- gekrompenmunten.jpg (100.24 KiB) 992 keer bekeken
Laatste berichten
-
10:44
Schroefdraad berekening 8
-
00:15
[scheikunde] Kan chloorgas de geleiding van elektriciteit belemmeren? 9
-
22:27
positie 1
-
21:15
Weerfrustratie 9
-
18:08
geen minkowski-ruimte toch? Doe ik dit nou fout? 15
-
14:16
do-re-mi-fa-so vliegtuigen 7
-
14:16
Kunnen quantum Zonnecellen 190% quantum efficiënt zijn 3
-
13:57
De Euro Nederlandse 100 qubit computer komt eraan
-
23 apr
projectiel 8
-
23 apr
Verschil tussen deze 2 vragen 5
-
23 apr
[scheikunde] berekeningen labo vitamine c bepaling 1
-
22 apr
[wiskunde] rode en witte ballen verdelen 8
-
22 apr
Rotatie van het heelal 41
-
22 apr
Muntje opgooien 14
-
21 apr
Reactiviteit silyl enol ethers 1
-
21 apr
Criterium voor vochtretentie
-
21 apr
speciale rel. theorie 5
-
21 apr
Vogels in de stad zijn goede klussers
-
21 apr
Ervaringen met "herontdekkingen" 15
-
20 apr
Herleiden afmetingen vanaf een foto 19
Nieuwsberichten
-
04 mar
Een nieuw soort magnetisme: altermagnetisme
-
31 okt
AI kan via stem diabetes vaststellen 11
-
21 okt
Einstein krijgt wéér gelijk 45
-
07 feb
witter dan wit 20
-
19 jun
irrigatie en de aardas
Munten verschrompelaar
Moderator: physicalattraction
-
- Moderator
- Berichten: 5.541
Munten verschrompelaar
Je kunt munten in een flits verschrompelen met een electromagnetische puls. De uitleg op deze video (vanaf t=3:27) is dat de munt krimpt doordat de Lorentzkracht inwerkt op de geinduceerde wervelstroom. Dat begrijp ik niet. Die kracht werkt toch alleen op de vrije elektronen, niet op het metaalrooster?
Coin shrinking
Coin shrinking
-
- Berichten: 7.463
Re: Munten verschrompelaar
De vrije elektronen zullen van hun cirkelbaan naar het midden van de munt worden afgebogen waardoor er een negatieve ladingsconcentratie in het centrum van de munt ontstaat en de positieve ionen van het metaalrooster mee naar binnen worden getrokken.
-
- Berichten: 7.463
Re: Munten verschrompelaar
De video geeft ook nog een (aanvullende) verklaring die niets met de Lorentzkracht te maken heeft: 3:14 - 3:18.
Het wordt zo inderdaad wel een verwarrend verhaal.
Het wordt zo inderdaad wel een verwarrend verhaal.
-
- Moderator
- Berichten: 5.541
Re: Munten verschrompelaar
Kun je een berekening of schatting bedenken die aantoont dat de kracht zo groot wordt dat de munt vervormt? Ja, metaal vervormt plastisch als de kracht de druksterkte (compressive strength) of de treksterkte (tensile strength, yield strength) van het metaal overschrijdt (vloeigrens). Bij metalen is de druksterkte ongeveer even groot als de treksterkte, en de treksterkte is te vinden in tabellen. De treksterkte van koper en nikkel is ongeveer 200 MPa. (1)
De magnetische veldsterkte in de spoel is B1 = µ N I1 / h1 . (h1 = lengte van spoel; 2)
De geinduceerde wervelstroom in de munt heeft een stroomsterkte I2 = N I1 (wegens transformatoreffect, met de munt als secundaire spoel die 1 winding telt).
De lorentzkracht op een stuk 'stroomdraad' van de munt, d.w.z. een cirkelsector met tophoek dφ, waar de wervelstroom doorheen gaat bedraagt F = B1 I2 Rdφ. De compressiedruk die dit in de munt oplevert is p = F/A = B1 I2 Rdφ / (Rdφ . h2) = B1 I2 / h2.
Substitueren van I2 = N I1 = B1 h1 / µ geeft: p = (½B12/µ) · 2h1/h2 .
De factor ½B12/µ wordt de magnetische druk genoemd, pmag, het is de energiedichtheid van het magneetveld, zodat tenslotte p = pmag · 2h1/h2
Als I1=104 A, N=10, h1=0.02 m en h2=0.002 m dan wordt B1=6 T, pmag=15 MPa en p=300 MPa. Die hoge druk p overschrijdt inderdaad de vloeigrens. Volgens de video in #1 en volgens muntenverschrompelaar Stoneridge is de stroomsterkte zelfs 10x groter, dan wordt de berekende druk 100x groter. (3,4)
Bij een bierblikje is hetzelfde experiment mogelijk, waarbij h2 een andere waarde krijgt: h2 = h1. Dan wordt p = 30 MPa, dus lager dan de vloeigrens, maar genoeg om het blikje met zijn eigen elektronen te doorklieven.
