О левитации проводящего кольца в переменном магнитном поле

Тип статьи: научная

Страницы: 34-39

Авторы:

Ходыкин Сергей Александрович

кандидат физико-математических наук, доцент,

Волгоградский государственный социально-педагогический университет, Волгоград

Коробов Владимир Егорович

кандидат физико-математических наук, профессор,

Волгоградский государственный социально-педагогический университет,

Волгоград, отличник народного просвещения РСФСР,

почетный работник высшего профессионального образования РФ, академик МАНПО

E-mail: vek@vspu.ru

Сыродоев Геннадий Алексеевич

кандидат физико-математических наук, доцент,

Волгоградский государственный социально-педагогический университет, Волгоград

E-mail: sga-823@yandex.ru

Глазов Сергей Юрьевич

кандидат физико-математических наук, доцент,

Волгоградский государственный социально-педагогический университет, Волгоград

E-mail: ser-glazov@vspu.ru

Попов Константин Алексеевич

кандидат физико-математических наук, доцент,

Волгоградский государственный социально-педагогический университет, Волгоград

E-mail: popovca@yandex.ru

Аннотация.

Рассмотрено явление левитации проводящего кольца в неоднородном переменном магнитном поле. Приведено теоретическое и экспериментальное исследование рассматриваемого явления. Показано, что в случае преобладания индуктивного сопротивления кольца над его активным сопротивлением, сила тяжести компенсируется силой Ампера от радиальной составляющей магнитного поля катушки. Предлагается включение подобного рода исследовательских задач в школьный курс физики.

Ключевые слова:

левитация, проводящее кольцо, неоднородное переменное магнитное поле, индуктивность, электромагнитная индукция, правило Ленца, сила Ампера

ОПИСАНИЕ НА АНГЛИЙСКОМ ЯЗЫКЕ:

About levitation of a conducting ring in an alternating magnetic field

Article type: the scientific

Pages: 34-39

Authors:

Khodykin Sergey Aleksandrovich

PhD (Physics and Mathematics), Associate Professor,

Volgograd State Social-Pedagogical University, Volgograd

Korobov Vladimir Yegorovich

PhD (Physics and Mathematics), Professor,

Volgograd State Social-Pedagogical University, distinguished teacher of the RSFSR people’s education, honored worker of higher professional education of the Russian Federation, the academician of MANPO

E-mail: vek@vspu.ru

Syrodoev Gennadii Alekseevich

PhD (Physics and Mathematics), Associate Professor,

Volgograd State Social-Pedagogical University, Volgograd

E-mail: sga-823@yandex.ru

Glazov Sergey Yuryevich

PhD (Physics and Mathematics), Associate Professor,

Volgograd State Social-Pedagogical University, Volgograd

E-mail: ser-glazov@vspu.ru

Popov Konstantin Alekseevich

PhD (Physics and Mathematics), Associate Professor,

Volgograd State Social-Pedagogical University, Volgograd

E-mail: popovca@yandex.ru

Annotation.

In the article the phenomenon of levitation of a conducting ring in a nonuniform alternating magnetic field was discussed. Theoretical and experimental aspects of this phenomenon were studied. It was shown that in the case of the predominance of the inductive reactance of the ring on its active resistance the gravity force is compensated by the Ampere’s force from the coil’s radial component of the magnetic field. It was proposed the inclusion of research problems of this kind into the school physics course

Keywords:

levitation, conductive ring, nonuniform alternating magnetic field, inductance, electromagnetic induction, Lenz law, Ampere’s force

Литература:

1. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов. http://school-collection.edu.ru

2. Каталог физических демонстраций. Официальный сайт НИЯУ МИФИ. https://mephi.ru/students/vl/physics/index.php

3. Парение колец. https://www.youtube.com/watch?v=v-Vq8tWuzw0

4. Физические лекционные демонстрации. Музей физических приборов и лекционных демонстраций. Кафедра общей физики. Физический факультет. СГУ. 2013год. https://www.youtube.com/watch?v=JV19RoN0agA

5. Radboud University. Faculty of Science. High Field Magnet Laboratory http://www.ru.nl/hfml/research/levitation/

6. Японский поезд на магнитной подушке официально признан самым быстрым в мире // РЖД-Партнер.ру от 26.06.2015. http://www.rzd-partner.ru/news/vysokoskorostnoe-dvizhenie/iaponskii-poezd-na-magnitnoi-podushke-ofitsialno-priznan-samym-bystrym-v-mire/

7. Зайцев А.А. Контейнерный мост Санкт-Петербург – Москва на основе магнитной левитации // Транспорт Российской Федерации. № 1 (50). 2014. С. 8-11.

8. Грабовский М.А., Млодзеевский А.Б., Телеснин Р.В., Шаскольская М.П., Яковлев И.А. Лекционные демонстрации по физике / под ред. В.И. Ивероновой. М.: Наука : Гл. ред. физ.-мат.лит., 1972. 640 с

9. Перышкин А.В., Гутник Е.М. Физика. 9 класс. Учебник. М.: Дрофа, 2014. 320 с.

10. Пурышева Н.С., Важеевская Н.Е., Чаругин В.М. Физика. 9 класс. М.: Дрофа, 2015. 272 с.

11. Мякишев Г.Я., Синяков А.З. Физика. Колебания и волны. 11 кл. Профильный уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений. М.: Дрофа, 2010. 287 с.

12. Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей: Справочная книга. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1986. 488 с.

13. Arkadiev V.K. A floating magnet // Nature. 1947. V.160 (№ 4062). P. 330.

14. Баканина Л.П., Белонучкин В.Е., Козел С.М. Сборник задач по физике для 10-11 классов с углубленным изучением физики / под ред. С.М. Козела. М.: Вербум-М, 2003. 264c.

15. Воробьев И.И., Зубков П.И. и др. Задачи по физике: Учебное пособие / под ред. О.Я. Савченко. Новосибирск: НГУ, 2008. 370 с

16. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.3. Электричество. М: Физматлит, 2015. 656 с.