#физика

Недавно на канале Игоря Белецкого мы увидели замечательный опыт: в его установке на оси электродвигателя закреплён диск, а по окружности диска на равных расстояниях установлены 8 неодимовых магнитов, полюса которых чередуются. Игорь накрывает быстро вращающийся диск крышкой, кладёт на неё стальной шарик от шарикоподшипника, и шарик удивительным образом вращается в сторону, противоположную направлению вращения диска! Если вращать диск медленно, шарик притягивается к одному из магнитов и движется вместе с ним по направлению вращения и, казалось бы, то же самое должно происходить и при быстром вращении, однако это не так!

Нас этот опыт очень заинтересовал, и мы воспроизвели установку с диском и магнитами, провели опыты с шариками различного диаметра и выяснили, что чем меньше шарик, тем легче он приходит во вращение, и тем больше его скорость, которая практически не зависит от оборотов электромотора. А ещё на скоростной съёмке хорошо видно, что шарик быстро вращается вокруг почти вертикальной оси и за счёт её наклона сравнительно медленно катится вокруг диска. Как же это можно объяснить?

В комментариях к ролику Игоря некоторые пытаются связать это явление с токами Фуко, однако за счёт них шарик должен увлекаться по направлению вращения диска, а не против него, и об этом у нас есть ролик «Электродвигатель с затенённым полюсом». И действительно, немагнитный латунный шарик ведёт себя именно так. Значит, дело тут всё-таки в силах магнитного притяжения. Другие связывают необычное движение стального шарика с действием силы трения и инерцией. Но каждый из магнитов увлекает шарик сначала в одну, а потом в другую сторону, и в такой симметричной ситуации он вообще должен оставаться на месте. Увы, подписчики нашего Телеграм-канала тоже не смогли приблизиться к разгадке этого явления.

И тем не менее, хотя ролик Игоря называется «Магнитная аномалия. Эксперимент, который никто не может объяснить», мы такое объяснение придумали! Когда магниты пролетают под шариком, они создают магнитное поле, которое быстро вращается в сторону, противоположную их движению, так что шарик находится в этом поле и должен постоянно перемагничиваться. И тут надо вспомнить, что сталь для шарикоподшипников — это магнитотвёрдый материал, поэтому за счёт гистерезиса шарик не успевает перемагнититься, и направление его намагниченности не совпадает с направлением магнитного поля. За счёт этого и возникает момент силы, который заставляет его вращаться. Угол между магнитным полем и намагниченностью, а значит и момент силы, связаны с характеристиками материала шарика и почти не зависят от скорости вращения поля, то есть оборотов электромотора.

Объяснение оказалось не таким уж сложным, и как только мы его получили, по поиску в интернете мы узнали, что уже давно выпускаются двигатели, работающие на этом принципе, которые так и называются — гистерезисные. А о других интересных опытах, которые мы проделали на этой установке, вы узнаете из нашего нового ролика «Как работает гистерезисный двигатель?». Смотрите и не забывайте ставить лайки!

[Поддержите нас]

P.S. По этой ссылке можно посмотреть выпуск «Как работает гистерезисный двигатель?» на наших альтернативных платформах.