Spanstraumur

Á einni stöðinni í Vísindasmiðjunni eru þrír hólkar, einn úr plasti, annar úr áli og þriðji úr kopar. Á þessari stöð má einni finna lítinn segul. Þegar segullinn er látinn falla í gegnum plasthólkinn þá dettur hann beint í gegn, þegar hann fer í gegnum álhólkinn virðist hann falla aðeins hægar niður og þegar hann fer í gegnum koparhólkinn virðist segullinn hreinlega svífa niður. Þarna eru stórmerkileg eðlisfræðileg lögmál að verki sem útskýra afhverju þetta gerist.

Byrjum á að kanna hólkana þrjá. Þeir eru úr þremur mismunandi efnum sem búa yfir ólíkum eiginleikum. Plast er svokallaður einangrari, það þýðir að plast leiðir rafstraum mjög illa. Áll og kopar eru málmar og málmar leiða rafstraum vel, koparið leiðir rafstraum enn betur en álið.

Í kringum segla er stöðugt segulsvið (linkur á segulsviðsstöð). Breytilegt segulsvið spannar upp rafstraum í leiðandi efnum eins og málmum. Breytilegt segulsvið er til dæmis segulsvið sem er að aukast/verða sterkara eða minnka/verða veikara. Breytilegt segulsvið getur einnig verið stöðugt segulsvið sem er á ferð. Þegar segullinn dettur í gegnum hólkana þá er segulsviðið í kringum segulinn á ferð, það er því breytilegt segulsvið í hólkunum. Þetta breytilega segulsvið spannar upp straum í málmhólkunum, og afþví kopar er betri leiðari en ál þá verður meiri straumur í koparhólknum heldur en álhólknum. Þessi straumur kallast spanstraumur (e. Induced current).

En þetta er ekki öll sagan, því straumurinn sjálfur hefur ekki beint áhrif á fall segulsins í gegnum hólkinn. Segulsvið eru ekki bara til staðar í kringum segla, heldur eru segulsvið einnig í kringum rafstrauma. Það eru því segulsvið í kringum alla víra og allar snúrur sem bera rafstraum. Spanstraumur er engin undantekning frá þessari reglu. Segulsviðið í kringum spanstrauminn hefur öfuga stefnu við segulsviðið í kringum segulinn, sem veldur því að segulsviðiði í kringum spanstrauminn hægir á seglinum á leiðinni niður í gegnum hólkinn.

Tökum saman það sem gerist þegar segullinn dettur í gegnum málmhólk:
    -  Það er segulsvið í kringum segulinn
    -  Þegar segullinn er á ferð þá myndast spanstraumur í málminum
    -  Í kringum spanstrauminn myndast annað segulsvið
    -  Segulsviðið í kringum spanstrauminn hefur öfuga stefnu við segulsviðið í kringum segulinn og hægir því á seglinum á leiðinni niður

Hólkarnir þrír eru lítil skemmtileg tilraun til að kanna segulsvið og spanstraum, en þessi eiginleiki segulsviðs, að geta spannað upp rafsvið og rafstraum, er nýttur á stærri skala til að framleiða rafmagn.