Версия для печати темы

Нажмите сюда для просмотра этой темы в обычном формате

Форумы Боевого Народа _ Наука и технологии _ Задачка. Соленоид, светодиод и магнит.

Автор: ahedron 8.2.2018, 22:32

Как-то тут задавал задачку по маятнику Ньютона и удивился, что большая часть ответивших сделали это не правильно, хотя многие бравировали, что изучили Ньютона вдоль и поперёк.
Настало время попытаться ответить на простые вопросы и знатоков электромагнетизма.)

Дано:
- соленоид - катушка индуктивности
- постоянный магнит - цилиндрический
- LED - светодиод
Выглядят где-то так:

Проведём три эксперимента:
Основное действие: поднимаем магнит над соленоидом не высоко, сантиметров на 25-ть и отпускаем - нужно попасть в отверстие.)
1) - в первом эксперименте концы соленоида разомкнуты
2) - во втором эксперименте к концам соленоида подключен светодиод
3) - в третьем эксперименте концы соленоида просто замкнуты
Вопросы... их всего два, первый очень простой, но дело даже не в том, как подключен светодиод - разминочный, более важный второй!
1. Что будет со светодиодом во втором эксперименте?
2. Что будет с магнитом, как он себя поведёт в каждом из экспериментов - уточнять не буду, чтобы не дать подсказку.
Если не понятны вопросы, после первого поста с просьбой уточнить, напишу, что конкретно меня интересует.

Есть видеоответ, так что отсебятины здесь нет.

Автор: RudnikV 11.2.2018, 13:52

Попробуем ответить. В первом случае магнит пролетит свободно, так как замкнутой цепи соленоида не имеется, тормозить падение магнита нечем.
Во втором случае будет некоторое замедление магнита, так как в соленоиде по закону Максвелла-Фарадея возникнет вихревая ЭДС. По закону Ленца она будет тормозить падение магнита. Но не слишком. Тут всё зависит от параметров соленоида и светодиода. Мощность светодиода весьма небольшая. Вот на эту величину и будет тормозиться падение магнита. Впрочем, если магнит солидный и витков много в соленоиде, то есть риск перегореть светодиоду. Точно не знаю.
Самое большое торможение магнита естественно будет при коротком замыкании в третьем случае. В этом случае сопротивление катушки будет минимальное, значит ток будет большой.
Собственно говоря, так устроены китайские фонарики с пролетающим через катушку цилиндрическим магнитом. Купил я несколько лет назад такой фонарик. сначала вроде бы подзаряжался , как потрясёшь фонарь туда-сюда. Но видимо потом магнитик от долгого соударения с корпусом фонаря размагнитился. Я его вытаскивал, пробовал на железки. Даже не притягивает. Да и металл какой-то явно не магнитный. Может умельцы фирмачи научились подделывать такие фонари под фирменные. Ставят вместо магнита цилиндрик дюралюминиевый. Фонарь светит, пока элементы не сдохли.

Автор: ahedron 11.2.2018, 17:40

RudnikV
А если соленоид замкнуть через огромное сопротивление что будет в этом случае?
Чисто мой вопрос, возник только что, просто любопытство.

Автор: RudnikV 13.2.2018, 5:47

Что может быть огромнее сопротивления воздушного промежутка при разомкнутой катушке соленоида. Это Ваш первый вариант. В принципе, при пропускании магнита через соленоид и в этом случае создаётся вихревое поле, и на концах катушки создастся разность потенциалов. Но так как замкнутого контура нет, ток не протекает, то и тормозящей мощности тоже нет.