Levitasi magnetik: penerangan, ciri dan contoh

2024 Pengarang: Henry Conors | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-02-12 11:04

Seperti yang anda ketahui, Bumi, disebabkan oleh susunan dunia yang berlaku, mempunyai medan graviti tertentu, dan impian manusia sentiasa untuk mengatasinya dengan apa cara sekalipun. Pengangkatan magnet adalah istilah yang lebih hebat daripada merujuk kepada realiti harian.

Pada mulanya, ini bermaksud keupayaan hipotesis untuk mengatasi graviti dengan cara yang tidak diketahui dan menggerakkan orang atau objek melalui udara tanpa peralatan tambahan. Namun, kini konsep "pengangkatan magnetik" sudah cukup saintifik.

Beberapa idea inovatif sedang dibangunkan serentak, yang berdasarkan fenomena ini. Dan kesemuanya pada masa hadapan menjanjikan peluang besar untuk aplikasi serba boleh. Benar, pengangkatan magnet akan dilakukan bukan dengan kaedah ajaib, tetapi menggunakan pencapaian fizik yang sangat spesifik, iaitu bahagian yang mengkaji medan magnet dan segala yang berkaitan dengannya.

Hanya sedikit teori

Di kalangan orang yang jauh daripada sains, terdapat pendapat bahawa pengangkatan magnetik adalah penerbangan magnet berpandu. Malah, di bawah iniistilah ini membayangkan mengatasi objek graviti dengan bantuan medan magnet. Salah satu cirinya ialah tekanan magnetik, yang digunakan untuk "melawan" graviti bumi.

Secara ringkasnya, apabila graviti menarik objek ke bawah, tekanan magnet diarahkan sedemikian rupa sehingga ia menolaknya semula. Ini adalah bagaimana magnet melayang. Kesukaran dalam melaksanakan teori ialah medan statik tidak stabil dan tidak memfokus pada titik tertentu, jadi ia mungkin tidak dapat menahan tarikan dengan berkesan. Oleh itu, elemen tambahan diperlukan yang akan memberikan kestabilan dinamik medan magnet, supaya pengangkatan magnet adalah fenomena biasa. Pelbagai kaedah digunakan sebagai penstabil untuknya. Selalunya - arus elektrik melalui superkonduktor, tetapi terdapat perkembangan lain di kawasan ini.

Levitasi teknikal

Sebenarnya, pelbagai magnet merujuk kepada istilah yang lebih luas untuk mengatasi tarikan graviti. Jadi, levitasi teknikal: semakan kaedah (sangat ringkas).

Kami nampaknya telah memahami sedikit dengan teknologi magnetik, tetapi terdapat juga kaedah elektrik. Tidak seperti yang pertama, yang kedua boleh digunakan untuk manipulasi dengan produk yang diperbuat daripada pelbagai bahan (dalam kes pertama, hanya yang bermagnet), malah dielektrik. Asingkan juga levitasi elektrostatik dan elektrodinamik.

Keupayaan zarah untuk bergerak di bawah pengaruh cahaya telah diramalkan oleh Kepler. TAPIkewujudan tekanan ringan telah dibuktikan oleh Lebedev. Pergerakan zarah ke arah sumber cahaya (pengangkatan optik) dipanggil fotoforesis positif, dan dalam arah yang bertentangan - negatif.

Pengangkatan aerodinamik, berbeza daripada optik, boleh digunakan secara meluas dalam teknologi hari ini. By the way, "bantal" adalah salah satu jenisnya. Kusyen udara yang paling mudah diperoleh dengan sangat mudah - banyak lubang digerudi dalam substrat pembawa dan udara termampat ditiup melaluinya. Dalam kes ini, angkat udara mengimbangi jisim objek dan ia terapung di udara.

Kaedah terakhir yang diketahui sains pada masa ini ialah levitasi menggunakan gelombang akustik.

Apakah contoh levitasi magnetik?

Fiksyen sains mengimpikan peranti mudah alih sebesar beg galas, yang boleh "mengangkat" seseorang ke arah yang dia perlukan dengan kelajuan yang tinggi. Sains setakat ini telah mengambil jalan yang berbeza, lebih praktikal dan boleh dilaksanakan - sebuah kereta api telah dicipta yang bergerak menggunakan levitasi magnetik.

Sejarah kereta api super

Buat pertama kali, idea gubahan menggunakan motor linear telah dikemukakan (malah dipatenkan) oleh jurutera-pencipta Jerman Alfred Zane. Dan itu pada tahun 1902. Selepas ini, pembangunan penggantungan elektromagnet dan kereta api yang dilengkapi dengannya muncul dengan keteraturan yang dicemburui: pada tahun 1906, Franklin Scott Smith mencadangkan prototaip lain, antara 1937 dan 1941. beberapa paten mengenai topik yang sama telah diterima oleh Hermann Kemper, dantidak lama kemudian, warga Britain Eric Lazethwaite mencipta prototaip kerja bersaiz hidup enjin itu. Pada tahun 60-an, beliau juga mengambil bahagian dalam pembangunan Tracked Hovercraft, yang sepatutnya menjadi kereta api terpantas, tetapi tidak, kerana projek itu ditutup kerana pembiayaan tidak mencukupi pada tahun 1973.

