Багато хто навіть цілком дорослі люди не розуміють зв'язок між магнетизмом і електрикою. Тим часом цей зв'язок лежить в основі практично всієї сучасної електротехніки - від генераторів до електродвигунів. А показати її найпростіше за допомогою звичайного магніту і шматка мідної труби.
Для експерименту знадобиться всього дві речі - це неодимовий магніт (найкраще циліндричний) і звичайна металева труба з немагнітного матеріалу, наприклад міді. Внутрішній діаметр труби повинен бути трохи більше (скажімо, в півтора-два рази), ніж зовнішній діаметр магніту. Ну а тепер спробуйте просто впустити магніт на підлогу - на перший раз поза труби.
У міру падіння магніту магнітний потік в трубі змінюється таким чином, що індукує (наводить) електричний струм, напрямок якого визначається за правилом Ленца. Цей струм в свою чергу породжує магнітне поле.
Якщо ви зростом не з дядька Стьопу, то приблизно через півсекунди почуєте характерний стукіт магніту об підлогу (а якщо все-таки ви дядю Стьопу рівня, то знадобиться на 0,1 с більше). А тепер підніміть магніт з підлоги і киньте його всередину орієнтованої вертикально труби. І поки ви чекаєте появи магніту з нижнього зрізу абсолютно немагнітної (але обов'язково проводить!) Труби, спробуємо пояснити, чому для цього потрібно стільки часу.
Найпростіше пояснення спостережуваного явища засновано на двох базових принципах електромагнетизму: 1. Зміна магнітного поля наводить в оточуючих провідниках електричний струм. 2. Електричний струм породжує пов'язане з ним магнітне поле. Падіння буде гальмуватися незалежно від орієнтації магніту (і навіть при перевороті під час падіння).
До речі, можете заглянути в трубу через верхній торець - не застряг там магніт? Ні, не застряг - просто він падає дуже повільно. Причиною тому нерозривний зв'язок магнетизму і електрики. Рух магніту породжує зміна магнітного поля, яке, в свою чергу, наводить в трубі циркулюючі кругові струми.
Над падаючим магнітом магнітний потік зменшується. Напрямок струму при цьому таке, що магнітне поле цього струму притягує магніт зверху, гальмуючи падіння.
А ці струми породжують магнітні поля, які взаємодіють з полем магніту, сповільнюючи його падіння. Ну ось, тепер ви знаєте причину і можете продемонструвати своїм друзям ефектний фокус. Точніше, зможете це зробити, коли магніт нарешті пролетить трубу до кінця.
А ось і магніт!
Під падаючим магнітом магнітний потік наростає. Напрямок струму при цьому таке, що магнітне поле цього струму відштовхує магніт знизу, теж гальмуючи падіння.
Стаття «Магнітний парашут» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №9, Сентябрь 2013 ).
До речі, можете заглянути в трубу через верхній торець - не застряг там магніт?