrészt bögre - képest szimmetrikusan a nyitó - kivágott egy négyszögletes horony a szélessége valamivel nagyobb, szélessége és mélysége a mágnes, minimálisan nagyobb, mint a vastagsága.

Ábra. 1. A fából készült búgócsiga
Ábra. 2. Yule egy műanyag dobozban. a) A ragasztási eljárás a mágnes, b) a kész pörgettyű tengelyével.
Ábra. 3. A méretei tekercsképző a maggal.
Ábra. 4. A ház a meghajtó whirligig mechanizmus: egy - kész eszköz,
a-b-d - módszer helyezve a tekercs és elpárologtató csészék.

Groove egy fa bögre és egy mágnes ecsettel egy vékony réteg ragasztót és egy mágnesnek a groove, ügyelve arra, hogy a mágnes volt szimmetrikus lyuk a kör. ragasztó maradékot feltétlenül mernek tampont megnedvesített denaturált alkohollal.
Tól sima és egyenes fémrúd a 6 mm átmérőjű Strezh-cho Oxley darab 20 mm hosszúságú. Az egyik végén ecset ragasztó és óvatosan helyezze be a lyukba, nem nyomja a mágnes. Ez a tengely a búgócsiga. Miután 2 - 3 órán át, amikor a ragasztó kezd száradni, a középső mágneses ragasztó acélgolyó átmérője nem nagyobb, mint 8 mm. Ezen a labdát, és forog szélkereket. Amikor a ragasztó „megragadja”, ellenőrizze a stabilitást a búgócsiga. Hozd a vrashenie on-ds egy sima felületre, akkor jobban látható, hogy a mozgás túl erős vibráció. Ha a rezgés úgy tűnik, túl erős, távolítsa el óvatosan csúsztatva a labdát. Amíg a ragasztó megkeményedik, a módszer a „próba és tévedés” talál egy csúszda búgócsiga tengelye kellékek Játék forgott halkabban.

El tudod képzelni, búgócsiga néz rejtélyes, amikor a mágnes nem látható. Ehhez a hengeres műanyag doboz vékony falakkal és alja átmérője megközelítőleg egyenlő az átmérője a fából készült kör. Erre a célra célszerű például egy üveg krém alá. A közepén a belső alsó fala a kartondoboz ragasztó mágnes (ábra. 2). A mágnes külső oldalán a doboz ragasztó acélgolyó 6-8 mm átmérőjű. Ahhoz, hogy a felső fal a doboz, azaz A borító, ragasztott fa tengely. A tengely kell egy enyhén kúp alakú (2B.). Amikor a ragasztó megszáradt, ellenőrizze a stabilitást a búgócsiga, és ha szükséges, javítsa ki a hibákat ugyanúgy, mint mi, fa yuloy.

Most kezdődik a telepítés egy elektromos áramkör, amely támogatja a forgási búgócsiga. Ez megköveteli egy dupla tekercset egy mag 30 mm-rel hosszabb, mint a tekercs. A mag készül az úgynevezett lágy mágneses anyagok, például egy transzformátor acél vagy rideg rudak ferromágneses acélból (például görcsökkel használják a belső rádióantennaként). Ha nem tud vagy az egyik, vagy a másik, ez nem számít - ez lehet a közönséges acélból. Ebben az esetben, a kalcinált rudak izzólámpa, majd lassan szobahőmérsékletre hűtjük. Kívánatos, hogy a nyitó mag átmérője nem több, mint 8 mm.
A 3. ábra a körülbelüli méretei a csévetest a maggal. Keret alkalmas akár egy fa. Az első 300 tekercsek réz- szigetelt huzal nem vastagabb, mint 0,45 mm - egy tekercset L2. A végén a vezetékeket kijönnek. Protect tekercselés egy vékony szigetelő fólia. Ezután a tekercshuzal vastagsága kevesebb, mint 0,1 mm, hogy a tekercs L2 tekercs L1 (3000-5000 fordulat). Lehetőség van használni tekercsek a kontaktorok 220 V és 24 V-os, mint például a mérete a csontváz csatlakoztassa a két tekercs ábrán látható. 5. Ragasztás a tekercs, meg kell gondoskodni arról, hogy a nyílások pontosan egy vonalba egymással (ábra. 5).

Egyéb részletek az áramkör - tranzisztor, félvezető dióda, huzal kapcsoló. Szintén szükség van akkumulátorok és három lapos üveg „párolgása csésze átmérője körülbelül 125 mm konkáv alsó résszel. Ehelyett, akkor megteszi egy műanyag tányér, csészealj, enyhén homorú alja, vagy üveg egy nagy ébresztőóra. Egy másik helyettes szüksége lap PCB vagy más hasonló anyagból 6 mm vastagságú - a fiók, amely házak (4. ábra). Az áramkör és a tápegység. A doboz lezárt készült burkolat ugyanabból az anyagból, de a 13 mm vastagságú.

Minden oldalról a fedél vágott tüskék közepén - egy kúp alakú lyuk. Ez a lyuk terjed a csészét vagy a műanyag lemezt (lásd. Ábra. 4). A tekercset kell elhelyezni a dobozba úgy, hogy szinte érinti a párolgás csészébe (vagy edények), és hogy a függőleges tengelyen a tekercsmag közelítőleg tengelyével párhuzamossá középpontján átmenő lyuk a fedelet. És még egy feltétel: a tekercs a dobozban van rögzítve oly módon, hogy változtatni a helyét kapcsolatban Julia, állt a lemez.

Csatlakoztassa az áramköri ábra szerint. 1. Előfordulhat, hogy a kapcsolat létrejötte után a program magától izgatott oszcilláció. Ők nem kívánatosak, mert vezet gyors energiafogyasztás és károkat okozhat a tranzisztor. Ezek a rezgések akusztikus frekvencia, akkor lehet hallani, különösen, ha a tekercs, hogy fémtárggyal vagy egy mágnes. Meg kell megszabadulni, beleértve a emitterkapcsolásban félvezetődiódalézer, amint azt a szaggatott vonal mutatja. 1. De ez a módszer (ábra. 1) alkalmas csak, ha használják az áramköri tranzisztor típusú n-p-n. Ha használt tranzisztor típusú p-n-p - csatlakoztassa a félvezető dióda fordítva.

Miután befejezte a telepítést, indítsa forgatag a homorú felület a fedél. Toy kell forgatni gyorsabban néhány másodpercig, majd a mozgás stabilizálódott. Előfordulhat, hogy a spin „örökre” búgócsiga nem akar, de pontosan eleget rendszer. Swap a végei indukciós tekercs: egy vezeték csatlakozik a pont, B pont, kapcsolódni és fordítva (1. ábra) -, és a siker biztosított.

Bronislav Tokar
"Horizons Technology for Children" magazin №1-86g.