www.tranzistor.sk www.tranzistor.cz

Hľadať

Newsletter zadarmo



Magnetizmus a levitácia
Magnetizmus a levitácia

Skonštruoval som ďalší zo série levitátorov. Tento je pre zmenu kombinácia elektromagnetu a fotobunky. Fotobunka slúži na reguľovanie zapínania a vypínania elektromagnetu v prípade ak sa teleso dostane nad alebo pod úroveň fotobunky.

Tento levitátor dokáže bez problémov udržať v stave vznášania aj ťažšie predmety. Jeho sila je závislá od počtu závitov cievky a napájacieho napätia, v našom prípade bez problémov udrží tužkovú batériu.

POZOR!!! cez cievku elektromagnetu preteká veľký prúd a ak nemáte obvod dobre vyladený, bude sa cievka neúmerne prehrievať a môže spôsobiť požiar, preto obvod nenechávajte dlho pod napätím.

Celá konštrukcia levitátora je zhotovená z balzového dreva.

Detail na fotobunku,vznášajúcu sa batériu a elektromagnet.

Najjednoduchšie sa obvod dá zostaviť na univerzálnej doske.

Takto to vyzerá, keď to funguje.

Na videu vidíte princíp fungovania levitátora. Pri otvorení, respektíve uzavretí optickej závory operačný zosilňovač spína MOSFET tranzistor, ktorý umožní alebo zamedzí pretekaniu veľkých prúdov cez cievku elektromagnetu.

Napájanie 12V, operačný zosilovač MC1458P, MOSFET tranzistor IRF540, cievka na železnom jadre 1cm - 2000 závitov odpor 14 Ohm. Ako oprická závora slúži biela svetelná dióda a fototranzistor.

 

Záver:

Toto je princíp na ktorom fungujú aj Japonské rýchlovlaky, aj keď tam je viac elektromagnetov a sú podstatne výkonnejšie a chladené kvapalnými plynmi.

Tak ako som Vám slúbil skonštruoval som zariadenie v ktorom levituje (vznáša sa) magnetka. Nie je k tomu potrebné dodávať žiadnu energiu ani nie je potrebné magnetku stabilizovať. Jednoducho sa vznáša vo vzduchu sekundy, minúty, hodiny, dni, mesiace, roky ...

 

Nie je to neskutočné? Je to vôbec možné?

Dva plátky Pyrolitic Graphite a medzi nimi sa vo vzduchu vznáša magnetka.

 

Nad plátkami je magnet, ktorý napomáha vznášaniu magnetky. Skrutka slúži na posúvanie magnetu hore a dole, čím sa doladí nadnášanie malej magnetky.

 

Experiment funguje na rovnakom princípe ako experiment levitácia.

 

Určite si pozrite aj video je to kúzelné.


 

Levitácia magnetky Levitácia magnetky 9.90 € (vrátane DPH 20 %) do košíka


Ak pridáte do tekutiny mikroskopické magneticky aktívne čiastočky, získate tekutinu, ktorá bude reagovať na magnetické pole.

 

Zbytočne o tom hovoriť, skúste si to pozrieť z videa. Použitá tekutina v experimente sa volá ferrofluid.

 

 

V tomto videu sú zo spodku sklenej nádoby prikladané dva spojené magnety. Podľa siločiar magnetického poľa sa mení aj tvar tekutiny.

Popis:

V tomto experimente budete na vlastné oči vidieť, že môžu predmety levitovať (vznášať sa) bez dodávania akejkoľvek energie. Ak máte s experimentom problém, napíšte nám na Táto e-mailová adresa je chránená pred spambotmi. Ak ju chcete vidieť, je potrebné aby ste mali zapnutý JavaScript.

 

začínajúci elektronici, mladý technici, hobby, rodičia s deťmi

Zložitosť:

nízka

   
V dvadsiatom storočí jeden pán vedec dokázal a vypočítal, že nie je možné aby sa predmet sám vznášal bez vonkajšej stabilizácie len pôsobením magnetov.
Tu máte v priamom prenose dôkaz vyvrátený. Nad štyrmi magnetkami sa vznáša úlomok z materiálu, ktorý sa volá pyrolitic graphite.

 

 

Pyrolitic Graphite je jeden z najlepších diamagnetických materiálov na svete. Diamagnetické materiály odpudzujú aj severný aj južný pôl magnetov. Magnet ich jednoducho nepriťahuje ale len odpudzuje.

Pyrolitic graphite dokáže vyrobiť len pár výrobcov vo svete. Vyrába sa pri veľmi vysokej teplote špeciálnym výrobným procesom.

Keďže sa tento materiál nedá jednoducho kúpiť v hypermarkete, máme pre Vás zopár kúskov na sklade.  


