Обнаружение магнитных полей переменного тока катушкой и аудиодетектором

Детали и материалы

• Аудиодетектор с наушниками
• Катушка электромагнита из реле или соленоида

Катушка с большим числом витков необходима для максимизации индуцированного напряжения от случайных магнитных полей. Катушки, извлеченные из старых реле или соленоидов, дают идеальный, легко доступный вариант.

Перекрестные ссылки

Lessons In Electric Circuits, Volume 2, chapter 7: «Mixed‑Frequency AC Signals»

Цели обучения

• Определить эффекты электромагнитной индукции
• Определить техники электромагнитного экранирования

Схема

Иллюстрация

Инструкции

Соединяя схему аудиодетектора с многовитковой катушкой, вы можете слышать индуцированные переменными магнитными полями напряжения. Поскольку индуцированные сигналы обычно слабые, установите чувствительность детектора на максимум.

Обычные бытовые источники магнитных полей переменного тока включают телевизоры, электрощиты и даже индуктивности в бытовых приборах. Приблизьте катушку к этим устройствам, чтобы слышать возникающие тона.

Ориентация катушки относительно силовых линий поля драматически влияет на обнаруженный сигнал. Экспериментируйте, прикладывая катушку к материнской плате компьютера — с осторожностью, чтобы не замыкать цепи — или к жесткому диску во время активных операций чтения/записи для более насыщенных тонов.

Самодельный трансформатор — мощный источник магнитных полей переменного тока. Проверьте разные уровни связи, меняя близость первичной и вторичной катушек — плотную, слабую или полностью разделенную — чтобы наблюдать, как связь влияет на обнаруженный сигнал.

Схема переменного индуктора с лампой, описанная в другом месте этой главы, также излучает измеримые магнитные поля переменного тока.

Физический контакт не требуется; магнитные поля проникают в пространство. Можно также экспериментировать с экранированием, окружая катушку материалами вроде алюминиевой фольги, бумаги, листовой стали или пластика для изучения эффектов затухания.

Протестируйте разные экранирующие материалы — алюминиевая фольга, бумага, листовая сталь, пластик — и запишите, какой дает наибольшее затухание. Учтите, как ориентация катушки и угол экранирования влияют на связь. Эти наблюдения помогают оптимально размещать индукторы для снижения взаимных помех.

Влияние слабых магнитных полей на здоровье остается предметом споров, но современная жизнь наполнена такими полями в широком частотном диапазоне.

СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

• Basic Electromagnetism and Electromagnetic Induction Worksheet
• Intermediate Electromagnetism and Electromagnetic Induction Worksheet