Laboratoire de tuyaux de freinage magnétique à courants de Foucault selon la loi de Lenz
Déposez un puissant aimant en néodyme dans des tuyaux en cuivre, en aluminium et en PVC de longueurs identiques. Chronométrez chaque goutte avec un chronomètre pour mesurer comment...
Matériel nécessaire
- • Tuyau de plomberie en cuivre à paroi épaisse (environ 1 mètre de long et 3/4 de pouce de diamètre) (1 tuyau)
- • Tuyau en aluminium et tuyau en plastique PVC de longueur et diamètre assortis (2 tuyaux)
- • Aimant cylindrique puissant en néodyme (s'adapte sans serrer à l'intérieur des tuyaux) (1 unité)
- • Limace en acier non magnétique ou marbre de masse correspondante (1 unité)
- • Chronomètre numérique et coussin d'atterrissage en douceur (1 ensemble)
Conseils aux parents
- → Le cuivre n'est pas magnétique, donc un aimant n'y adhère pas ; mais faire tomber un aimant à travers un tuyau de cuivre vertical produit une chute au ralenti spectaculaire.
- → Lorsque l'aimant tombe, son champ magnétique en mouvement induit des courants de Foucault circulaires dans la paroi de cuivre.
- → Selon la loi de Lenz, ces courants induits créent un champ magnétique opposé qui agit comme un frein invisible, faisant flotter lentement l’aimant vers le bas.
Consignes de sécurité
Les aimants en néodyme sont puissants ; Tenir à l’écart des appareils électroniques, des supports magnétiques et des cartes de crédit.
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Instructions étape par étape
Étape 1
Tenez verticalement un tuyau en plastique PVC d'un mètre sur un coussin moelleux, déposez une balle en acier et chronométrez sa descente avec un chronomètre (environ 0,45 seconde).
⏱️ ~5 minÉtape 2
Déposez un puissant aimant cylindrique en néodyme à travers le tuyau en PVC pour établir la vitesse de gravité de base en chute libre.
⏱️ ~10 minÉtape 3
Déposez le même aimant en néodyme dans un tuyau en cuivre à paroi épaisse de 1 mètre : observez-le flotter au ralenti en mettant 4 à 6 secondes pour sortir.
⏱️ ~15 minÉtape 4
Répétez l’opération avec un tuyau en aluminium pour comparer la conductivité électrique et la résistance au freinage par courants de Foucault de l’aluminium par rapport au cuivre.
⏱️ ~15 min