Levitron: Levitation eines Kreisels

Ein freischwebender Kreisel aus Alltagsmaterialien
Autor: David Zuliani, Udine, Italien
Ein Magnetkreisel ist ein spannendes Spielzeug, das mehrere physikalische Prinzipien verbindet. Es gibt sie schon seit vielen Jahren zu kaufen und ich war immer ganz fasziniert davon. Ich habe das Internet vergeblich nach genauen Bauanleitungen für den Eigenbau eines Magnetkreisels abgesucht. Deshalb stelle ich hier meine eigene Anleitung als PDF zur Verfügung (nur italienisch). Supermagnete.it veröffentlicht nachfolgend eine stark gekürzte Version.
Hier schon mal ein Video eines Kunden, der diesen Magnetkreisel erfolgreich mit unseren Magneten nachgebaut hat. Er bestätigt allerdings, dass es kein einfaches Unterfangen war und viele Versuche benötigt hat, bis der Kreisel so stabil schwebte.
Ich habe versucht, low-cost oder rezyklierte Materialien zu verwenden - nur die Magnete sind keine Alltagsgegenstände.

Benötigtes Material:

Für den Kreisel:
  • 1 Ringmagnet des Typs R-27-16-05-N
  • 1 großer Korken aus einer Champagnerflasche
  • 1 Kunststoffschraube
  • Schleifpapier
  • 1 Klebestift für Papier o.ä.
  • Klebeband
  • diverse Messing- und Kunststoffscheiben mit unterschiedlichem Durchmesser (aber keine größer als 27 mm = Magnet-Durchmesser)
Für die Basis:
  • 1 runder Basismagnet aus Ferrit (in meinem Fall aus einem alten Lautsprecher)
  • kleine Keile (z.B. flache Holzstücke)
  • 1 Schuhkarton
  • 10 (leere) CD-Hüllen
Anmerkung vom Team supermagnete: Wer keinen alten Lautsprecher zur Hand hat, kann es gerne mit unserem Ferrit-Ring FE-R-100-60-20 versuchen, der eine vergleichbare Größe hat. Es kam schon die Rückmeldung von Kunden, dass der Kreisel in diesem Fall schwerer sein müsste als beim Original-Experiment. Wir können dazu leider keine genaueren Angaben machen und hoffen, dass Sie mit genügend Fingerspitzengefühl und Geduld den Kreisel zum Schweben bringen können.

Benötigtes Werkzeug:

  • Cutter
  • Holzbohrer mit 5,5 mm Durchmesser
  • kleine Metallsäge
  • Filzstift oder Druckbleistift
  • Zirkel (nützlich, nicht nötig)
  • Feinwaage (nützlich, nicht nötig)
  • Dremel (nützlich, nicht nötig)
  • Wasserwaage (nützlich, nicht nötig)

Herstellung des Kreisels:

1. Ein 5 mm dickes Stück Korken mit dem Cutter gerade abschneiden.
2. Den Ringmagneten auf den Korken legen und den Innendurchmesser und die Mitte mit einem Stift einzeichnen (ev. ist dazu ein Zirkel hilfreich).
3. Die Mitte des Korkens mit dem Holzbohrer von Hand durchbohren.
4. Mit dem Cutter den Korken auf die eingezeichnete Grösse zuschneiden. Das Korkstück sollte nun etwa 0,4 Gramm schwer sein.
5. Mit dem Klebestift die Korkscheibe und den Ringmagneten zusammenkleben.
6. Die Kunststoffschraube mit der Säge auf ca. 40 mm Länge zuschneiden.
7. Den Schraubenkopf ebenfalls absägen.
8. Diverse Kerben an der Kunststoffschraube anbringen (ebenfalls mit der Säge oder mit dem Dremel).
9. Mit dem Schleifpapier das eine Ende der Schraube abrunden. Dieses Ende wird die Kreiselspitze.
10. Die Schraube wägen; sie sollte ungefähr 0,7 Gramm schwer sein. Die Schraube wenn nötig kürzen.
11. Die Schraube vorsichtig in die Korkscheibe drehen.
12. Den fertigen Kreisel wägen; er sollte ungefähr 15 Gramm schwer sein.
Das Gewicht des Kreisels ist sehr wichtig, damit das Ganze funktioniert. Das Gewicht muss auf die Stärke der runden Basis abgestimmt werden. Der Kreisel kann bei Bedarf schwerer gemacht werden, indem Plastik- oder Messingscheiben aufgeklebt werden.
Dimensionen des fertigen Magnetkreisels
Dimensionen des fertigen Kreisels

Herstellung der Basis:

1. Den grossen Lautsprechermagneten aus Ferrit sorgfältig aus dem alten Lautsprecher ausbauen, alle Schrauben entfernen. Ev. müssen angelötete Metallstücke entfernt werden. Alternative: einen Ferrit-Ringmagneten direkt bei supermagnete.it kaufen (Anmerkung dazu siehe oben).
2. Eine möglichst ebene Fläche vorbereiten (ev. mit Wasserwaage überprüfen).
3. Den Schuhkarton links und rechts auf je 5 CD-Hüllen abstützen.
4. Den Ferritmagneten unter den Karton legen.

Tipps für die Levitation:

Wenn Sie den Magnetkreisel in der Kartonschachtel bewegen, werden Sie an einem Punkt die Stärke der beiden kombinierten Magnetfelder spüren. Der Kreisel wird versuchen, zur Seite auszubrechen. Halten Sie ihn gut fest und bewegen ihn langsam weiter, bis er von der Basis leicht angezogen wird. Hier ist der richtige Ort, um den Kreisel zu starten. Schubsen Sie den Kreisel kräftig an.
Bei der Levitation ist Fingerspitzengefühl und Experimentierfreude gefragt. Vier Störfaktoren können auftreten und werden folgendermassen behoben:
  • Der Kreisel kommt überhaupt nicht in Schwung: Die zwei Magnete sind zu nahe beieinander; die Kartonschachtel muss leicht höher gestellt werden.
  • Der Kreisel hebt sich überhaupt nicht: Die zwei Magnete sind zu weit auseinander; die Kartonschachtel muss leicht abgesenkt werden.
  • Der Kreisel hebt sich nicht und dreht sich zur Seite: Die Ferritbasis steht nicht ganz gerade; kleine Keile müssen unter sie geschoben werden, um sie auszugleichen.
  • Der Kreisel hebt sich, gleitet dann aber zur Seite und fällt herunter: Der Kreisel ist zu leicht; zusätzliche Kunststoff- oder Messingscheiben müssen mit Klebeband oder Klebstift angebracht werden (siehe Bild unten).
Diese Punkte werden im Youtube-Video von David gut illustriert.
Wenn der Kreisel richtig gut dreht, müssen Sie langsam und vorsichtig die Kartonschachtel entfernen, ohne den Kreisel dabei zu berühren. Mit ein bisschen Glück schwebt der Kreisel nun über eine Minute lang, wie das Video (zuoberst im Projekt) beweist!
Anmerkung vom Team supermagnete:
Wer sich besonders für Kreisel interessiert, sollte sich auch die folgenden Kundenanwendungen anschauen:
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