J'explique l'aimant permanent en faisant tourner ma girouette à lame de scie

Accroche

J'explique l'orientation des aimants permanents sur cette girouette à lame de scie parce que les aimants latéraux qui se chevauchent font quelque chose d'intéressant avec leurs pôles. Moins c'est plus, mais parfois il faut juste la bonne attraction magnétique pour la faire flotter et tourner pendant des âges.

Regardez cette expérience

J'ai lancé la lame de scie sur le poteau en lévitation, je lui ai donné un tour et j'ai regardé filer. Vous pouvez voir les pôles faibles du bord qui interagissent, le disque qui tourne lentement, et le moment où trois aimants donuts sur le cercle de base la rendent soudain plus forte dans une direction. Rien de sophistiqué — juste un poteau, quelques aimants, et beaucoup d'essais et d'erreurs.

Ce que vous allez apprendre

Vous verrez pourquoi les dispositions alternées nord-sud peuvent être un vrai fiasco, comment les aimants qui se chevauchent masquent les pôles, et pourquoi je mise sur un montage à 9 sections ou 8 avec 9 aimants ensuite. En plus, la différence qu'apporte un peu de lévitation quand on veut des temps de rotation longs.

Du banc d'essai

Tout ce que vous voyez est du matériel que j'avais déjà à l'atelier. La lame de scie a des aimants latéraux qui se chevauchent de sorte que deux pôles faibles sortent du bord. J'ai essayé de les mettre tous face vers le haut pour un nord ou sud complet mais je suis revenu au style chevauchant. La base est un disque de 8 pouces qui soutient le tout sur un poteau central. Je n'ai pas beaucoup d'outils en ce moment donc je travaille avec ce qui s'ajuste et s'équilibre.

Comment ça marche / ce qu'on a changé

J'explique les pôles des aimants permanents en montrant comment des aimants face vers le bas qui se chevauchent laissent quand même le nord et le sud apparaître au bord. Ça donne la faible poussée-attraction que je recherche pour cette idée de girouette. Plus tôt, l'alternance nord-sud sur tout le cercle a été un échec total — ça se combattait tout seul. Donc je suis passé à une réflexion en sections de huit ou neuf aimants. 72 lignes qui partent du centre donnent de beaux pas de 5 degrés. J'en tambourine deux à la fois donc je travaille vraiment avec 36 lignes. Le poteau en lévitation réduit énormément les frottements ; une fois équilibré, la plus petite attraction magnétique le fait tourner pendant un temps étonnamment long.

Attraction magnétique

L'attraction magnétique sur ce montage est faible mais suffisante pour garder la lame en rotation une fois qu'elle lévite et qu'elle est équilibrée sur le poteau. Quand j'ai ajouté les trois aimants donuts en cercle sur le sol, l'attraction est devenue nettement plus forte dans la direction où je la fais tourner normalement. Je pouvais voir la lame se soulever un peu quand le dernier aimant s'approchait — c'est l'attraction que je veux. Ce n'est pas assez fort pour arracher les aimants du disque à moins d'en retourner un dans le mauvais sens, mais c'est parfait pour une girouette à faible frottement qui continue sur de nombreuses rotations après un bon coup de poignet.

Aimant en U

Je n'avais pas d'aimant en U sur le banc pour cet essai donc je ne peux pas vous donner de mesures directes. Le plus proche était l'attraction courbée quand j'ai placé des aimants donuts tournés vers l'intérieur sur le cercle de base. Un aimant en U concentrerait probablement le champ plus que les aimants plats en disque que j'ai utilisés, mais pour l'instant je reste avec ce que j'ai. Les aimants latéraux qui se chevauchent sur la lame agissent déjà un peu comme des pôles répartis donc un aimant en U pourrait être superflu ou pourrait combattre les pôles de bord — je devrai en essayer un plus tard et comparer.

Groupe d'aimants

Mon groupe d'aimants en ce moment est de huit ou neuf aimants par section sur le disque de 8 pouces. J'ai essayé un cercle complet nord-sud-nord-sud et c'était un vrai fiasco. Le nouveau plan est soit huit sections de neuf aimants soit neuf sections parce que 72 lignes donnent un espacement net de 5 degrés. Je vais bientôt recevoir des disques de 9 pouces et je vais disposer un motif 369. Le groupe actuel de trois aimants donuts sur le cercle au sol a donné la meilleure rotation jusqu'à présent. Quand le neuvième aimant dans un groupe en lévitation est bien positionné, je pense que tout l'ensemble s'équilibrera et flottera joliment.

Checklist du bricoleur

• Commencer avec un poteau central équilibré pour la lévitation
• Chevaucher les aimants latéralement sur le disque pour que deux pôles faibles sortent du bord
• Essayer 8 ou 9 aimants par section — 72 lignes au total est un bon objectif
• Tester le sens de rotation — un sens était clairement plus fort avec les aimants donuts de base
• Garder des aimants supplémentaires à portée en cas de besoin pour inverser la polarité ou ajouter de l'attraction
• Utiliser un lubrifiant graphite si le poteau a besoin d'un petit coup de pouce

Dépannage

Si votre girouette à lame de scie s'arrête rapidement, vérifiez d'abord l'équilibre sur le poteau. La mienne perdait de la vitesse seulement très lentement une fois en lévitation. Les dispositions alternées nord-sud peuvent se combattre mutuellement — j'ai abandonné ça après un seul essai. Si l'attraction magnétique semble trop faible, ajoutez les trois aimants donuts en cercle sur la base ; ça a beaucoup aidé dans un sens. Quand les aimants sont aspirés, vous avez probablement placé l'un d'eux dans le mauvais sens. J'ai déplacé un aimant un peu parce que les autres étaient légèrement décalés et ça a stabilisé la rotation.

Sécurité

Ces aimants sont assez forts pour pincer les doigts ou arracher tout le disque du poteau si vous approchez le mauvais pôle. J'ai presque perdu un jeu quand j'en ai retourné un dans le mauvais sens. Gardez les aimants libres loin de la lame en rotation. Le montage en lévitation est stable mais peut osciller à haute vitesse donc ne restez pas directement au-dessus pendant les tests. Pas d'électricité dans cet essai mais les futures versions à moteur à impulsions auront besoin des précautions habituelles pour les batteries et les bobines.

FAQ

Pourquoi chevaucher les aimants latéralement au lieu de les mettre face vers l'extérieur ?

Ça masque la force complète du pôle et donne deux pôles faibles au bord — exactement ce que je voulais pour cette rotation lente et méthodique.

Combien de temps tourne-t-elle vraiment ?

Après un bon coup de poignet elle a fait environ 15 tours avec un ralentissement lent style « Le Juste Prix ». La lévitation fait toute la différence.

Le montage 369 sera-t-il meilleur ?

J'ai des disques de 3, 6 et 9 pouces qui arrivent. La combinaison 9-8 sur les plus grands disques devrait permettre aux sections de se placer assez près pour s'équilibrer et léviter joliment.

A-t-on besoin d'outils pour construire ça ?

Je le fais sans atelier digne de ce nom en ce moment. Si le trou et les roulements sont de la bonne taille, la lévitation fait la plus grande partie du travail.

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