Eines der schönsten Experimente die man mit Induktion machen kann, ist Metall zum Schweben zu bringen und dann zu schmelzen.
Das Experiment ist im Grund schnell erklärt. Durch eine Kupferspule wird Wechselstrom mit hoher Frequenz und hoher Stromstärke geleitet. Das hat im inneren der Spule den gleichen Effekt, wie bei der Induktionsplatte. Es entsteht im inneren der Spule ein wechselndes Magnetfeld, das sorgt für ein kreisförmiges elektrisches Feld und das sorgt wieder für einen kreisförmig fließenden Strom im Metall. Der elektrische Widerstand im Metall sorgt dann dafür, dass es sich aufheizt und irgendwann schmilzt.
Das funktioniert übrigens mit jedem Metall, auch mit Aluminium:
Um Metalle zum Schmelzen zu bringen braucht man allerdings sehr hohe Stromstärken in der Spule. Das heizt die Spule noch mehr auf, als es allein schon das heiße Metall im Inneren tun würde. Die Spule besteht deswegen aus einem Rohr, durch das Kühlwasser fließt.
Damit man das Metall zum Schweben bringen kann, darf man keine einfache zylindrische Spule nehmen. In beide Videos sieht man, dass die Spule nach unten hin immer enger wird. Dadurch wird das Magnetfeld nach oben hin immer schwächer. Wenn man jetzt in dem Metallkern einen Strom induziert, entsteht dort ein entgegengesetztes Magnetfeld. Dieses Magnetfeld wird den Metallkern in Richtung des schwächeren Magnetfeldes heraus schieben. Die Kraft reicht um einen Gegenstand zum Schweben zu bringen, oder um ihn ganz aus der Spule heraus zu schleudern. Wenn er gerade geschmolzen ist, wäre das eher unschön.
Dagegen kann man etwas tun. Man muss nur dafür sorgen, dass am oberen Ende ein entgegengesetztes magnetisches Feld auf den Metallkern wartet. Dann wird er von dem Feld wieder zurück in die Spule gedrückt. Ein entgegengesetztes Feld bekommt man, wenn der Strom in die entgegengesetzte Richtung fließt und man kann sehr gut sehen wie man das gemacht hat. Man baut einfach eine Schleife in die Spule, bevor man die letzten 1-2 Windungen am oberen Ende macht.
Übrigens: Der violette Farbton in den Videos ist infrarotes Licht. Die Kamerachips sind tatsächlich sehr empfindlich für IR und müssen mit Filtern versehen werden, damit nicht zu viel IR-Licht auf den Chip fällt. Die sind natürlich nicht perfekt und wenn es eine Kamera dann mit einer ausgesproche starken IR-Lichtquelle zu tun bekommt, wie einem Stück Metall kurz vor dem Schmelzen (oder die Emitterdiode an einer TV-Fernbedienung), dann kann man es sehen.
Wer technisch besser begabt ist als ich, kann soetwas auch selbst nachbauen. Hier wird beschrieben wie es geht. Der Autor hat auch auf Youtube Videos hinterlassen, das hier ist sicher eines den schönsten:
Kommentare (3)