اگر یک پاندول مسی بین دو قطب N و S آهنربای نعلی شکل به نوسان در آورد چه اتفاقی خواهد افتاد؟
اگر جنس صفحه از یک هادی کامل نباشد چه اتفاقی می‌افتد؟
ترمز مغناطیسی یکی از کاربردهای جالب و مفید نیروی مغناطیسی و اصل عکس العمل الکترومغناطیسی است. وقتی یک پاندول مسی در یک میدان یکنواخت آهنربای دائمی نوسان می‌کند. وجود میدان مغناطیسی یکنواخت باعث کند و متوقف شدن آن می‌شود.
مکانیزم متوقف شدن پاندول
لبه‌ای از صفحه که بطور عمودی در میدان جلو و عقب می‌رود را به طول L فرض کنید. با ورود به میدان مغناطیسی به اندازه V = E L= VBL در آن ولتاژ القا می‌شود. طبق قانون اهم ، چگالی جریان القایی J و میدان الکتریکی القایی بصورت J = σE = σVxB به هم مربوط هستند. جهت جریان به طرف پایین (هم جهت با VxB) است. σ رسانایی ویژه صفحه است. از آنجایی که این جریان القایی در یک میدان مغناطیسی قرار گرفته است، یک نیروی مغناطیسی بر صفحه وارد می‌شود. مقدار این نیرو در واحد حجم برابر است با:
F/∆V = JxF = σ (VxB) x B∆
اگر تمام بردارها بر هم عمود باشند ، نیروی مغناطیسی وارد به حجم لبه پیشرو (به طول L) عبارت است از:
Fm = σVB2∆Vol∆
که در خلاف جهت حرکت صفحه است.
اثر مقدار رسانایی
اگر رسانایی ویژه مثل رسانایی ویژه مس بزرگ ، ولی محدود باشد، صفحه ابتدا کند و سپس متوقف می‌شود. از آنجا که جریانهای القایی بصورت RI2 تلف می‌شود، صفحه به آرامی داخل شکاف آهنربا شده و سرانجام در همان مکانی که میدان مغناطیسی نمی‌بود می‌ایستاد، متوقف می‌شود. می‌بینیم که نیروی مغناطیسی ترمز کننده با σ متناسب است. اگر جنس صفحه پاندول از هادی کامل (رسانایی بی‌نهایت) باشد، جریان القایی آنقدر زیاد خواهد بود که صفحه را به عقب براند و در بیرون میدان مغناطیسی متوقف کند.
راه کم کردن جریان القایی
از آنجا که جریان القایی نمی‌تواند از صفحه خارج شود در نزدیک لبه‌ها منحرف شده و مسیر بسته‌ای را می‌سازد. این جریانها به جریان گردابی معروفند. اگر صفحه نامحدود باشد جریان تنها به سمت پایین خواهد بود. یکی از راههایی که می‌تواند باعث شود تا پاندول متوقف نشود، ایجاد شکاف عمودی در صفحه است که با این کار جریانهای القا شده به شدت کم شده و در نتیجه عمل ترمز به خوبی صورت نمی‌گیرد.
سیستم الکترونیکی ترمز ABS
در رابطه سیستم الکترونیکی ترمز ABS ) ABS = سیستم ترمز ضد قفل شدن)
اول در رابطه با اصل کار توضیح می دهم ( با توجه به این که مطالب دوستمان بسیار کامل و جامع بود)
در هنگام ترمز گرفتن دو نوع اصطکاک وجود دارد
• اصطکاک جنبشی
• اصطکاک لغزشی
زمانی که نیروی اصطکاک جنبشی در اثر سر خوردن به اصطکاک لغزشی تبدیل می شود نیروی نگه دارنده هم کاهش می یابد (اصطکاک جنبشی > اصطکاک لغزشی ) در نتیجه مدت زمان بیشتری برای ایستادن ماشین نیاز است . این اولین موضوع . موضوع بعد این است که اگر اتومبیلی به ترمز ABS مجهز باشد در هنگام ترمز کردن نیروی گشتاوری که باعث منحرف شدن ماشین می شود به وجود نمی آید فکرش را بکنید که برای یک تریلی 18 چرخ چقدر می تواند ضروری باشد .( مثل کامیون Volvo vh12 )
سیستم الکترونیکی :
یک سنسور هال افکت ( سنسور های حساس به مغناطیس ) روی هر چرخ قرار دارد دقیقا مثل چیزی که درون موس های قدیمی وجود داشت یک صفحه ی پره پره که یک سنسور مادون قرمز در کنار آن قرار دارد و چرخیدن صفحه باعث می شود امواج (IR = مادون قرمز ) موجود در بین پره ها قطع و وصل شود و این قطع و صصل شدن وارد یک پردازنده شده و میزان و جهت چرخش مشخص می شود . فقط در سیستم های هال افکت جای امواج IR از مغتاطیس استفاده می شود و جای یک صفحه ی پره پره یک صفحه ی ای با زایده های توپی فلزی وجود دارد عبور این زایده های نوپی از کنار سنسور هال افکت باعث قطع شدن خطوط میدان های مغتاطیسی می شود و در نتیجه می توان میزان چرخش و جهت آن را برآورد کرد .
یک سیستم پردازنده ی مرکزی سرهت چرخش تمام چرخ ها را اندازه گیری می کند به محض ترمز گرفتن باید سرعت چرخش تمام چرخ ها یکی باشد اگر سرعت یکی از آنها هماهنگ نبود یعنی آن چرخ در حال سر خوردن است و این سر خوردن هم باعث اصطکاک جنبشی می شود و هم باعث انحراف ماشین از خط اصلی می شود در این حالت سیستم فشار روغن یا فشار باد
( فشار باد = نیوماتیک و فشار روغن = هیدرولیک ) آن ترمز را تا جایی کم می کند که سرعت آن هماهنگ با سرعت سایر چرخ ها شود .
سیستم پردازنده این گونه ترمز ها نباید هیچ گونه تاخیری در پردازش داشته باشد از این رو به آنها ( بدون تاخیر) Real Time می گویند و عملیات پردازشی آنها توسط کنترل کننده هایی به نام DSP انجام می شود . ( DSP = پردازنده ی دیجیتال سیگنال ها