🧲 При резком приближении мощного магнита к куску металла, например к алюминию, как на видео, в куске алюминия возникают вихревые токи, которые ещё называют токами Фуко. Такие токи возникают из-за действия переменного по времени магнитного поля ( B = B(t), Ф = B⋅S, ε = - dФ/dt ). Вихревые токи создают свои собственные магнитные поля, которые направлены противоположно магнитному полю магнита (по правилу Ленца). В соответствии с правилом Ленца вихревые токи протекают внутри проводника по таким путям и направлениям, чтобы своим действием возможно сильнее противиться причине, которая их вызывает. Вследствие этого при движении в магнитном поле на хорошие проводники действует тормозящая сила, вызываемая взаимодействием вихревых токов с магнитным полем. Этот эффект используется в ряде приборов для демпфирования колебаний их подвижных частей (маятник Вальтенхофена).

📝 Некоторые свойства вихревых токов:
▪️Могут использоваться для левитации токопроводящих объектов, движения или интенсивного торможения.
▪️Могут иметь нежелательные эффекты, например потери мощности в трансформаторах.
▪️Из-за сопротивления материала вихревые токи нагревают его, преобразуя электрическую энергию в тепловую.

🧲 Электромагнитное торможение колебаний маятника

🔥 Индукционный нагрев

💫 «Гроб Мухаммеда»

🧲 Как работают трансформаторы?

⚡️ Основные физические понятия электродинамики (Леннаучфильм)

✨ Взаимодействие зарядов. Электростатическая индукция

💫 Исследование электрических полей. Опыт по физике

⚡️ Уравнения Максвелла ✨

⚙️ Электромагнитная подвеска 🧲

🟢 Эффект Мейсснера

Пример применения вихревых токов — отделение алюминиевых банок от других металлов в вихретоковом сепараторе. Чёрные металлы цепляются за магнит, а алюминий (и другие цветные проводники) отталкиваются от магнита. С очень сильным ручным магнитом, например, сделанным из неодима, можно легко наблюдать очень похожий эффект, быстро проведя магнитом по монете с небольшим промежутком. В зависимости от силы магнита, идентичности монеты и расстояния между магнитом и монетой, можно заставить монету протолкнуться немного впереди магнита — даже если монета не содержит магнитных элементов. Другой пример — это падение сильного магнита в медной трубке — магнит падает очень медленно.

В сверхпроводнике поверхностные вихревые токи точно нейтрализуют поле внутри проводника, поэтому магнитное поле не проникает через проводник. Поскольку энергия не теряется в сопротивлении, вихревые токи, возникающие при приближении магнита к проводнику, сохраняются даже после того, как магнит находится в неподвижном состоянии, и могут точно уравновесить силу тяжести, допуская магнитную левитацию. Сверхпроводники также демонстрируют отдельное по своей сути квантово-механическое явление, называемое эффектом Мейснера, при котором любые силовые линии магнитного поля, присутствующие в материале, когда он становится сверхпроводящим, вытесняются, таким образом, магнитное поле в сверхпроводнике всегда равно нулю. #видеоуроки #physics #физика #опыты #электродинамика #электричество #магнетизм #эксперименты #научные_фильмы

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

➰ Торический узел — специальный вид узлов, лежащих на поверхности незаузлённого тора в ℝ³. Торическое зацепление — зацепление, лежащее на поверхности тора. Каждый торический узел определяется парой взаимно простых целых чисел p и q. Торическое зацепление возникает, когда p и q не взаимно просты. Торический узел является тривиальным тогда и только тогда, когда либо p, либо q равны 1 или -1. Простейшим нетривиальным примером является (2,3)-торический узел, известный также как трилистник.
Обычно используется соглашение, что (p, q) — торический узел вращается q раз вокруг оси тора и p раз вокруг оси вращения тора.

(p, q) — торический узел может быть задана параметризацией:

x = r⋅cos(p⋅φ)
y = r⋅sin(p⋅φ)
z = - sin(q⋅φ)
где r = cos(q⋅φ) + 2 и 0 < φ < 2π. 

Он лежит на поверхности тора, задаваемого формулой (r - 2)² + z² = 1 (в цилиндрических координатах).
Параметризации могут быть другие, потому что узлы определены с точностью до непрерывной деформации. #gif #геометрия #физика #математика #math #geometry #алгебра #maths

📱 Анимация параметрической кривой в 3D декартовой системе координат с помощью Python

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

💨 Кипячение воды с помощью токов Фуко (токи индукции)

В данном эксперименте мы наблюдаем опыт, который очень напоминает принцип работы индукционной плиты, которая у многих есть дома. Такая плита разогревает железосодержащую посуду индуцированными вихревыми токами, создаваемыми высокочастотным магнитным полем частотой 20-100 кГц. Конструкция плиты состоит из корпуса, платы управления на микроконтроллере, к которой подключён датчик температуры и схема управления силовой частью, силовая часть с мощным выпрямителем и импульсным регулятором (обычно на IGBT-транзисторе).

Для непосредственного нагрева посуда должна быть совместима с индукционным нагревом, поскольку индукционные плиты могут нагревать только находящийся вблизи поверхности черный металл. Такая посуда должна иметь соответствующую отметку на упаковке и должна иметь плоское основание с составляющей из черного металла. Для нагрева неподходящей посуды из цветных металлов или с округлым дном используются переходники: это металлические площадки, которые нагреваются индукцией и нагревают емкость благодаря плотному к ней прилеганию. При их использовании нагрев посуды осуществляется существенно меньше, чем при использовании подходящей посуды с основанием из черных металлов. Для использования имеющих округлое дно воков приходится использовать дорогостоящие переходники, так как магнитное поле быстро падает по мере удаления от поверхности. Если магнит хорошо притягивается к основанию посуды, плита её сможет нагревать. Материал посуды для индукционного нагрева не обязан обладать ферромагнитными свойствами, но желательно обладание высоким удельным сопротивлением и магнитной проницаемостью, на что влияет глубина скин-слоя. #видеоуроки #physics #физика #опыты #электродинамика #электричество #магнетизм #эксперименты #научные_фильмы

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib