Левитация в магнитном поле: Левитрон – схема устройства электромагнитной левитации своими руками

Левитрон – схема устройства электромагнитной левитации своими руками

Идея устройства очень проста, электромагнит поднимает в воздух магнит, а для создания эффекта левитации в магнитном поле, он подключен к высокочастотному источнику, который то поднимает, то опускает объект.

Шаг 1: Схема устройства

Схема на удивление проста и я полагаю, что у вас не составит труда собрать левитрон своими руками. Вот список компонентов:

Шаг 2: Сборка

Приступим к сборке. Сперва нам нужно сделать рамку для электромагнита примерно таких размеров: диаметр 6 мм, высота мотка примерно 23 мм, и диаметр ушек около 25 мм. Как видите, изготовить её можно из обычного листа, картона и суперклея. теперь закрепим начало мотка на рамке и расслабимся — нам нужно будет сделать около 550 оборотов, неважно в каком набавлении. Я сделал 12 слоёв, что отняло у меня 1.5 часа.

Шаг 3: Спайка

Спаиваем всё по схеме, без каких-либо нюансов. Датчик Холла припаян к проводам, т.к. он будет помещён в катушку. Когда всё спаяете, поместите датчик в катушку, закрепите его, подвесьте катушку и подайте ток. Поднеся магнит, вы почувствуете, что он притягивается или отталкивается, в зависимости от полюса, и пытается зависнуть в воздухе, но неудачно.

Шаг 4: Настройка

После 30 минут, потраченных над разгадкой вопроса, «почему эта штука не работает?», я пришел в отчаяние и прибегнул к крайним мерам — начал читать спецификацию к датчику, которую создают для таких людей как я. В спецификации имелись картинки, на которых было изображено, какая из сторон чувствительная.

Вытащив датчик и согнув его таким образом, чтобы плоская сторона с надписями была параллельна земле, я вернул его на место — самодельное устройство стало работать заметно лучше, но магнит всё ещё не левитировал. Понять в чём проблема удалось достаточно быстро: магнит в форме таблетки — не самый лучший экземпляр для левитации. Было достаточно сместить центр тяжести к нижней части магнита (я сделал это при помощи куска толстой бумаги ). Кстати, не забудьте проверить, какая сторона магнита притягивается к катушке. Теперь всё работало более или менее нормально и осталось закрепить и защитить датчик.

Какие еще нюансы есть в этом проекте? Сначала я хотел использовать адаптер на 12V, но электромагнит быстро грелся, и мне пришлось переключить его на 5V, я не заметил никаких ухудшений в работе, а нагрев был практически устранён. Диод и ограничивающий резистор были практически сразу отключены. Также я снял с катушки синюю бумагу — мотки медной проволоки смотрятся гораздо красивее.

Шаг 5: Финал

Магнитная левитация на постоянных магнитах: идеи и опыты

Самый простой и наглядный пример магнитной левитации, которая создается на постоянных магнитах – это так называемый левитрон. Эту игрушку придумал американский изобретатель почти 30 лет назад. В основе конструкции всего два кольцевых магнита. Большой лежит строго горизонтально, а маленький вращается и зависает над ним. Что же его удерживает от падения? За счет чего достигается такой эффект? Игорь Белецкий высказывает на видео идеи практической реализации левитрона и проводит опыты.

Естественно, постоянные магниты направлены друг к другу одноименными полюсами, что и заставляет их отталкиваться. Но для устойчивой магнитной левитации этого мало. Большой кольцевой магнит создает особую форму магнитного поля. Другими словами образуется магнитная впадина или потенциально яма, на дне которой волчок и находят свою устойчивость. Но это всего лишь позволяет ему не свалиться в сторон.
Решающим фактором для стабильной левитации является вращение самого волчка, вследствие чего возникает в гироскопический эффект, благодаря нему волчок не опрокидывается, хотя постоянно к этому стремится, и как только трение а воздух притормозит его вращение, сила магнитного притяжения возьмет верх.
Было бы заманчиво найти практическое применение такому подвесу. Например, сделать бесконтактный маховик – накопителя энергии. Но беда в том, что что по схеме левитрона, когда большой магнит удерживает маленький, не получается подвесить массивное тело. Сила отталкивания крайне мала – жалкие 30 грамм. Это предел. Нагрузишь больше и система сложится, а увеличивать габариты магнита непрактично и дорого. Но как же так? Неодимовые магниты обладают просто чудовищной силой отталкивания, и это действительно так.

Продаются магниты дешевле в этом китайском магазине.
Автор видео Игорь Белецкий попытался реализовать динамическую левитацию по принципу магнитного подвеса, расположив ось вращения вертикально.Вес маховика легко компенсируется двумя маленькими кольцевыми магнитами, а вот осевую стабилизацию должны были обеспечить небольшие магниты на концах оси. Плюс гироскопический эффект от вращения самого маховика. К сожалению, проведя множество экспериментов, он так и не добился желаемого. Возможно, он снова выбрал не самую удачную схему, потому что, чем больше в системе магнитов, а значит и напряжений, тем сложнее ее уравновесить.

Самый простой и дешевый способ магнитного подвеса предложил еще профессор механики Нурбей Гулия. Он просто перенес всю массу маховика на кольцевые магниты, а осевую стабилизацию оставил за обычными подшипниками, что вполне логично, ведь при вертикальной оси вращения нагрузка на них минимальная, как и потери на трение. Это, конечно, не чистая левитация, но что то весьма близкое. Автор ролика быстро собрал похожую конструкцию и убедился в ее практичности. Вместо подшипников для стабилизации оси он использовал графитовые втулки. Трение у них действительно минимально. Теперь бы еще поместить всё в безвоздушную капсулу и получится настоящий накопитель механической энергии. А потом, для полного счастья, было бы логично сделать бесконтактный отбор мощности. Самый простой способ – превратить маховик в магнитный ротор. Например, добавим катушку индуктивности и получим генератор, который при необходимости сможет работать и как электромотор для раскрутки маховика накопителя. Но это уже совсем другая история.

