A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre. A mágnesre a nehézségi erő és a szolenoid mágneses tere hat. Mivel homogén mágneses mező egy mágneses dipólusra csak forgatónyomatékot fejt ki, erőt nem, ezért számottevő mágneses erőhatást (erőlökést) csak a szolenoid végeinél várhatunk. Az erőlökés nagysága a tekercsben folyó áramerősséggel arányos, iránya pedig (adott áramerősség esetén) a tekercs alján és tetején ellentétes. A tekercsben folyó áram időbeli változását az indukált feszültség és a tekercs ohmos ellenállásán eső feszültség egyenlősége határozza meg. A teljes indukált feszültség két tag (a tekercs áramának változása által keltett önindukciós feszültség és a mozgó mágnes fluxusának változásával arányos kifejezés) összegeként áll elő. Kezdetben az áramerősség nulla. Amikor (bizonyos időpont környékén) a mágnesrúd eléri a tekercs felső végét, a tekercsben áram indul, a mágnesrúd pedig lelassul, esetleg meg is állhat. Ha elegendően magasról ejtettük a mágnesrudat, az bejut a tekercs belsejébe, s mivel ott már a tekercs mágneses tere nem fejt ki rá eredő erőt, ismét szabadon esik. Eközben a tekercs árama csak az ohmos veszteségek miatt csökken, a tekercs belsejében mozgó mágnesrúd nem indukál feszültséget (hatás‐ellenhatás). Ha a tekercs ohmos ellenállása kicsi (pl. ha szupravezető a tekercs), akkor az áramerősség állandó marad mindaddig, míg a mágnesrúd el nem éri a tekercs alsó végét. (Számottevő ohmos ellenállás esetén az áram időben exponenciálisan csökken.)
![](upload/abr2/ab2485.png)
1. ábra. Szupravezető tekercs árama az idő függvényében
2. ábra. Mágnesrúd sebessége (szupravezető tekercs esetén)
3. ábra. Mágnesrúd gyorsulása (szupravezető tekercs esetén)
4. ábra. A tekercs árama számottevő ohmos ellenállás esetén
5. ábra. Veszteséges tekercsben eső mágnesrúd sebessége
6. ábra. Mágnesrúd gyorsulása veszteséges tekercsben
Amikor (bizonyos időpont környékén) a mágnesrúd eléri a tekercs alsó végét, a tekercsben olyan feszültséget indukál, ami csökkenteni fogja a korábban kialakult áramot. A tekercs mágneses energiája lecsökken, miközben a mágnesrúd sebessége megnő. Ha a tekercs ohmos ellenállása elhanyagolhatóan kicsi, és a mágnest a tekercstől elegendően messziről indítottuk, akkor a mágnesrúd éppen akkora sebességgel fog mozogni a tekercs elhagyása után, mint amekkorával akkor rendelkezne, ha a tekercs ott sem lenne. (Ez abból következik, hogy a tekercs árama ‐ a fluxusának állandósága miatt ‐ a mágnes átesése után ugyanakkora kell legyen, mint kezdetben volt: nulla. Ha viszont a tekercsben nem folyik áram, mágneses tere és mágneses energiája sincs, a mágnesrúd mozgási és helyzeti energiájának összege tehát a tekercstől távol ugyanakkora, mint kezdetben volt.) A nagyon kis ohmos ellenállású (szupravezető) tekercs áramának, valamint a mágnesrúd sebességének és gyorsulásának időbeli változását vázlatosan az 1‐3. ábrák mutatják. Ha a tekercs ohmos ellenállása olyan nagy, hogy a benne megindított áramnak megfelelő mágneses energiát a Joule-hő ,,felemészti'', mire a mágnes a tekercs aljához ér, akkor a feszültséglökés a korábbival ellentétes irányú áramot indít a tekercsben, s ez a mágnest nem gyorsítja, hanem fékezi. Számottevő ohmos ellenállású (veszteséges) tekercs áramának, valamint a mágnesrúd sebességének és gyorsulásának időbeli változását vázlatosan a 4‐6. ábrák mutatják.
|