 

Takto vyzerá magnetické pole nad štyrmi magnetmi. Je to odfotené cez flux fóliu, ktorá zmení sfarbenie, ak sa dostane do magnetického poľa.


 

Záver:

Magnetky sú neodimové a sú to jedny z najsilnejších magnetov na svete. v experimente sú použité magnetické kocky s dĺžkou strany 12mm. Pozor tieto magnety sú neskutočne silné dokážu udržať 6Kg závažie.

Pyrolitic graphite je diamegnetický materiál. Je pomerne ľahký, tenké plátky sa dajú strihať nožničkami a pozdĺžne štiepiť nožíkom alebo žiletkou. Nad magnetkami lieta, lebo jeho diamagnetická vlastnosť mu zabezpečuje odpudzovanie od južného aj severného pólu magnetov.

Stabilitu vznášajúceho sa štvorčeka zabezpečujú umelohmotné oddelenia magnetov, ktoré vytvoria 4 magnetické oblasti nad plochou magnetov.


  

Levitácia grafit 1 Levitácia grafit 1 9.90 € (vrátane DPH 20 %) do košíka
Levitácia grafit 2 Levitácia grafit 2 19.00 € (vrátane DPH 20 %) do košíka
Levitácia grafit 3 Levitácia grafit 3 9.90 € (vrátane DPH 20 %) do košíka
Levitácia grafit 4 Levitácia grafit 4 9.90 € (vrátane DPH 20 %) do košíka


 

 

 
Popis:

Experiment popisuje funkciu Collpittzovho oscilátora. Je to veľmi dôležité a často používané zapojenie napríklad vo vysielačoch a prijímačoch. V tomto prípade používame cievku v jeho obvode ako detektor kovov. Ak cievku priblížime k magneticky aktívnemu predmetu (kov, feritové jadrá) cievka zmení induktanciu, rozladí oscilátor a my počujeme inú frekvenciu zvuku. Ak máte s experimentom problém, napíšte nám na Táto e-mailová adresa je chránená pred spambotmi. Ak ju chcete vidieť, je potrebné aby ste mali zapnutý JavaScript.

Určenie: mierne pokročilý elektronici, mladý technici, hobby, rodičia s deťmi
Zložitosť: stredná
  
 Collpittz-ov oscilátor pozostáva z dvoch kondenzátorov a cievky. Jeho frekvenciu ladíme zmenou hodnôt týchto súčiastok. Pozrite si aj video.

 

V okamihu ako odpojíme zdroj napájania, oscilácia sa postupne utlmí. Na zabránenie tlmenia oscilácií použijeme tranzistor, schéma je na obrázku nižšie.

  

V tomto okamihu sa nesnažte presne pochopiť ako to celé funguje. Stačí vám vedieť to, že osciláciu umožňuje cievka a kondenzátory. Tranzistor slúži na zabránenie tlmenia oscilácií. 100Ohm odpor nastavuje pracovný bod tranzistora a 50Ohm odpor umožňuje tok jednosmerného prúdu cez tranzistor.

Zmenou kapacít kondenzátorov alebo induktancie cievky meníte frekvenciu oscilátora. Sluchátko je použité s vysokou impedanciou (piezo). Ak máte telefónne sluchátko môžete ho pripojiť miesto 50Ohm odporu. Ak máte malý reproduktor 8Ohm môžete ho pripojiť sériovo k odporu 50Ohm.

Frekvencia tónu zo sluchátka bude niečo medzi 7-8 KHz. Je to dosť vysoký tón. Zmenou kapacít kondenzátorov na 1mikroF ju znížite. Môžete skúsiť aj iné kondenzátory, mne to fungovalo až po 22mikroF.

Cievka má zhruba 100 závitov z polakovaného medeného drôtu na priemere 5cm. Jej induktancia je zhruba 100nH. Ak k nej priblížite magneticky aktívny materiál, zmení svoju induktanciu a tým aj frekvenciu tónu.

Skúšal som aj dve cievky zapojiť sériovo k sebe, keď som ich potom približoval a vzďaloval od seba alebo vkladal medzi ne kovové predmety veľmi dobre to menilo frekvenciu tónu. V tomto prípade záleží aj na tom, ktorou stranou cievky k sebe približujete. Skúste si to.

 

Celé zapojenie som robil na univerzálnej doske. Mohol som teda ľahko meniť kapacity kondenzátorov a pracovný bod tranzistora. 

Skutočná frekvencia tohoto oscilátora je zhruba 1MHz, čo by sa samozrejme nedalo počuť. To že počujeme pískanie zo sluchátka je spôsobené zmenou amlitúdy tohto signálu s vysokou frekvenciou. Amplitúda sa v tomto prípade mení s frekvenciou zhruba 7kHz.