Товары для изобретателей. Предновогодние скидки до 60%🔥Перейти в магазин Ссылка.

Как сделать левитирующий магнит?

В некоторых продвинутых магазинах можно увидеть стенды с рекламой, на которых показываются интереснейшие эффекты, когда какая-то вещь с витрины или предмет с изображением бренда левитирует. Иногда добавляется вращение. Но такую установку вполне по силам сделать даже человеку без особого опыта в самоделках. Для этого нужен неодимовый магнит, который можно найти в запчастях от компьютерной техники.

Свойства магнита удивительны. Одно из таких свойств отталкиваться одинаковыми полюсами используется в левитирующих предметах, которые используются как поезда на магнитной подушке, забавные игрушки или основа для эффектных дизайн-объектов и др. Как сделать левитирующий объект на основе магнитов?

Товары для изобретателей. Предновогодние скидки до 60%🔥Перейти в магазин Ссылка.

Магнитная левитация на видео

Левитация волчка над пятью точечными неодимовыми магнитами. Magnetic Levitation, magnétismo, magnetic experiment, truco magnética, moto perpetuo, amazing game. Занимательная физика.

Обсуждение

hawk
При вращении магнита присутствует левитация а если обороты магнита уменьшаются падает с орбиты… обоснуй этот эффект. Взаимодействие магнитных полей между магнитами это ясно но какая роль вращения. Можно переменным магнитным полем от катушек удерживать магнит в воздухе также.

pukla777
Просьба проработать тему – маховик генератор. Думаю она будет иметь полезное практичное применение. К тому же, оно у вас было очень давно снято в ролике, но очень мало и без информации.

RussiaPrezident
А что если:
Запустить этот волчок и каком нибудь кубе и создать там Вакуум, по идеи не будет сопротивления воздуха и он будет крутиться практически бесконечно! А если не него ещё и медь правильно накрутить и снимать энергию?

Евгений Петров
Читаю комментарии, удивлен, какая нитка!? Там все как есть магнитный волчок, ему задали мех. энергию и есть постоянное магнитное поле волчка при вращении которого вращается и магнитное поле, но главное как! В магнитах домены упакованы не равно распределено это технически не возможно поэтому сам магнит пассивный не может удержаться на магнитной подушке он уйдет на более сильную сторону где разница вообще мизерная, поэтому вращение поля не дает это сделать.

Вячеслав Субботин
Ещё идея, а что если светить лазером постоянно с одной стороны? Изменится ли время вращения волчка из-за давления света? Если взять сильный лазер, то может быть получится сделать, чтобы волчок вообще не останавливался.

Никто Неизвестный
Старая игрушка… я помню данный волчок и пластину под ним на ферритовых магнитах, на неодиме это уже скучно, причем нижний магнит основания представлял собой одну сплошную плиту, а не пять отдельных магнитов, только он был намагничен хитрым образом…

Алигарх Леопольд
Игорь Белецкий, можно сделать колпак на который будет приземляться волчёк, чтоб его не ловить. Можно ли к нему добавить вращающееся магнитное поле чтоб поддерживать вращение? к примеру если его магнитный стол вращать..

Тимур Аминев
А расскажите пожалуйста как магнитное поле Земли тормозит волчок? В смысле какие моменты сил направленные против вращения возникают и почему.

Александр Васильевич
Если сверху над магнитом (или снизу было бы вообще шикарно!) приделать катушку и подкручивать ею волчок, то получится некое подобие двигателя на магнитном подвесе. Вещь абсолютно бестолковая, но красивая. Крутиться будет пока источник питания не убрать))

Иван Петров
Ну это мы уже видели. Сделай так чтобы магнит левитировал без вращения! (и без опор и жидкого азота конечно).

Высокий эльф
Развод для двоечников, это можно было назвать левитацией, если магнит не надо было раскручивать. Сам магнит, что сверху, будет соскальзывать если ему не придать вращение.

Андрей Соломенников
А что если приделать на платформу огонь, а к гироскопу (Юле) пропеллеры, что бы вращалась пока горит огонь внизу. Не помню как называется двигатель, но суть его – вращение, так сказать, ротора при помощи тепла.

волжанин
Игорь,есть такая идея… У тебя на столе не равномерное магнитное поле,а если и волчок сделать из нескольких магнитиков, а стол раскрутить…Может и волчок не будет обороты терять… Как думаешь?..

Антон Симовских
Игорь Белецкий, разобрались в физике процесса? Почему левитация возможна лишь в динамике? Влияют ли на стабилизацию волчка токи фуко, в нем возникающие ?

Простейшая установка с левитирующим объектом на магните

Для этого понадобятся: бокс от СД-дисков, один или два диска, много кольцевых магнитов и супер-клей. Приобрести любой магнит можно в китайском интернет-магазине.

Когда к вам придут ваши друзья в гости, они удивятся эффектной конструкции, которую вы создали сами.

Вязкое сопротивление жидкости заставило магнитную «блоху» левитировать

K. Baldwin et al. / Phys. Rev. Lett.

Физики из Германии и Британии открыли новый эффект в магнитных мешалках — оказывается, перемешивающая жидкость «блоха» левитирует в жидкости, если ее вязкость превышает определенное значение. Ученые не только экспериментально определили вязкость, частоту вращения и высоту стакана, при которой «блоха» начинает левитировать, но и объяснили наблюдаемое явление теоретически. Статья опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.