Bron foto: can crush video
De magnetische veldsterkte in de spoel is B1 = µ N I1 / h1 . (h1 = lengte van spoel; 2)
De geinduceerde wervelstroom in de munt heeft een stroomsterkte I2 = N I1 (wegens transformatoreffect, met de munt als secundaire spoel die 1 winding telt).
De lorentzkracht op een stuk 'stroomdraad' van de munt, d.w.z. een cirkelsector met tophoek dφ, waar de wervelstroom doorheen gaat bedraagt F = B1 I2 Rdφ. De compressiedruk die dit in de munt oplevert is p = F/A = B1 I2 Rdφ / (Rdφ . h2) = B1 I2 / h2.
Substitueren van I2 = N I1 = B1 h1 / µ geeft: p = (½B12/µ) · 2h1/h2 .
De factor ½B12/µ wordt de magnetische druk genoemd, pmag, het is de energiedichtheid van het magneetveld, zodat tenslotte p = pmag · 2h1/h2
Als I1=104 A, N=10, h1=0.02 m en h2=0.002 m dan wordt B1=6 T, pmag=15 MPa en p=300 MPa. Die hoge druk p overschrijdt inderdaad de vloeigrens. Volgens de video in #1 en volgens muntenverschrompelaar Stoneridge is de stroomsterkte zelfs 10x groter, dan wordt de berekende druk 100x groter. (3,4)
Bij een bierblikje is hetzelfde experiment mogelijk, waarbij h2 een andere waarde krijgt: h2 = h1. Dan wordt p = 30 MPa, dus lager dan de vloeigrens, maar genoeg om het blikje met zijn eigen elektronen te doorklieven.
- gekrompenmunt2.png (1.46 MiB) 986 keer bekeken
-
- Berichten: 7.463
Re: Munten verschrompelaar
jkien schreef: Dat begrijp ik niet. Die kracht werkt toch alleen op de vrije elektronen, niet op het metaalrooster?
Mogelijk lees ik er overheen, maar is die oorspronkelijke vraag nu door je berichtje #4 ook beantwoord?
-
- Moderator
- Berichten: 5.541
Re: Munten verschrompelaar
Niet in #4, je hebt de oorspronkelijke vraag beantwoord in bericht #2, dank daarvoor.Professor Puntje schreef:Mogelijk lees ik er overheen, maar is die oorspronkelijke vraag nu door je berichtje #4 ook beantwoord?
-
- Moderator
- Berichten: 5.541
Re: Munten verschrompelaar
Een interessant detail is de ongelijkmatige vervorming van details op de verschrompelde munt. De letters schuiven naar de randen van het hoofd, de tussenruimte verdwijnt.
Volgens een coin shrinking webpagina geldt dat vooral voor munten die als een sandwich bestaan uit verschillende metaallagen, zoals de quarter dollar.
- munt1.jpg (82.82 KiB) 984 keer bekeken
Volgens een coin shrinking webpagina geldt dat vooral voor munten die als een sandwich bestaan uit verschillende metaallagen, zoals de quarter dollar.
-
- Moderator
- Berichten: 8.166
Re: Munten verschrompelaar
Je zou denken dat zo'n munt ineen geperst wordt, maar ik denk niet dat dat de juiste bewoording is.
In zo'n spoel is het veld homogeen, en in de munt zelf treedt m.i. het skineffect op.
De krachten zouden dan voornamelijk aan het oppervlak van de munt worden uitgeoefend. De binnendelen van de munt worden dan als het ware door de buitenkant meegesleurd richting centrum.
Dat zou de geringe radiale vervorming bij de randen van de munt kunnen verklaren, daar treden niet alleen de gecombineerde druk en trekkrachten aan het oppervlak van de muntzijden op maar ook de drukkrachten aan de rand wat de vervorming binnen de perken houdt, ongeveer zoals hier geschetst:
Hier een verschrompelde Yen, de rand is nauwelijks vervormd en hoe verder je bij het centrum komt, hoe sterker de radiale vervorming wordt.
Hoe zou dat zitten bij een sandwichmunt? Op die site stellen ze dat de binnenste koperen plaat de buitendelen van de munt meesleurt naar het centrum, maar dat lijkt mij lastig te rijmen met het skineffect. Dat kan toch niet op een dieper niveau nogmaals optreden?
In zo'n spoel is het veld homogeen, en in de munt zelf treedt m.i. het skineffect op.
