Magnetno zaviranje

Zaviranje je ustavljanje gibanja nekega predmeta. Pogosto se to doseže tako, da je gibajoč predmet v stiku z mirujočo snovjo. Sili trenja ali upora delujeta proti gibanju predmeta in ga s tem ustavljata.

Omenjeni način zaviranja potrebuje fizičen stik dveh snovi. Pri tem lahko pride do obrabe katere izmed snovi, nastajajo lahko tudi glasni in ušesu neprijetni zvoki. Tema stvarema se z magnetnim zaviranjem ognemo. Na čem magnetno zaviranje torej sploh sloni? Za boljše razumevanje tega eksperimentalnega pojava je dobro poznati nekaj fizikalnega ozadja.

Če se relativno drug glede na drugega gibljeta magnet in dober prevodnik (recimo aluminij, baker, srebro, bron itd.), se v prevodniku inducira tok, ki nasprotuje spremembi magnetnega pretoka skozi izbrani del kovine. Če to opišemo z enačbo (imenuje se indukcijski ali Faradayev zakon):

slika

Navedene količine so:
Φ … magnetni pretok
t … čas
Ui … inducirana napetost

Primer: Če skozi sklenjeno tokovno zanko premikamo trajen magnet (različni položaji glede na zanko pomenijo tudi drugačno gostoto magnetnega polja na oddaljenosti zanke), se v zanki inducira tok, ki preko magnetnega polja, ki ga povzroča, deluje na magnet s silo, ki nasprotuje spremembi položaja magneta. Pri našem eksperimentu se v vrteči aluminijasti plošči inducirajo takšni tokovi, ki povzročijo nastanek magnetnega polja, ki ustavlja gibanje plošče.

Od česa je takšna sila vse odvisna? Večja sila je zaznavna pri debelejšem prevodniku, pri večji relativni hitrosti, pri prevodniku z nižjo upornostjo in pri večji gostoti magnetnega polja. Če ima prevodnik take reže, da se tokovi ne morejo inducirati, magnetnega zaviranja ni moč zaznati. Magnetno zaviranje je funkcionalno pri majhni oddaljenosti magneta od prevodnika. Če je razdalja prevelika (več kot nekaj milimetrov), postane sila zanemarljiva.

Namesto trajnega magneta se lahko za magnetno zaviranje uporabi elektromagnet, s tem je možno prilagajati moč zaviranja, a slednji za uporabo potrebuje elektriko. Takšen način zaviranja se uporablja za ustavljanje modernih hitrih vlakov in modernih »vlakcev smrti«.