Магнитная мешалка была изобретена в 1942 году и с тех пор ее конструкция практически не изменилась. В самой простой форме это устройство состоит из двух цилиндрических постоянных магнитов, находящихся в параллельных плоскостях и ориентированных так, чтобы южный полюс одного из магнитов совпадал с северным полюсом второго магнита (и наоборот). Нижний магнит располагается под дном стеклянного стакана, а верхний помещается в налитую в стакан жидкость; когда нижний магнит вращается под действием электромотора, верхний магнит также раскручивается и перемешивает жидкость. Если раскрутить мешалку слишком быстро, верхний магнит начинает хаотично двигаться и подпрыгивать — поэтому его обычно называют «блохой» («flea») или «якорем». Благодаря своему удобству магнитные мешалки широко используются в биологии и химии — в интернете такую мешалку можно купить всего за 100–200 долларов.

Тем не менее, даже такие простые и, казалось бы, хорошо изученные устройства могут иногда повести себя совершенно неожиданно. Пример такого неожиданного поведения открыла и изучила группа ученых под руководством Дэвида Фэрхерста (David Fairhurst) — однажды, смешивая в магнитной мешалке полимер и воду, Фэрхерст заметил, что «блоха» левитирует в центре стакана вместо того, чтобы вращаться около его дна. Затем физики изучили это случайное открытие более пристально — наливали в стакан жидкости с различной вязкостью, приподнимали его над нижним магнитом и увеличивали скорость вращения — а потом построили численную модель и объяснили наблюдаемые процессы теоретически.

Схема «магнитной мешалки», которую ученые использовали в эксперименте

K. Baldwin et al. / Phys. Rev. Lett.

В результате ученые обнаружили, что поведение мешалки описывается одним из трех сценариев. Во-первых, если вязкость жидкости сравнительно невелика (η < 0,4 паскалей на секунду) — например, если в стакан налита вода, — то «блоха» хаотически движется и прыгает, как в классических экспериментах, в честь которых она получила свое название. Во-вторых, в более вязких жидкостях (η > 0,4 паскалей на секунду) «блоха» теряет энергию из-за трения и отстает от нижнего магнита, то есть скорость ее вращения ω_s оказывается ниже скорости вращения электромотора ω_d; при этом на периодическое вращение накладываются «подрагивания» с частотой ω_w. Если точнее, угол поворота «блохи» подчиняется эмпирическому закону θ = ω_st + Asin(ω_wt), где A — амплитуда «подрагиваний». При увеличении частоты ω_d частота вращения «блохи» и амплитуда «подрагиваний» уменьшается, а частота ω_w растет (более точная зависимость приведена на графике). Наконец, если стакан с вязкой жидкостью (η > 0,4 паскалей на секунду) пододвинуть к нижнему магниту на расстояние z < 4 сантиметров, «блоха» останется подвешенной в толще жидкости вместо того, чтобы упасть на дно стакана. Правда, для этого скорость вращения электромотора не должна опускаться ниже 63 радиан в секунду — иначе частота «подрагиваний» сравнивается с основной частотой вращения «блохи», и она падает на дно стакана.

Зависимость частоты вращения «блохи» (круги), частоты «подрагиваний» (треугольники) и амплитуды «подрагиваний» (квадраты) от частоты вращения электромотора

K. Baldwin et al. / Phys. Rev. Lett.

Чтобы объяснить левитацию «блохи», ученые построили простую теоретическую модель, которая описывает вертикальные силы, действующие на цилиндр. Эта модель показывает, что основная причина, по которой «блоха» остается подвешенной в жидкости — отставание ее вращения от вращения нижнего магнита, из-за которого одноименные полюса магнитов время от времени оказываются друг над другом. Рассчитанные с помощью этой модели положения «блохи» совпадают с результатами эксперимента, что указывает на ее правдоподобность.

Зависимость средней высоты «блохи» от частоты вращения электромотора: серые точки отвечают случаю неконтролируемого «выскакивания», пустые точки — случаю вращения на дне, цветные точки — левитации. Сплошная черная линия — теоретически рассчитанная зависимость высоты левитирующей «блохи»

K. Baldwin et al. / Phys. Rev. Lett.

Тем не менее, модель также предсказывает, что «блоха» будет дестабилизироваться и выскакивать из положения равновесия из-за колебаний в горизонтальной плоскости. Чтобы объяснить, почему такая дестабилизация не происходит, физики численно смоделировали поведение жидкости, обтекающей вращающийся цилиндр. Оказалось, что «блоха» удерживается около оси стакана благодаря «подрагиваниям», которые на первый взгляд казались побочным эффектом, — они «откачивают» вязкую жидкость из центра цилиндра и создают центростремительную силу, которая стабилизирует его вращение. Напротив, в менее вязких жидкостях потоки направлены к цилиндру — это выводит «блоху» из равновесия и заставляет ее выскакивать из положения равновесия.

