Мы продолжаем разбор задач Международного турнира юных физиков 2026 года, на этот раз речь пойдёт о задаче «Электромагнитное затухание». 

Подвесим неодимовый магнит на пружине над незамкнутой катушкой, оттянем его так, чтобы на старте он целиком находился внутри катушки, не касаясь её стенок, и отпустим магнит. Он раз за разом то входит внутрь катушки, то выходит из неё, при этом амплитуда колебаний медленно уменьшается, но ясно, что катушка на них никак не влияет. А теперь замкнём катушку накоротко, и магнит уже не может вернуться внутрь неё, его колебания происходят над катушкой и быстро затухают.

При движении магнита поток магнитного поля через витки катушки изменяется и за счёт этого в катушке возникает ЭДС электромагнитной индукции. Когда катушка замкнута, эта ЭДС создаёт электрический ток в её витках, и по правилу Ленца этот ток направлен так, чтобы уменьшить изменение магнитного потока. В результате катушка работает как электромагнит: когда магнит идёт вверх, она его притягивает, а когда магнит идёт вниз, катушка его отталкивает, так что колебания магнита быстро тормозятся.

Мы взяли катушки с 200, 400 и 800 витками, и в полном соответствии с теорией ЭДС индукции оказалась пропорциональной числу витков. График напряжения здесь совсем не похож на синусоиду, и эти нелинейные колебания медленно затухают. Если же замкнуть катушку через датчик тока, затухание становится гораздо сильнее. Чем больше число витков в катушке, тем меньше сила тока, хотя ЭДС при этом увеличивается.

Дело в том, что размеры всех катушек одинаковы, и провод занимает в них один и тот же объём, поэтому при удвоении числа витков не только вдвое увеличивается длина провода, но и уменьшается его сечение. В итоге с увеличением числа витков сопротивление катушки растёт быстрее, чем ЭДС, и сила тока уменьшается. А если вместо катушки взять медную трубку, её сопротивление будет ничтожно, и магнит затормозится очень быстро, об этом мы уже рассказывали в ролике «Магнитный тормоз и токи Фуко».

Хотя направление исследований в этой задаче в целом понятно, здесь есть множество трудностей, как в теоретических расчётах, так и в методике эксперимента. Так что пожелаем юным физикам успехов! Смотрите наш новый ролик «Электромагнитное затухание» и не забывайте ставить лайки!