Hanya enam tahun kemudian, sekali lagi di Jerman, kereta api maglev telah dibina dan dilesenkan untuk pengangkutan penumpang. Landasan ujian yang diletakkan di Hamburg adalah kurang daripada satu kilometer, tetapi idea itu sendiri memberi inspirasi kepada masyarakat sehingga kereta api itu berfungsi walaupun selepas pameran ditutup, setelah berjaya mengangkut 50,000 orang dalam tiga bulan. Kelajuannya, mengikut piawaian moden, tidak begitu hebat - hanya 75 km / j.

Bukan pameran, tetapi maglev komersial (jadi mereka memanggil kereta api menggunakan magnet), berjalan di antara lapangan terbang Birmingham dan stesen kereta api sejak 1984, dan bertahan selama 11 tahun dalam jawatannya. Panjang trek adalah lebih pendek, hanya 600 m, dan kereta api naik 1.5 cm di atas trek.

Jepun

Pada masa hadapan, keterujaan tentang kereta api maglev di Eropah semakin reda. Tetapi pada akhir tahun 90-an, negara berteknologi tinggi seperti Jepun mula berminat dengan mereka. Beberapa laluan yang agak panjang telah pun diletakkan di wilayahnya, di mana maglev terbang, menggunakan fenomena seperti levitasi magnetik. Negara yang sama juga memiliki rekod kelajuan yang ditetapkan oleh kereta api ini. Yang terakhir menunjukkan had laju lebih daripada 550 km/j.

Lagiprospek untuk digunakan

Di satu pihak, maglev menarik kerana keupayaannya untuk bergerak dengan pantas: menurut ahli teori, ia boleh dipercepatkan sehingga 1,000 kilometer sejam dalam masa terdekat. Lagipun, ia dikuasakan oleh pengangkatan magnetik, dan hanya rintangan udara yang melambatkannya. Oleh itu, memberikan garis aerodinamik maksimum kepada komposisi sangat mengurangkan kesannya. Di samping itu, disebabkan fakta bahawa mereka tidak menyentuh rel, kehausan kereta api sedemikian adalah sangat perlahan, yang sangat menjimatkan kos.

Satu lagi kelebihan ialah kesan bunyi yang berkurangan: kereta api maglev bergerak hampir senyap berbanding kereta api konvensional. Bonus juga adalah penggunaan elektrik di dalamnya, yang mengurangkan kesan berbahaya pada alam semula jadi dan atmosfera. Selain itu, kereta api maglev mampu mendaki cerun yang lebih curam, menghapuskan keperluan untuk meletakkan trek di sekitar bukit dan cerun.

Aplikasi tenaga

Arahan praktikal yang tidak kurang menarik boleh dianggap sebagai penggunaan meluas galas magnet dalam komponen utama mekanisme. Pemasangannya menyelesaikan masalah haus dan lusuh yang serius pada bahan sumber.

Seperti yang anda ketahui, galas klasik haus dengan cepat - ia sentiasa mengalami beban mekanikal yang tinggi. Di sesetengah kawasan, keperluan untuk menggantikan bahagian ini bermakna bukan sahaja kos tambahan, tetapi juga berisiko tinggi untuk orang yang menservis mekanisme tersebut. Galas magnet kekal beroperasi berkali-kali lebih lama, jadi penggunaannya amat digalakkansebarang keadaan yang melampau. Terutamanya dalam kuasa nuklear, teknologi angin atau industri dengan suhu yang sangat rendah/tinggi.

Pesawat

Dalam masalah bagaimana untuk melaksanakan levitasi magnetik, persoalan yang munasabah timbul: bila, akhirnya, pesawat yang lengkap, di mana levitasi magnetik akan digunakan, dihasilkan dan dipersembahkan kepada umat manusia yang progresif? Lagipun, terdapat bukti tidak langsung bahawa "UFO" itu wujud. Ambil, sebagai contoh, "vimanas" India era paling kuno atau "discoplanes" Hitlerite yang sudah lebih dekat dengan kita dari segi masa, menggunakan, antara lain, kaedah elektromagnet untuk mengatur angkat. Anggaran lukisan dan juga gambar model yang berfungsi telah disimpan. Persoalannya masih terbuka: bagaimana untuk menghidupkan semua idea ini? Tetapi perkara tidak lebih jauh daripada prototaip yang tidak terlalu berdaya maju untuk pencipta moden. Atau mungkin ini masih maklumat yang terlalu rahsia?