Численно рассчитанные направления потоков воды вокруг «блохи», которые вызываются «искусственными подрагиваниями» ее концов в плоскости, перпендикулярной плоскости рисунка

K. Baldwin et al. / Phys. Rev. Lett.

Численно рассчитанные направления потоков воды вокруг «блохи» для различных чисел Рейнольдса

K. Baldwin et al. / Phys. Rev. Lett.

Теорема Ирншоу утверждает, что подвесить намагниченные частицы в статическом магнитном поле, не прибегая к внешним силам, невозможно. Именно поэтому авторам статьи пришлось закручивать частицы и стабилизировать их с помощью силы вязкости. Тем не менее, магнитная левитация — это не единственный способ заставить объекты парить в воздухе; в частности, в последнее время физики и инженеры активно разрабатывают акустические левитаторы, которые удерживают небольшие объекты с помощью звуковых волн. Так, в 2015 году исследователям впервые удалось подвесить с помощью направленного луча пластмассовый шарик диаметром около четырех миллиметров, в 2016 году они увеличили диаметр шарика до пяти сантиметров, а в 2018 году научились передвигать его в пространстве. Более того, акустические левитаторы уже находят практические применения — с их помощью можно переносить еду по воздуху, спаивать детали микросхем и создавать объемные изображения, напоминающие «голограммы» из «Звездных войн» или других научно-фантастических фильмов.

Дмитрий Трунин

Левитация (физика) — это… Что такое Левитация (физика)?

Левитация в физике — это устойчивое положение объекта в гравитационном поле без непосредственного контакта с другими объектами. Необходимыми условиями для левитации в этом смысле являются: (1) наличие силы, компенсирующей силу тяжести, и (2) наличие возвращающей силы, обеспечивающей устойчивость объекта^[1].

Невозможность левитации в статическом электромагнитном поле

Согласно теореме Ирншоу, являющейся прямым следствием закона Гаусса, левитация статических объектов в статическом электромагнитном поле невозможна. Теорема применима не только к точечным зарядам, но и к протяженным упругим телам и говорит, что их свободный подвес в электростатическом, магнитостатическом и (или) гравитационном поле будет всегда неустойчив. Теорема Ирншоу не применима к диамагнетикам.

Тем не менее, в переменном поле электростатической квадрупольной линзы левитация возможна, например, заряженных пылинок, хотя при этом не обеспечивается стабилизация положения пылинок вдоль оси линзы, поскольку равновесие по этому направлению безразличное. Электростатическая фокусировка переменным электрическим полем применяется при фокусировке пучков заряженных частиц и по своей сути аналогична «маятнику Капицы».

Сверхпроводимость и левитация

В марте 1991 года научный журнал «Nature» опубликовал интересную фотографию: на снимке директор Токийской исследовательской лаборатории сверхпроводимости Дон Тапскотт стоял на блюде из сверхпроводящего керамического материала, и между ним и поверхностью пола был отчётливо виден небольшой зазор. Масса директора вместе с блюдом составляла 120 кг, что не мешало им парить над землёй. Фокус состоял в том, что если над сверхпроводником поместить магнит, то он зависнет в воздухе. Это объясняется эффектом Мейснера.

Диамагнитная левитация

Тип левитации в сильном магнитном поле тела, содержащего в себе диамагнетик, например воду. Использует диамагнитные свойства воды, которая под действием внешнего магнитного поля несколько изменяет параметры движения электронов в её молекулах, что приводит к появлению слабого магнитного поля, направленного противоположно исходному. Возникающий эффект отталкивания позволяет преодолевать действие силы тяжести.

Данный тип левитации использовался в опытах на живых объектах. В ходе экспериментов во внешнем магнитном поле с индукцией порядка 17 Тл достигалось подвешенное состояние лягушек и мышей^[2][3].

То же свойство диамагнетиков можно использовать наоборот, в соответствии со вторым закон Ньютона, или для отталкивания магнита от диамагнетика, или для стабилизации левитации магнита в магнитном поле. Например эффектен эксперимент, в котором магнит висит в поле 11 Тл между большим и указательным пальцами исследователя^[4].

Магнитная левитация

См. также

Примечания

Ссылки

первая в мире вертушка с левитирующим диском / Stereo.ru

На Kickstarter появился амбициозный проект под названием MAG-LEV Audio. Это вертушка, но не простая, а левитирующая: диск парит над столом безо всякой видимой опоры.

На самом деле опоры номинально есть — три столбика-ножки выдвигаются из корпуса вертушки и держат на себе диск из МДФ с фетровым матом в те моменты, когда проигрыватель не работает. Чтобы диск не падал на стол во время неожиданных отключений электричества, разработчики встроили в проигрыватель источник бесперебойного питания, поэтому в форс-мажорной ситуации получится выключить проигрыватель достойным образом.

Те, кому красивой картинки недостаточно, спросят: как же он вращается, да еще с заданной скоростью (электрический переключатель, совмещенный с кнопкой включения, позволяет выбирать между 33 ⅓ и 45 оборотами)? В этом вопросе на сегодняшний момент у разработчиков нет определенности: на странице проекта сказано, что за это отвечает запатентованная технология, не только поднимающая диск в воздух магнитной левитацией, но и способная «с невероятной точностью» перемещать его за счет обработки данных с множества сенсоров. В данной конструкции диск вращается в воздухе — одной из наиболее благополучных с точки зрения трения среде.

Вертушка комплектуется прямым тонармом Pro-Ject 8.6 и MM-картриджем Ortofon OM 5E. Система полуавтоматическая: проигрыватель сам поднимает тонарм, когда пластинка закончилась. Пространство стола под диском подсвечивается. Иллюминация оранжевая, ее цвет и интенсивность подчеркивают футуристичность устройства и, судя по всему, не настраиваются.

Разработала вертушку команда энтузиастов из словенской Любляны, объединенных, как сказано на странице проекта, «любовью к музыке».

В настоящее время предзаказ черной версии проигрывателя обойдется в 790 долларов США. Еще 50 долларов можно доплатить за покрытие верхней грани стола имитацией лиственницы. Кампания только началась, из 300 000 долларов собраны уже более 18 000. В случае, если MAG-LEV Audio сможет собрать 400 000 долларов, разработчики выпустят вертушку в белом цвете. Рассылать проигрыватели начнут через год, в сентябре 2017.

Как можно левитировать объекты с помощью магнитного поля?

Как можно левитировать объекты с помощью магнитного поля?

Эксперименты с магнитным левитация

---

Как можно левитировать объекты с помощью магнита?

Магнетизм завораживает, особенно когда он используется, чтобы заставить предметы левитировать или плавать или быть подвешенными в воздух, бросая вызов гравитации, которая удерживает нас на земле.Как это можно сделать? Есть 10 способов получить mag чисто лев итате объектов:

МАГЛЕВ Методы

1. Отталкивание между полюсами постоянного магниты или электромагниты. Однако здесь необходимо быть способом ограничить магниты, чтобы они не переворачивались и становятся привлекательными друг к другу. Например, у плавающих магнитов в виде пончиков дюбель находится в по центру, чтобы они не перевернулись.

2. Отталкивание между магнитом и металлическим проводником, вызванное относительным движением. Тем не менее магнит нужно удерживать от движения в одном направлении как проводник, иначе он будет перемещаться вместе с проводником.

3. Отталкивание между металлическим проводником и электромагнит переменного тока. Можно формировать магнитные поле, удерживающее проводник в движении, в противном случае необходимы механические средства, чтобы удерживать проводник в место.См. Также magpie.htm.

4. Отталкивание магнитного поля от диамагнитного вещества. Этот случай плавающей лягушки и плавающего магнита между два диамагнитных диска.

5. Отталкивание магнита от сверхпроводника. Никаких механических ограничений необходимы для этого.

6. Притяжение между разноименными полюсами постоянного магниты или электромагниты. Это будет работать до тех пор, пока существует механический метод ограничения магниты, чтобы они не соприкасались.

7. Притяжение между открытым ядром электромагнитный соленоид и железка или магнит. Утюг или магнит будут касаться внутренней поверхности соленоид.

8. Притяжение между постоянным магнитом или электромагнит и железка. Опять же железо нужно сдерживать.

9. Притяжение между электромагнитом и железкой или магнитом, с датчиками и активный контроль тока на электромагнит, используемый для поддерживать между ними некоторое расстояние.

10. Отталкивание между электромагнитом и магнит, с датчиками и активным контролем тока на электромагнит, используемый для поддержания некоторого расстояния между ними.

Пару интересных ссылок:

http://www.its.caltech.edu/~atomic/display/displaycase.htm хороший обзор некоторых левитационных аппаратов

Nature 400, 323 — 324 (1999) Macmillan Publishers Ltd.
Журнал Nature, 22 июля 1999 г., стр. 323
Левитация магнита на кончиках ваших пальцев
А. К. ГЕЙМ, М. Д. САЙМОН, М. И. БОАМФА и Л. О. HEFLINGER

Стабильная левитация магнитов запрещена Earnshaw’s теорема, которая утверждает
что ни один неподвижный объект из магнитов в неподвижном конфигурацию можно провести в
стабильное равновесие с помощью любой комбинации статического магнитного или гравитационные силы ,.
Теорему Ирншоу можно рассматривать как следствие Уравнения Максвелла, которые
не допускайте величины магнитного поля в свободном пространство для владения максимумом,
как требуется для стабильного равновесия. Диамагнетики (отвечающие к магнитным полям с
мягкое отталкивание), как известно, пренебрегают теоремой, поскольку их отрицательные результаты чувствительности
в требовании минимума, а не максимума в величина поля ,.
Тем не менее левитация магнита без использования широко распространены сверхпроводники
быть невозможным. Мы находим, что стабильная левитация магнит можно получить с помощью
слабый диамагнетизм материалов, которые обычно воспринимается как
немагнитный, так что даже человеческие пальцы могут удерживать магнит парение в воздухе
не прикасаясь к нему.

---

Лучшая цена на магнитную левитацию — Отличные предложения на магнитную левитацию от мировых продавцов магнитной левитации

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для магнитной левитации.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку эта верхняя магнитная левитация вскоре станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что получили магнитную левитацию на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в магнитной левитации и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.И, если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести магнитная левитация по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните лучший опыт покупок прямо здесь.

магнитная левитация — это … Что такое магнитная левитация?

магнитная левитация — н. Процесс поддержки объекта, например транспортного средства, магнитным полем, чтобы он не соприкасался с поддерживающим его объектом; это метод, используемый для устранения трения в движущихся транспортных средствах, например.г. в высокоскоростном рельсе…… Международный словарь английского языка

Магнитная левитация — Эта статья о магнитной левитации. Для поездов, основанных на этом эффекте, см. Маглев. Для интерпретатора Ruby см. MagLev (интерпретатор Ruby). Левитирующий пиролитический углерод Магнитная левитация, маглев или магнитная подвеска — это метод, с помощью которого…… Wikipedia

магнитная левитация — существительное метод поддержки и транспортировки объектов и транспортных средств с использованием магнитного поля для уравновешивания гравитационного притяжения См. Также: диамагнитная левитация, левитрон, маглев, поезд на магнитной левитации… Викисловарь

магнитная левитация — существительное высокоскоростная железнодорожная техника; поезд подвешен на магнитной подушке над намагниченным рельсом и поэтому движется без трения • Син.: ↑ maglev • Hypernyms: ↑ rail technology, ↑ railroading * * * здесь существительное: maglev 1… Полезный английский словарь