De krachten zouden dan voornamelijk aan het oppervlak van de munt worden uitgeoefend. De binnendelen van de munt worden dan als het ware door de buitenkant meegesleurd richting centrum.
Dat zou de geringe radiale vervorming bij de randen van de munt kunnen verklaren, daar treden niet alleen de gecombineerde druk en trekkrachten aan het oppervlak van de muntzijden op maar ook de drukkrachten aan de rand wat de vervorming binnen de perken houdt, ongeveer zoals hier geschetst:
- Image1.jpg (16.83 KiB) 985 keer bekeken
Hier een verschrompelde Yen, de rand is nauwelijks vervormd en hoe verder je bij het centrum komt, hoe sterker de radiale vervorming wordt.
- 5Yen1.jpg (284.77 KiB) 985 keer bekeken
Hoe zou dat zitten bij een sandwichmunt? Op die site stellen ze dat de binnenste koperen plaat de buitendelen van de munt meesleurt naar het centrum, maar dat lijkt mij lastig te rijmen met het skineffect. Dat kan toch niet op een dieper niveau nogmaals optreden?
-
- Moderator
- Berichten: 5.541
Re: Munten verschrompelaar
De website zegt: "The better-conducting inner copper layer of a clad US coin shrinks more than the more electrically resistive outer layers [cupronickel] This often causes dragging and relative shifting of some surface features. On some coins, certain surface features may actually dive underneath other features."Michel Uphoff schreef:Hoe zou dat zitten bij een sandwichmunt? Op die site stellen ze dat de binnenste koperen plaat de buitendelen van de munt meesleurt naar het centrum, maar dat lijkt mij lastig te rijmen met het skineffect. Dat kan toch niet op een dieper niveau nogmaals optreden?
In de middenlaag van koper zal zich vanwege de betere geleidbaarheid de sterkste stroom ontwikkelen, wellicht met een skineffect binnen die laag.
Na afloop is de munt te heet om aan te raken, misschien wordt de koperen middenlaag het heetst, wegens de stroomsterkte, en smelt het koper enigszins. Dan kunnen de relatief koele verdikkingen van de buitenlagen naar elkaar toe drijven. Platentektoniek op een munt. Speculatie, maar wel een leuke gedachte.
Ook interessant is de slowmotion opname van het krimpen, in een frame-by-frame viewer voor youtube: http://rowvid.com/?v=e4W7VBl5mEg. Het krimpen vindt plaats tijdens zeven frames, 95572 tot 95565, in het begin van de video. Ik krijg de indruk dat de kop van Washington later begint te krimpen dan de schijf.
-
- Moderator
- Berichten: 8.166
Re: Munten verschrompelaar
Bij die subductie kan ik mij wel wat voorstellen, hier een fraai voorbeeld (even in grote weergave bekijken):
De letters y en s verdwijnen gedeeltelijk onder het paard, en de ruimte tussen de hand het zadel en de ruiter verdwijnt. Maar de verklaring dat dit voornamelijk door de koperen binnenmunt wordt veroorzaakt, lijkt mij twijfelachtig. Ik denk niet dat er een tweede skineffect binnen een 'buitenskin' kan optreden. Tenzij er zich hier een fenomeen voordoet dat ik niet ken.
Als je de afbeeldingen op gelijke grootte schaalt en er een raster overheen legt, blijkt ook dat de krimp bepaald niet symmetrisch is. Zo is het been van de ruiter maar weinig gekrompen en dus verhoudingsgewijs langer geworden en zijn er meer op het eerste oog wat willekeurige vervormingen opgetreden. Mogelijk heeft het met de toenemende dikte van de lensvormige munt (en het oorspronkelijke reliëf) te maken.
- shrink1.jpg (164.2 KiB) 986 keer bekeken
De letters y en s verdwijnen gedeeltelijk onder het paard, en de ruimte tussen de hand het zadel en de ruiter verdwijnt. Maar de verklaring dat dit voornamelijk door de koperen binnenmunt wordt veroorzaakt, lijkt mij twijfelachtig. Ik denk niet dat er een tweede skineffect binnen een 'buitenskin' kan optreden. Tenzij er zich hier een fenomeen voordoet dat ik niet ken.
Als je de afbeeldingen op gelijke grootte schaalt en er een raster overheen legt, blijkt ook dat de krimp bepaald niet symmetrisch is. Zo is het been van de ruiter maar weinig gekrompen en dus verhoudingsgewijs langer geworden en zijn er meer op het eerste oog wat willekeurige vervormingen opgetreden. Mogelijk heeft het met de toenemende dikte van de lensvormige munt (en het oorspronkelijke reliëf) te maken.
- shrink2.jpg (181.77 KiB) 986 keer bekeken
