Электромагнитные качели - эксперимент с силой Лоренца сво..

Тебе это не нравится? Магнетизм? Электроника? А 3д печать? В этом проекте я объединил их все вместе в небольшой, но впечатляющий эксперимент «сделай сам». С помощью всего лишь нескольких компонентов и детали, напечатанной на 3D-принтере, вы сможете построить свой собственный эксперимент с силой Лоренца.

Когда провод с током помещается в магнитное поле, на него действует сила Лоренца. Постройте свои собственные «Электромагнитные качели», чтобы ощутить силу (Лоренца)!

Настройки печати

Принтер:

Flashforge Creator Pro

Плоты:

Да

Поддерживает:

Да

Примечания:

ВНИМАНИЕ: существуют разные версии для печати!

Три части предназначены для прикрепления мини-макета (bb). В зависимости от формы прорези для магнита они называются:

электромагнитный_swing_bb_rect.stl (с прямоугольной прорезью, как показано на видео)
электромагнитный_swing_bb_circ.stl (с круговой прорезью)

электромагнитный_swing_bb_flat.stl (без слота) и еще одна часть, которая поставляется без ��лота для макета:

электромагнитный_swing.stl Печать ABS прошла нормально, поэтому все размеры идеально подошли. Используйте опорные подставки для размещения магнитов на нижней стороне.

Как я это разработал

Когда я впервые увидел электромагнитные колебания еще в школьные годы, я подумал: «Ух ты, это похоже на волшебство»! Поэтому, поскольку я не забыл об этом эксперименте, я решил разработать его самостоятельно. Вот и все, это «Электромагнитные качели — эксперимент с силой Лоренца, сделанный своими руками».

Данные детали спроектированы с помощью Autodesk Inventor. Дизайн был ограничен, поэтому батарея и макет хорошо вписывались в раму.

Проект: Электромагнитные качели — эксперимент с силой Лоренца своими руками

Обзор и предыстория:

Этот проект полностью посвящен электромагнетизму. Его легко распечатать и собрать, поэтому учащиеся могут выполнить этот проект самостоятельно. В зависимости от цели урока вы можете выбрать версию со слотом для макета или версию без него. Если вы хотите представить феноменологическое воздействие силы Лоренца, вы можете использовать небольшую деталь без слота для макета. Если вы ищете хороший эксперимент, чтобы показать, испытать и даже рассчитать (см. ниже) силу Лоренца, вам определенно подойдет более крупная версия со слотом для макета.

Цели:

Студенты испытают на себе воздействие электромагнитной силы Лоренца. Создавая проект самостоятельно, они получат практический проект, позволяющий узнать о построении электрической цепи, пайке и получить представление о магнетизме и электромагнетизме.

Аудитория:

Учащиеся в возрасте 11-16 лет, изучающие физику или естественные науки.

Предметы:

Этот проект представляет собой проект по физике и естественным наукам для классов средней школы.

Полученные навыки:

Учащиеся, создающие этот проект и взаимодействующие с ним, узнают:

основные электронные законы
физика магнитов
физика электромагнетизма
построение электрической цепи
характеристики силы Лоренца
навыки пайки
Тригонометрия

понимание правил ориентации векторов в трех измерениях. Урок/Задание:

Как построить электромагнитные качели

Для реализации этого проекта вам понадобятся следующие вещи (см. изображения в галерее):
Для части без макета:

3D-печатная деталь

батарея 9 В
2 магнита (желательно 1 сильный и 1 маленький)
примерно 2x30 см проволоки

медный провод около 5 см. Для детали с макетной платой необходимо добавить:

Деталь, напечатанная на 3D-принтере (со слотом для макета)

мини-макет (около 34 x 45 мм)
перемычка
потенциометр 1к
Светодиод (1,85-2,5 В при токе около 20 мА)
резистор (1кОм)

плюс все, что вы хотите добавить, я рекомендую купить сильные неодимовые магниты, так как вы пол��чите больший эффект. Магниты, которые я использую, имеют размер 40 х 20 х 5 мм, а кольцевой магнит — 10 х 5 мм. Но, конечно, вы можете использовать любые магниты, которые у вас есть или которые вы предпочитаете.

### Строительство

Сначала вам нужно распечатать выбранную вами часть. Я покажу вам, как построить деталь с пазом для макета, поскольку это также охватывает всю конструкцию детали без паза для макета.

Обязательно безопасно удалите