магнитная левитация — 1.подвешивание объекта над или под вторым объектом посредством магнитного отталкивания или притяжения. 2. Железные дороги. подвешивание транспортного средства над или под подходящей направляющей с помощью таких средств, часто при движении транспортного средства с помощью…… Универсалиума

магнитная левитация — н. маглев, технология высокоскоростных поездов; высокоскоростной поезд с электрическим приводом, скользящий по рельсам под действием магнитных полей… Современный английский словарь

магнитная левитация — магнитная левитация n.вяз подвешивание объекта над или под вторым объектом посредством магнитного отталкивания или притяжения… От формального английского языка к сленгу

магнитная левитация — существительное Дата: 1966 maglev 1… New Collegiate Dictionary

поезд на магнитной подушке — существительное Маглев… Викисловарь

поезд на магнитной подушке — существительное поезд, в котором электромагнит сильно отталкивает ферромагнитный рельс, так что поезд движется в подвешенном состоянии над рельсом, двигаясь с очень высокой скоростью и с низким уровнем шума и вибрации.Также, maglev… Австралийский английский словарь

Магнитная левитация со стабилизацией спина — Краткая демонстрация и небольшое объяснение о левитирующем верхнем устройстве левитрона, которое демонстрирует магнитную левитацию со стабилизированным спином. Магнитная левитация со стабилизацией вращения — это явление магнитной левитации, когда магнит левитирует…… Wikipedia

Магнитная левитация и комплекты «RWGresearch

На этой странице вы найдете несколько устройств на магнитной левитации, одно из которых вы можете купить как комплект или самостоятельно собрать комплект с открытым исходным кодом! Продажа этого набора помогает мне продолжать финансировать исследования, которые вы видите на этом сайте.

Начиная с набора, эти детали были разработаны мной и напечатаны на моем 3d-принтере.

Ниже приведено ознакомительное видео с комплектом и его частями.

ПРИМЕЧАНИЕ ** После того, как я записал это видео, я изменил кусочки висмута, чтобы сделать его более привлекательным… комплекты будут иметь новую планку со скосом. на стойках RWG RESEARCH также «выгравирована» прямо на принтере, см. ниже.

Вот несколько фотографий парящего магнита! (Слева — новый стиль в наборах)

файлы STL для 3D-печати можно скачать ЗДЕСЬ.

, или можно помочь финансировать исследование, купив комплект или его части.

В настоящее время я перестал делать «чистый» комплект и выбрал черный комплект… или у меня белые комплекты. Я также начал печатать эти детали из PLA-пластика вместо ABS.

При покупке полного комплекта укажите, хотите ли вы его «комплект деталей» в сборе или разобранном виде, чтобы вы могли собрать его самостоятельно. (Обратите внимание, что заказы за пределами США будут отправляться только в разобранном виде «Комплект деталей», чтобы сэкономить на стоимости доставки, доставка также будет больше для заказов из США.)

долларов США

Какой тип комплекта вам нужен?

Белый 65 $.00 долларов США Черный 65 долларов США Только детали (без пластика) 45 долларов США

Вы хотите, чтобы комплект был собран или разобран?

Комплект в сборе Комплект в разобранном виде

Белый комплект: (все детали в комплекте)

Черный комплект: (все детали в комплекте)

есть 3D принтер? Просто нужны детали, включая магниты, висмут (уже отлитый) и оборудование? без проблем.

файлы STL для 3D-печати можно скачать ЗДЕСЬ. и заказывать только запчасти.

Магниты представляют собой цилиндрические магниты 3/4 «x 3/4» и кубический магнит 3/16 «. Литой и обработанный висмут. Крепежные детали 5/16» — 24

Еще

фото деталей комплекта в разобранном виде:

Черный:

белый:

Я добавил свое имя прямо вверх, чтобы люди знали, кого вы поддерживаете 🙂

Начать завершение сборки комплекта… (включая отливку висмута, печать деталей и сборку комплекта!)

Ниже приведены еще несколько фотографий и других видео устройств левитации, включая мое первое устройство диамагнитной левитации

Моя первая сборка …

Ниже показано устройство электромагнитной левитации. Я для забавы засунул эту в банку Red Bull …

Магнитная левитация: эксперименты с «антимагнитами»

Убедитесь, что в вашем браузере включен JavaScript.Если вы оставите отключенным JavaScript, вы получите доступ только к части предоставляемого нами контента. Вот как.

Области науки	Материаловедение
Сложность
Требуемое время	Среднее (6-10 дней)
Предварительные требования	Нет
Наличие материала	Вам нужно будет приобрести некоторые материалы в Интернете.См. Подробности в списке материалов и оборудования.
Стоимость	Среднее (50 — 100 долларов)
Безопасность	Неодимовые магниты чрезвычайно сильны, и с ними необходимо обращаться осторожно, чтобы избежать травм и повреждения магнитов или электронных устройств. Возможны легкие травмы, поэтому при работе с этими магнитами следует носить защитные очки. Пожалуйста, прочтите важные примечания по безопасности в Экспериментальной процедуре перед началом этого научного проекта.

Аннотация

Что произойдет, если поднести магнит к воде? Вы можете подумать, что вода не подвержена влиянию магнетизма, но на самом деле вода слегка отталкивается. Вы не поверите, но если магнит достаточно силен, вы можете использовать этот эффект, чтобы левитировать объекты, содержащие воду, включая насекомых и даже маленьких лягушек! В этом научном проекте вы узнаете о диамагнетизме. Материалы, которые отталкиваются обоими полюсами магнита, называются диамагнитными . Магниты, которые вы будете использовать, недостаточно сильны, чтобы удержать лягушку в воздухе, но они достаточно сильны, чтобы исследовать эту увлекательную форму «антимагнетизма».

Объектив

Измеряет диамагнитные эффекты пиролитического графита и других материалов.

Поделитесь своей историей с друзьями по науке!

Да, Я сделал этот проект! Пожалуйста, войдите в систему (или создайте бесплатную учетную запись), чтобы сообщить нам, как все прошло.

Кредиты

Дэвид Б. Уайт, доктор наук, приятели науки

цитировать эту страницу

Здесь представлена ​​общая информация о цитировании. Обязательно проверьте форматирование, включая использование заглавных букв, для метода, который вы используете, и обновите цитату по мере необходимости.

MLA Стиль

Сотрудники Science Buddies. «Магнитная левитация: эксперименты с« антимагнитами »». Друзья науки , 20 ноя.2020, https://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project-ideas/MatlSci_p041/materials-science/mintage-levitation-experiments-with-anti-magnets. Проверено 15 декабря 2020 г.

Стиль APA

Сотрудники Science Buddies. (2020, 20 ноября). Магнитная левитация: эксперименты с «антимагнитами». Полученное из https://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project-ideas/MatlSci_p041/materials-science/mintage-levitation-experiments-with-anti-magnets

Дата последнего редактирования: 20.11.2020

Введение

Если бы вас попросили подробно описать материал, сколько свойств вы бы перечислили? Вот несколько свойств, которые вы можете включить: твердость, плотность, электрическую и теплопроводность, воспламеняемость, температуру плавления, коррозионную стойкость, цвет и магнетизм . В этом научном проекте вы сосредоточитесь на последнем свойстве в этом списке: магнетизм.

Почему одни материалы магнитные, а другие нет? Чтобы понять почему, полезно думать о материалах как о наборах из атомов. В случае железа , каждый из атомов, составляющих материал, сам по себе является очень маленьким магнитом. Если все атомы выстроены в одном направлении, они работают вместе, создавая большое магнитное поле. Но что заставляет атомы выстраиваться в ряд? В случае железа и других ферромагнитных материалов атомы имеют тенденцию выстраиваться спонтанно.Из ферромагнитных материалов можно сделать постоянных магнитов, таких же, как те, которые хранят произведения искусства и картины на вашем холодильнике. Поскольку атомы имеют тенденцию к самопроизвольному выравниванию друг с другом в ферромагнитных материалах, вы можете найти естественные магниты, сделанные из ферромагнитного материала, такого как железо. Вы также можете сделать магниты из железа в лаборатории или на заводе. Если вы расплавите железо в магнитном поле, атомы железа в жидком металле будут стремиться выровняться с магнитным полем. Если жидкости дать остыть, атомы будут захвачены в этой выровненной ориентации по мере затвердевания материала (вам не нужно фактически плавить железо, чтобы это произошло; просто нагревая его до такой степени, что атомы могут перестроиться, Работа).

Материалы также можно разделить на парамагнитные и диамагнитные. В случае парамагнитных материалов атомы, составляющие материал, также являются крошечными магнитами, подобными атомам в железе. Атомы в парамагнитных материалах будут выровнены с магнитным полем. Когда атомы в парамагнитном материале выравниваются, их крошечные магнитные поля объединяются, создавая магнитное поле, которое становится измеримой физической характеристикой объекта. Но в отличие от атомов в ферромагнитном материале, атомы в парамагнитном материале становятся беспорядочно ориентированными при удалении внешнего магнитного поля.Парамагнитные материалы становятся слабо магнитными, когда они находятся рядом с другими магнитами, но теряют это свойство, когда они находятся вдали от магнитного поля. Жидкий кислород — пример парамагнитного материала. Диамагнитные материалы отталкиваются обоими полюсами магнита. Вода и графит являются примерами диамагнитных материалов. В случае диамагнитных материалов атомы, составляющие материал, реагируют на магнитное поле, выстраиваясь таким образом, чтобы слабо противодействовать или отталкивать внешнее поле.Если быть точным, все материалы являются диамагнитными, так как формирование силы отталкивания в присутствии внешнего магнита происходит во всех материалах. Но в ферромагнетиках и парамагнетиках магнитное поле намного сильнее «антимагнитного» поля из-за диамагнетизма.

Диамагнитные материалы обладают тем интересным свойством, что они делают возможной магнитную левитацию. Оказывается, невозможно левитировать магнит с помощью других магнитов. Это было доказано ученым по имени Сэмюэл Эрншоу в теореме Ирншоу с соответствующим названием. Точнее говоря, он доказал, что невозможно достичь статической левитации с помощью любой комбинации.

Эксперименты с магнитной левитацией для планов уроков и проектов научной ярмарки

Определение

Магнитная левитация (maglev) — это метод, при котором объект подвешивается без поддержки, кроме магнитных полей.

Основы

См. Также: Маглев поезд

В магнитной левитации или магнитной подвеске электромагнитная сила используется для противодействия влиянию силы тяжести.

Транспорт на магнитной подушке или на маглеве — это вид транспорта, который подвешивает, направляет и приводит в движение транспортные средства (особенно поезда) с помощью электромагнитной силы. Этот метод может быть быстрее, чем колесные системы общественного транспорта, потенциально достигая скоростей, сопоставимых с турбовинтовыми и реактивными самолетами (900 км / ч, 559 миль / ч). Максимальная зарегистрированная скорость поезда на магнитной подвеске 581 км / ч (361 миль / ч), достигнутая в Японии в 2003 году.

Теорема Ирншоу убедительно доказала, что невозможно устойчиво левитировать, используя только статические, макроскопические, «классические» электромагнитные поля.Силы, действующие на объект в любой комбинации гравитационного, электростатического и магнитостатического полей, сделают положение объекта нестабильным. Однако существует несколько возможностей сделать левитацию жизнеспособной путем нарушения предположений теоремы — например, использование электронной стабилизации или диамагнитных материалов.

