Warum funktioniert mein einfaches elektromagnetisches Experiment nicht?

Ich mache ein Setup (siehe beigefügtes Bild).

  • EINE Spule (1" Durchmesser x ~120 Windungen), die durch einen Spalt getrennt ist, ist auf zwei Seiten montiert. Jede Seite hat einen Eisenstab (1" Durchmesser x 6" lang), um den Fokus der magnetischen Welle zu erhöhen Draht für den Kern ist 14-Gauge-Motordraht (max. Nennleistung 5,9 A).
  • Zwei superstarke Magnete (jeweils 1" Durchmesser x 0,5" Dicke) sind am mittleren Block (Kunststoff) unter Entenband befestigt. Jeder von ihnen hat eine Haltekraft von ~40 lbs. Jede Seite des Blocks hat einen Magneten.
  • Ich verwende 6 Leistungswiderstände in Reihe, um einen Widerstand von 50 Ohm zu erzeugen. Ich schließe den Stromkreis an die Steckdose 120VAC an. Da die Impedanz der Spule klein ist, gebe ich der Schaltung 2,4 Ampere bei 60 Hz.
  • Alles zum Halten ist aus sehr glattem Kunststoff (Acetal Resin).
  • Bevor ich den Strom anschließe, bringe ich das System in Ruhe. Der Magnet ist so stark, dass das Mittelstück zu einem der Eisen geht.

Ich dachte das MITTELSTÜCK würde mit 60Hz nach links und rechts schwingen. Das System bewegt sich jedoch überhaupt nicht. Irgendeine Idee?

Versuchsaufbau

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Antworten (2)

60 Hz ist ziemlich schnell. Während die Magnetfelder stark sind, ist die Masse (und damit die Trägheit) des Mittelmagneten wahrscheinlich so groß, dass er nicht schnell genug beschleunigt, um mit 60 Hz zu oszillieren. Versuchen Sie, ein Netzteil mit variablem AC-Ausgang zu verwenden, der auf 1 Hz eingestellt ist. Die Masse sollte sich in diesem Fall wahrscheinlich bewegen. Wenn dies nicht der Fall ist, liegt wahrscheinlich ein Fehler in der Einrichtung vor.

Die Schaltung besteht nur aus einer Spule und Widerständen. Den Gesamtwiderstand habe ich mit einem Ohmmeter gemessen. Der Gesamtwiderstand ist gültig.
Entschuldigung - ich hätte sagen sollen, dass wahrscheinlich ein Fehler im Versuchsaufbau vorliegt (ich bin mir jedoch nicht sicher, was es genau sein würde). Ich werde das in meiner Antwort beheben.
Ich habe das Beschleunigungsproblem berücksichtigt, deshalb habe ich die Anfangsposition des Mittelstücks so eingestellt, dass es auf eine Seite schwingt. Die Magnetkraft hat eine 1/Abstand^2-Beziehung. Ich würde mindestens eine große Bewegung erwarten. Ist es nicht?
Wie stark ist der „superstarke“ Magnet im Verhältnis zum Elektromagneten? Es könnte sein, dass die zusätzliche Kraft des Elektromagneten zu schwach ist, um den Block auf der anderen Seite vom Magneten abzuziehen.
*Dies könnte das oben erwähnte Trägheitsproblem verstärken. (am Ende meines vorherigen Kommentars ergänzen)
@ Marco Nein, 60 Hz ist schnell , es ist eine Audiofrequenz (das zweitniedrigste B ♭ oder B auf einem Klavier). Ihr Magnet ist zu groß – stellen Sie sich vor, er vibriert wie eine fette Klaviersaite! Ihr Setup deutet darauf hin, dass Sie nicht geplant hatten, ein Netzteil mit variabler Frequenz zu kaufen. Sie könnten versuchen, eine Gleichstromversorgung anzuschließen. Alternativ können Sie Ihren schweren Magneten durch ein straff gespanntes Magnetkabel ersetzen , das bei etwa 60 Hz schwingt.
@rob Meinst du das Gewicht des Magneten? Der Magnet ist NICHT das ganze Mittelstück. Die 90% des "Mittelstücks" sind Plastik. Die Magnete sind nur 1" Durchmesser x 0,5" dick
@Marco immer noch ziemlich schwer für sichtbare mechanische Schwingungen bei 60 Hz.

50 Ohm insgesamt? Und der Spulenwiderstand ist viel kleiner als 50 Ohm?

Wenn Sie 120 V anlegen, brennen die Widerstände schnell im Inneren. Sie haben keine 50 Ohm mehr (muss ihren Widerstand mit einem Messgerät messen). Der Widerstand wird hoch und der Strom fällt weit unter 2,4 Ampere.

Die Widerstandsleistung beträgt V ^ 2 / R = 120 * 120/50 = 244 Watt , sodass Ihre 20-Watt-Widerstände innerhalb von Minuten zerstört werden können. Wenn sie nicht sofort gebraten wurden, dann erwarten Sie Rauch. (Wenn Widerstände kalt bleiben, dann ist irgendwo eine Verbindung unterbrochen.)

Verwenden Sie anstelle zerbrechlicher Widerstände vielleicht zwei 100-Watt-Glühlampen, die parallel miteinander verbunden sind, um 200 W / 120 V = 1,67 A zu ergeben. Das, oder verwenden Sie eine 1200-Watt-Elektroheizung für 1200/120 = 10 Ampere.

Um starke Magnetfelder zu erzeugen, verwenden wir normalerweise 120 V und Tausende von Windungen dünneren Drahts (mehrere Kilo Kupfer). Oder wir verwenden Niederspannung, weniger Windungen und einen Strom von weit mehr als 2,4 Ampere. Benötigen Sie einen teuren Abwärtstransformator, der niedrigere Volt bei 50 Ampere oder 100 Ampere usw. liefert.

Außerdem: Um am Leben zu bleiben und nicht tot zu sein, ist es ratsam, viele, viele Experimente mit Batterien durchzuführen, nicht mit 120 VAC. Wenn Sie mit 120 VAC arbeiten, haben Sie sehr, sehr viel Angst. Dies schützt Sie in der Regel, ist jedoch keine Garantie.

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