Γιατί οι ταλαντώσεις ενός δίσκου χαλκού σε μαγνητικό πεδίο είναι ελαφρώς αποσβεσμένες;
1. Ο νόμος του Faraday και τα επαγόμενα ρεύματα:
* Όταν ένας αγωγός (όπως ο δίσκος χαλκού) κινείται μέσα από ένα μαγνητικό πεδίο, βιώνεται μια μεταβαλλόμενη μαγνητική ροή.
* Ο νόμος του Faraday αναφέρει ότι αυτή η μεταβαλλόμενη ροή προκαλεί μια ηλεκτρομοϊκή δύναμη (EMF) μέσα στον αγωγό.
* Αυτό το EMF οδηγεί μια ροή ρεύματος μέσα στο δίσκο. Αυτά τα ρεύματα ονομάζονται eddy ρεύματα .
2. Ο νόμος και η απόσβεση του Lenz:
* Ο νόμος του Lenz υπαγορεύει ότι η κατεύθυνση του επαγόμενου ρεύματος είναι τέτοια που αντιτίθεται στην αλλαγή στη μαγνητική ροή που την δημιούργησε.
* Καθώς ο δίσκο ταλαντεύεται, τα ρεύματα Eddy δημιουργούν το δικό τους μαγνητικό πεδίο που αλληλεπιδρά με το εξωτερικό μαγνητικό πεδίο.
* Αυτή η αλληλεπίδραση έχει ως αποτέλεσμα μια δύναμη που αντιτίθεται στην κίνηση του δίσκου, ενεργώντας ως δύναμη απόσβεσης .
3. Γιατί ελαφρώς αποσβεστήθηκε;
* Ο δίσκος χαλκού, που είναι καλός αγωγός, επιτρέπει το σχηματισμό ισχυρών ρευμάτων.
* Ωστόσο, αυτά τα ρεύματα αντιμετωπίζουν αντίσταση μέσα στο υλικό (ο χαλκός έχει κάποια αντίσταση).
* Η αντίσταση περιορίζει την αντοχή των ρευμάτων και επομένως τη δύναμη απόσβεσης.
4. Άλλοι παράγοντες:
* Συχνότητα: Το αποτέλεσμα απόσβεσης είναι ισχυρότερο σε υψηλότερες συχνότητες ταλάντωσης.
* Σχήμα και μέγεθος: Η γεωμετρία του δίσκου επηρεάζει τη διαδρομή και την αντοχή των ρευμάτων, επηρεάζοντας την απόσβεση.
Συνοπτικά:
Οι ταλαντώσεις ενός δίσκου χαλκού σε ένα μαγνητικό πεδίο είναι ελαφρώς αποσβεσμένες επειδή τα ρεύματα που προκαλούνται μέσα στο δίσκο δημιουργούν μια μαγνητική δύναμη που αντιτίθεται στην κίνηση. Ωστόσο, η αντίσταση μέσα στον χαλκό περιορίζει την αντοχή αυτών των ρευμάτων, με αποτέλεσμα τη σχετικά ελαφριά απόσβεση.