Pokúšal som sa naladiť oscilátor aj priamo na počuteľnú frekvenciu, ale pri takejto cievke som tam musel dať kondenzátor s kapacitou 4,7mF a nepodarilo sa mi donútiť oscilátor kmitať. Možno sa mýlim, ale pri nízkych frekvenciách nie je tento oscilátor vôbec stabilný. Zato je veľmi stabilný pri  frekvenciách 1MHz až 300MHz


  objednať súčiastky na tento experiment
  

 

 

 

Popis: Tento experiment demonštruje, že ak cez vodič preteká elektrický prúd, tak v jeho okolí vzniká magnetické pole. Ak máte s experimentom problém napíšte nám na Táto e-mailová adresa je chránená pred spambotmi. Ak ju chcete vidieť, je potrebné aby ste mali zapnutý JavaScript.
Určenie: začínajúci elektronici, mladý technici, hobby, rodičia s deťmi
Zložitosť: nízka
   

Príprava detektora magnetického poľa: 

 

  Ak nemáte kompas postačí vám aj malá loďka vo forme drievka, ihly a taniera z vodou.

  Ihlu zmagnetizujte pomocou obyčajného magnetu. Zmagnetizujete ju tak, že k nej priložíte magnet a niekoľkokrát ho po ihle pošúchate.

  Teraz sa  ihla musí správať ako kompas. Jedna jej strana bude ukazovať na sever a druhá na juh. Loďka sa natočí v smere SEVER - JUH. Natočenie nebude správne ak budú v okolí ihly kovové alebo magnetické predmety.

Overenie magnetizmu v okolí vodiča, ktorým preteká prúd:

  Pripravte si dlhší elektrický vodič asi 50cm. A pripojte ho na tužkovú batériu.

!!!POZOR!!! týmto sa batéria dostane do skratu, bude ňou pretekať pomerne veľký prúd a pravdepodobne sa po určitom krátkom čase vybije alebo zničí, takže ju nenechávajte takto zapojenú dlho. A určite na to nepoužívajte drahý nabíjací článok, lebo ten zničíte takmer na 100%.

  Elektrický vodič umiestnite nad ihlu a pozorujte, čo sa deje. Loďka sa vychýli z polohy sever-juh. Teraz okrem magnetizmu zeme na ňu pôsobí aj magnetizmus elektrického prúdu, ktorý preteká vodičom.

Silnejší elektromagnet: 

  Magnetické pole v okolí vodiča je pomerne slabé. Ak ho chceme zosilniť, máme na to niekoľko metód.

1. Ak k vodiču pridáme ďalší vodič magnetické polia sa sčítajú. Podobne ako pri obyčajných magnetoch. Toto najlepšie dosiahneme, ak elektrický vodič navinieme ako cievku.

2. Ak cez vodič prechádza väčší prúd magnetizmus je väčší. Môžeme použiť väčšie napätie, ktoré vo vodiči s konštantným odporom vyvolá podľa Ohmovho zákona (U = R * I) väčší prúd I.

!!!POZOR!!! Ak je odpor malý a napätie veľké hrozí nebezpečenstvo úrazu. Môžete sa popáliť alebo spôsobiť požiar. Môžete zničiť batériu a tá môže podľa jej konštrukcie aj explodovať. !!! Nikdy nepripájajte žiadny experiment do elektrickej zásuvky, určite si ublížite !!!

Takže zvyšovanie napätia v amatérskych podmienkach nie je ten správny nástroj.

3. Na vytvorenie silnejšieho magnetického poľa je veľmi vhodné použiť vo vnútri cievky jadro, napríklad z mäkkého železa. Toto skutočne zvýši silu elektromagnetu tým, že skoncentruje magnetické pole.

Zhotovenie elektromagnetu: 

 

Potrebujete asi 5cm železnej tyčky z mäkkého železa, inak sa vám železo alebo oceľ zmagnetizuje a už elektromagnet nebude fungovať v pravom slova zmysle, nedokážete ho vypnúť, stane sa z neho permanentný magnet.

Tyčku oblepte obojstrannou lepiacou páskou. Toto je dôležité na to, aby sa vám pri namotávaní cievky nekĺzal drôt zo železnej tyčky dole.

Namotávajte polakovaný medený drôt hrúbky 0,3mm, čo najtesnejšie ako to len ide. Čím tesnejšie tým silnejší elektromagnet.

Zoškrabte (odizolujte) konce polakovaného medeného drôtu a pripojte ho k batérii a elektromagnet je zapnutý. Nenechávajte ho zapnutý dlho!!!

Takto zdvihne batériu.

Ak máte železné piliny položené na papieri a zospodu priložíte elektromagnet, dokážete vytvoriť takéto obrazce. Stačí na papier z boku poklepať a piliny sa usporiadajú.

Zhodnotenie:

Tento experiment je už len malý krôčik k tomu ako prenášať rádiové signály, tie sa tiež prenášajú elektromagnetickým princípom. Postupne sa k tomu dostaneme.


 
   objednať súčiastky na tento experiment
   

 

Popis: Tento experiment vysvetľuje fungovanie reproduktora. Zapojenie aj konštrukcia je identická s originálnymi reproduktormi, len v amatérskych podmienkach nemusí byť zvuk dokonale kvalitný. Ak máte s experimentom problém napíšte nám na Táto e-mailová adresa je chránená pred spambotmi. Ak ju chcete vidieť, je potrebné aby ste mali zapnutý JavaScript.
Určenie:  mierne pokročilý elektronici, mladý technici, hobby, rodičia s deťmi
Zložitosť:  stredná
   

Na experiment potrebujete neodymový magnet, čím väčší, tým lepšie. My sme mali len také malinké, tak sme použili dva. Z kancelárskeho papiera vystrihnite pásik dlhý asi 10cm.

 

Magnet pevne obtočte vystrihnutým papierom.

 

Aby sa papier neodmotával zalepte ho lepidlom, alebo papierovou lepiacou páskou.

 

Okolo takéhoto valčeka naviňte asi 65 závitov polakovaného medeného drôtu. Týmto vytvoríte cievku, ktorá bude fungovať ako elektromagnet. Aby sa cievka neodmotávala tiež ju oblepte papierovou lepiacou páskou. Teraz vyberte magnet z valčeka a zvnútra odmotajte aspoň tri závity papiera. Keď magnet opätovne vložíte do valčeka musí sa voľne hýbať.

 

Valček prilepte do stredu vystrihnutého kruhu papiera, priemer asi 20cm. Pozor magnet sa musí hýbať, magnet nepriliepajte. Na kruh nalepte nôžky z papiera poskladaného do tvaru harmoniky. Výška nožičiek musí byť o pár milimetrov vyššia ako je výška valčeka.

 

Na konce polakovaného medeného drôtu vodivo pripojte audio jack a reproduktor máte hotový. Keď ho pripojíte do zdierky audio zariadenia bude hrať. Hlasitosť bude závisieť od veľkosti neodymového magnetu a cievky, ktorú ste namotali na valček.

 

Ako to funguje ?

1. magnet je položený na podložke a je voľne pohyblivo umiestnený vo vnútri valčeka, ktorý je obmotaný cievkou

2. cievka vytvára magnetické pole, ktoré ju priťahuje alebo odtláča od magnetu

3. keďže je cievka pevne namotaná na valček a ten je prilepený k papierovému kruhu tak sa priťahovaním a odpudzovaním hýbe celý kruh

4. pohyb kruhu vytvára pohyb molekúl vzduchu ktorý je v jeho blízkosti, tieto pohyby vytvárajú zvukové vlny, ktoré počujete

 

Výsledok

Výkon bude silne závisieť od vašej konštrukcie, čiže ak nebudete nič počuť, skúste priložiť ucho bližšie ku kruhu.


   objednať súčiastky na tento experiment
   

Popis: Skutočne jednoduchý motor. Tento experiment vysvetľuje kombináciu permanentného magnetu a elektromagnetu, ktorý vzniká vo vodiči, cez ktorý preteká elektrický prúd. Ak máte s experimentom problém napíšte nám na Táto e-mailová adresa je chránená pred spambotmi. Ak ju chcete vidieť, je potrebné aby ste mali zapnutý JavaScript.
Určenie: začínajúci elektronici, mladý technici, hobby, rodičia s deťmi
Zložitosť: nízka
   

  Experiment je skutočne jednoduchý.

Potrebujete:

- batériu

- železnú skrutku

- kúsok vodiča

- neodymový magnet

  Experiment zostavte podľa obrázku, skrutka musí byť dostatočne ostrá aby bolo trenie medzi skrutkou a batériou čo najmenšie. Ja som ju zabrúsil(zaostril) šmirgľovým papierom.

 

  Keď priložíte vodič k magnetke(musí mať kovovú úpravu, aby viedla elektrický prúd), elektrický prúd začne pretekať zo záporného pólu batérie cez vodič - magnet - skrutku až do kladného pólu batérie.

  Keďže vodičom preteká elektrický prúd, vytvára sa v jeho okolí magnetické pole, ktoré ovplyvňuje magnetické pole neodymového magnetu a ten sa snaží vychýliť zo svojej polohy takže sa začne otáčať.

  Tým, že je prichytený k skrutke, začne sa točiť aj skrutka čo vytvára efekt rotora elektromotora. Skrutka sa točí skutočne rýchlo, niekoľko tisíc otáčok za minútu.


 

Jednoduchý motorček Jednoduchý motorček 2.90 € (vrátane DPH 20 %) do košíka


Akcia

sale closed

Telefonické objednávky

PO - NE 8:00 - 18:00

0903 404425

skype: kocalka