Μάθημα : Φυσική Γ Γυμνασίου

Ο Elihu Thomson (1853–1937), σπουδαίος Αμερικανός Μηχανικός, ήταν εφευρέτης  και συνιδρυτής της General Electric.

Ο Elihu Thomson χρησιμοποίησε τη συσκευή για να επιδείξει τις αρχές του εναλλασσόμενου ρεύματος (AC) σε μια εποχή που υπήρχε τεράστιος ανταγωνισμός μεταξύ AC και DC (το γνωστό "War of Currents").

Το πείραμα ήταν μια θεαματική απόδειξη δύο βασικών νόμων:

1. Νόμος του Faraday: Η μεταβολή της μαγνητικής ροής στο πηνίο επάγει ηλεκτρικό ρεύμα στον δακτύλιο.

2. Νόμος του Lenz: Το επαγωγικό ρεύμα στον δακτύλιο δημιουργεί ένα δικό του μαγνητικό πεδίο που "κοντράρει" αυτό του πηνίου.

Γιατί ήταν σημαντικό;

Για τον Thomson, ο δακτύλιος δεν ήταν απλώς ένα "τρικ". Ήταν μια απόδειξη ότι το εναλλασσόμενο ρεύμα μπορούσε να παράγει ισχυρές μηχανικές δυνάμεις μέσω της ηλεκτρομαγνητικής απώθησης. Αυτή η αρχή αποτέλεσε τη βάση για την ανάπτυξη των πρώτων επαγωγικών κινητήρων και των μετρητών ηλεκτρικής ενέργειας.

Fun Fact: Όταν ο Thomson πρωτοπαρουσίασε το πείραμα στην Αμερικανική Ένωση για την Προώθηση της Επιστήμης, ο δακτύλιος πετάχτηκε τόσο ψηλά που λέγεται ότι τρόμαξε το κοινό στις πρώτες σειρές!

Στο πείραμα του Thomson, το ύψος του άλματος εξαρτάται από τη σύγκρουση δύο μεγεθών: της ηλεκτρικής αντίστασης και του βάρους.

• Υλικό (Αλουμίνιο vs Χαλκός): Ο χαλκός είναι καλύτερος αγωγός από το αλουμίνιο, άρα θα περιμέναμε μεγαλύτερο επαγωγικό ρεύμα. Όμως, ο χαλκός είναι πολύ πιο βαρύς (μεγαλύτερη πυκνότητα). Στην πράξη, ένας δακτύλιος αλουμινίου συνήθως πηδάει ψηλότερα γιατί είναι "ελαφρύς" για τη δύναμη που δέχεται.

• Θερμοκρασία (Το "μαγικό" με το υγρό άζωτο): Αν παγώσουμε τον δακτύλιο (π.χ. σε υγρό άζωτο), η ηλεκτρική του αντίσταση $R$ μειώνεται δραματικά. Σύμφωνα με τον νόμο του Ohm ($I = V/R$), η μείωση της αντίστασης επιτρέπει τη ροή ενός τεράστιου επαγωγικού ρεύματος.

  Αποτέλεσμα: Η μαγνητική απώθηση γίνεται τόσο ισχυρή που ο δακτύλιος μπορεί να χτυπήσει στο ταβάνι!