Wet Van Lenz Gebruikmakend Van Halbachmagneten Def Groep 15

Wij maken een demonstratie van de wet van Lenz en het effect wat de configuratie mageneten kan hebben op een koperen plaat. Hierin gebruiken wij een Halbach array, dat is een speciale configuratie van magneten die ervoor zorgt dat het veld sterker boven de magneten is dan onder

Materialen

1. 20V DC Elektromotor
2. Regelbare 20V DC
3. Koperenplaat 20x20
4. 12 schijfmagneten van neodymium, 15mm diameter en hoogte 8
5. 3D geprinte houders voor magneten
6. 3mm dik multiplex gesneden door lasersnijder 300x450mm
7. 1 schroef diameter 4mm lengte tussen 8 en 10 mm
8. lijm
9. ITEM
10. 6 staven van 40 cm
11. 3 staven van 30 cm
12. 2 staven van 20 cm
13. 20 bevestigingshoekjes voor ITEM
14. 42 schroeven voor ITEM
15. 42 verbindingsstukken schroef naar ITEM
16. 1 kogellager
17. 1 lange bout die door de lager past
18. 3 moeren voor de lange bout

Benodigdheden

1. Schroevendraaier voor ITEM
2. 230 V aansluiting
3. Kabels om de motor aan te sluiten

De magneten worden in een speciale configuratie geplaatst: een Halbach-array. Bij een halbach array is de magneet rechts van de vorige 90 graden gedraaid Deze configuratie zorgt ervoor dat het magnetische veld boven de ring sterker is dan onder de ring. Hierdoor is het effect op de koperen plaat afhankelijk van de oriëntatie van de houder.

Voer de printopdracht twee keer uit om twee houders te maken. Plaats vervolgens de magneten in de Halbach-configuratie in één van de geprinte delen. Plaats daarna het andere geprinte deel erop en bevestig beide delen stevig aan elkaar gebruikmakend van lijm.

Gebruik de 3mm dikke multiplex plaat en voer dit design uit in de lasersnijder. Dit wordt de houder van de elektromotor.

1) Gebruik de twee ITEM-staven van 30 cm en de twee ITEM-staven van 20 cm om een rechthoek te maken. Plaats de staven van 20 cm aan de binnenkant van de staven van 30 cm. Bevestig de staven met de hoekstukken, schroeven en verbindingsstukken. Dit vormt het grondvlak.

2) Bevestig de vier langste ITEM-staven verticaal aan de binnenkant van de rechthoek. Gebruik hiervoor opnieuw de hoekstukken, schroeven en verbindingsstukken. Draai deze verbindingen nog niet volledig vast, omdat de afstanden later nog moeten worden afgestemd op de multiplexplaat.

3) Monteer de motor en de multiplex aan elkaar door gebruik te maken van de twee schroeven met diameter 4 mm

4) Bevestig aan alle vier de hoeken van de lasergesneden multiplexplaat zowel aan de bovenkant als aan de onderkant een verbindingsstuk.

5) Plaats de multiplexplaat ongeveer halverwege de vier verticale staven en bevestig de plaat aan de staven. Zorg ervoor dat de plaat horizontaal staat en zo goed mogelijk waterpas is. Controleer of alles goed past en draai vervolgens ook de verbindingen aan de onderkant van de verticale staven stevig vast.

6) Bevestig het kogellager in het midden van de overgebleven ITEM-staaf van 30 cm.

7) Steek de bout door het kogellager. Bevestig vervolgens de koperen plaat met de moeren aan de bout, zodat de koperen plaat via de bout met het lager verbonden is.

8) Bevestig deze samengestelde staaf aan de twee buitenste verticale staven waaraan nog niets is bevestigd. Stel de hoogte zo af dat de afstand tussen de bovenkant van de magneten en de koperen plaat ongeveer 2 cm is, hoe dichter bij hoe sterker het verschijnsel deze afstand hoeft dus niet exact te zijn. Draai daarna alle verbindingen stevig vast.

9) Sluit de motor aan op de DC-voeding. De opstelling is nu klaar voor gebruik.