Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Elektronik

Magnetic Levitation Projekter for Kids

Det er ikke en fugl, et fly eller endda Superman; det er et kugletog. Et maglev tog leviterer over jorden og drives til hastigheder på op til 300 miles i timen af ​​kraftige superledende elektromagneter. Eksperimentering med maglev-modeller og andre magnetiske levitationsprojekter er en god måde for børn at lære om magnetisme og elektricitet.

Flydende papirklip

Ferromagnetisme er en naturlig kraft skabt af elektronernes bevægelse. I de fleste elementer er de spolende elektroner parret med andre elektroner, der bevæger sig i modsat retning. Nogle metaller, som jern, har de fleste af deres elektroner bevæger sig i samme retning. Dette skaber et felt af linjer af magnetisk kraft, der kan påvises ved anvendelse af strygejern og en permanent magnet. Metaller, der er tiltrukket af et magnetfelt kaldes ferromagnetiske metaller, ifølge Georgia State University.

En måde at demonstrere tiltrækningen af ​​metaller på et magnetisk felt er at lave det flydende papirclipseksperiment. Eleven fastgør en permanent magnet til en metalbeslag monteret på en hylde eller en boks. Han eller hun vil derefter binde et stykke snor til et papirclips og placere det under magneten. Magneten forårsager papirclipset at stige op og flyde i slutningen af ​​strengen. Børnene kan teste styrken af ​​den magnetiske attraktion ved at trække på strengen for at se, hvor langt væk fra magneten papirklippet vil flyde.

Diamagnetisk Levitation

Diamagnetisme er magnetisk afstødning. Grafit, nogle metaller som bly og vismut og næsten alle organiske materialer er diamagnetiske fordi de afviser magnetiske kræfter. Alt organisk materiale udviser en svag diamagnetisk kraft, der afviser magnetisme. Et eksperiment, der grafisk demonstrerer dette, anvender en levende frosk suspenderet over en kraftig elektromagnet ifølge High Field Magnetic Laboratory.

Børn kan demonstrere diamagnetisk afstødning ved at bygge et projekt for at levitere en lille sjældne jordmagnet mellem to grafitplader . Du kan købe dele til projektet som et kit eller bygge din egen. To stykker pyrolitisk grafit er monteret på en træramme, og en række billige ringmagneter suspenderes under dem for at modvirke tyngdekraften på eksperimentet. En lille sjældne jordartsmagnet placeres så imellem grafitpladerne, hvor den vil flyde, da den afvises af grafitten.

Flydende blyanter

Et simpelt projekt til demonstration af magnetisk levitation bruger seks ringmagneter , en blyant og nogle modellerende ler. Lad børnene fyre fire ringmagneter til en flad overflade med nogle modellerings ler. Sørg for, at magneterne er anbragt i lige afstand fra hinanden og har samme polaritet opad. To ringmagneter er anbragt på blyanten, så de er af samme afstand som de to par magneter på den flade overflade. Vedhæft et spillekort til bordpladen bag magneterne med lidt ler, så blyantspidsen kan hvile imod den. Børnene kan nu placere blyanten over ringmagneterne og se, da den løfter over bordpladen.

Leviterende togmodeller

Magnetiske felter af samme polaritet afviser hinanden. Hvis du placerer de nordlige poler af to magneter tæt på hinanden, vil de skubbe væk fra hinanden. Et lignende koncept er i brug i maglev-togene i Europa, Japan og Kina.

Børn kan bygge deres egen model maglev-tog ved hjælp af nogle strimmelmagneter, PTFE-tape og polystyrenskum. Båndmagneterne er tapet på et stykke polystyrenskum med samme polaritet opad, og sporet er omgivet af vægge af mere polystyrenskum. Toget er et stykke skum med permanente magneter limet på bunden med samme polaritet nedad, da sporet vender opad. Placer toget ned over banen og giv det et let skub for at gøre det glide ned ad banen. PTFE-båndet langs væggene gør toget glider mere glat.

Klik for at udvide hele teksten