Estoy pensando en hacer un instrumento para mostrar la fuerza en un cable que transporta corriente eléctrica para los estudiantes en el laboratorio. Un cable normal que levita desde tierra después de que fluye corriente en él.
Tenemos las siguientes ecuaciones
siendo la masa de la unidad de longitud del alambre. Haremos que el campo magnético sea perpendicular al flujo de corriente de modo que y y quiero que el cable quede suspendido sobre el suelo por lo que en equilibrio debemos tener:
Desde y son constantes en este aparato lo que tendré que hacer es jugar con campo magnético y corriente eléctrica.
No estoy muy familiarizado con el teorema de Earnshaw, pero sé que si uso una corriente alterna, esto es factible. Puedo usar tomas de corriente normales (220 V en este caso) pero no sé cómo crear el campo magnético uniforme necesario.
¿Son mejores los imanes naturales (como los imanes de neodimio) o un campo magnético generado por otro cable o bobina?
¿Hay alguna manera más fácil de hacer esto?
¿Cuáles son las notas a tener en cuenta en este experimento?
EDITAR:
Pensé que es mejor usar bobinas de Helmholtz para generar un campo magnético uniforme.
Trabajo en el departamento de Física de mi universidad, y parte de mi trabajo es supervisar las demostraciones de conferencias para las clases de física, y tenemos varias demostraciones que muestran la fuerza de un cable que transporta corriente en un campo magnético. Una demostración bastante simple es una bobina de cable conectada a una fuente de CA, que se coloca sobre una hoja de cobre. El campo magnético producido por el cable induce un campo opuesto en la placa de cobre, lo que hace que la bobina levite. Esta es una forma de demostrar los efectos, pero no necesariamente la única.
Algunas cosas que deberá tener en cuenta son que si elige ejecutar AC, debe asegurarse de que lo que sea que esté creando el campo B opuesto esté perfectamente desfasado para que los campos estén siempre opuestos. Recomendaría usar algún tipo de transformador entre la toma de corriente de la pared y la demostración, esto no solo le permitirá controlar mejor el voltaje, sino que servirá como una fuente de fallas en caso de que algo salga mal (su fusible interno se quemará antes que usted). disparar un interruptor)
En una nota más práctica, debe tener mucho cuidado con el cableado y la elección de los materiales. Para obtener un buen efecto, probablemente pasará mucha corriente a través de los cables. Tenga mucho cuidado de que nada se incendie repentinamente cuando inicie la demostración. Y, como siempre, asegúrese de que todo esté correctamente conectado a tierra y aislado, para que no arruine su día al tener una corriente de pared de 220 V recorriendo su cuerpo.
Espero que esto ayude, avíseme si desea más descripciones de algún aparato que desee emular, siempre puedo proporcionar imágenes cuando estoy en el trabajo hoy.
HolgerFiedler