Существует несколько методов получения магнитной левитации. Основными из них, которые используются в поездах на магнитной подвеске, являются сервостабилизированная электромагнитная подвеска (EMS), электродинамическая подвеска (EDS) и (в будущем) Inductrack.

Методы устойчивости

Если два магнита механически закреплены вдоль одной вертикальной оси (например, кусок веревки) и расположены так, чтобы сильно отталкивать друг друга, это приведет к левитации одного из магнитов над другим. Это считается псевдолевитацией .

Прямая диамагнитная левитация: Живая лягушка левитирует в вертикальном отверстии соленоида Горького диаметром 32 мм в магнитном поле около 16 тесла в лаборатории сильнопольных магнитов в Неймегене.Прямая ссылка на видеоДиамагнитное вещество отталкивает магнитное поле. Теорема Ирншоу неприменима к диамагнетикам; они ведут себя противоположно типичному магниту из-за их относительной проницаемости μr

Сверхпроводники можно считать идеальными диамагнетиками (μr = 0), полностью вытесняющими магнитные поля из-за эффекта Мейснера. Левитация магнита стабилизируется за счет закрепления потока внутри сверхпроводника. Этот принцип используется поездами магнитной левитации EDS (электродинамическая подвеска).

В поездах, где вес большого электромагнита является серьезной проблемой конструкции (для левитации массивного поезда требуется очень сильное магнитное поле) для электромагнита используются сверхпроводники, поскольку они могут создавать более сильное магнитное поле при том же весе.

Диамагнитно-стабилизированная левитация: Пермагнетик может быть устойчиво подвешен с помощью различных конфигураций сильных постоянных магнитов и сильных диамагнетиков. При использовании сверхпроводящих магнитов левитацию постоянного магнита можно даже стабилизировать за счет небольшого диамагнетизма воды в человеческих пальцах.

Стабилизация вращения: Магнит можно стабилизировать, вращая его в поле, созданном кольцом из других магнитов. Однако он будет оставаться стабильным только до тех пор, пока скорость прецессии не упадет ниже критического порога — область стабильности довольно узка как в пространственном отношении, так и в требуемой скорости прецессии. Первое открытие этого явления было сделано Роем Харриганом, изобретателем из Вермонта, который в 1983 году запатентовал устройство левитации на его основе. Со ссылкой на этот патент было разработано несколько устройств, использующих вращательную стабилизацию (например, популярная игрушка Левитрон).Для исследовательских лабораторий университетов были созданы некоммерческие устройства, в которых обычно используются магниты, слишком мощные для безопасного взаимодействия с общественностью.

Сервостабилизация электромагнитного притяжения: Динамически стабилизированная магнитная левитация может быть достигнута путем измерения положения и траектории левитируемого магнита и непрерывной регулировки местного магнитного поля для компенсации его движения.

Это принцип, лежащий в основе обычных демонстраций настольной левитации, в которых для измерения положения и скорости объекта используется луч света.В простых системах электромагнит находится над поднимаемым вверх объектом; электромагнит отключается, когда объект приближается слишком близко, и снова включается, когда он падает дальше. Такая простая система не очень надежна; Однако возможны гораздо более сложные и эффективные измерительные, магнитные системы и системы управления.

Это также принцип, на котором основаны поезда с электромагнитной подвеской (EMS) с магнитной левитацией: поезд оборачивается вокруг рельсов и тянется снизу вверх.Сервоуправление удерживает его на постоянном расстоянии от гусеницы.

Трудности

Большинство техник левитации имеют различные сложности.

• Многие методы активной подвески имеют довольно узкую область устойчивости.
• Магнитные поля являются консервативными силами и поэтому в принципе не имеют встроенного демпфирования. Это может позволить существовать режимам вибрации, которые могут привести к выходу объекта из стабильной области. Вихревые токи могут быть стабилизирующими, если в поле присутствует проводник подходящей формы, а в некоторых случаях использовались другие механические или электронные методы демпфирования.
• Требования к мощности электромагнитов быстро растут с увеличением несущей способности, что также требует относительного увеличения массы и объема проводников и охлаждающего оборудования.
• Сверхпроводники требуют очень низких температур для работы, часто используется гелиевое охлаждение.

Использует

Maglev , или с магнитной левитацией , представляет собой транспортную систему, которая подвешивает, направляет и приводит в движение транспортные средства, преимущественно поезда, с использованием магнитной левитации от очень большого количества магнитов для подъема и движения.Этот метод может быть быстрее, тише и плавнее, чем системы общественного транспорта на колесах. Эта технология может превысить 6400 км / ч (4000 миль / ч) при развертывании в эвакуированном туннеле. Если он не используется в откачанной трубе, мощность, необходимая для левитации, обычно не особенно велика, и большая часть необходимой мощности используется для преодоления сопротивления воздуха, как и в случае с любым другим высокоскоростным поездом.

Самая высокая зарегистрированная скорость поезда на магнитной подвеске составляет 581 километр в час (361 миль в час), достигнутая в Японии в 2003 году, что на 6 км / ч выше, чем традиционный рекорд скорости TGV.Это медленнее, чем у многих самолетов, поскольку самолет может летать на гораздо больших высотах, где сопротивление воздуха меньше, и поэтому легче достичь высоких скоростей.

Источник: Википедия (Весь текст доступен в соответствии с условиями лицензии GNU Free Documentation License и Creative Commons Attribution-ShareAlike License.