Lewitacja magnetyczna jest już stosowana w systemach takich jak pociągi Maglev, koła zamachowe i maszyny szybkobieżne. Teraz naukowcy z Duńskiego Uniwersytetu Technicznego nadali tej starej technologii nowy wymiar, wyjaśniając, w jaki sposób magnes można lewitować, po prostu obracając w jego pobliżu inny magnes o podobnej wielkości. Ten niezwykły efekt po raz pierwszy zademonstrował Hamdi Ucar, elektronik/inżynier komputerowy i oprogramowanie, w 2021 r., a zespół TU-Denmark twierdzi, że można go wykorzystać do bezdotykowego przenoszenia obiektów lub wykorzystać do wychwytywania i manipulowania mikrocząsteczkami ferromagnetycznymi.
Istnieją trzy główne rodzaje lewitacji magnetycznej. W pierwszym, znanym jako aktywna stabilizacja magnetyczna, system sterowania dostarcza siłę magnetyczną wymaganą do utrzymania równowagi lewitującego obiektu. Drugie, zwane zawieszeniem elektrodynamicznym, stosowane jest w pociągach Maglev. W tym przypadku ruchomy magnes indukuje prąd w nieruchomym przewodniku, wytwarzając siłę odpychającą, która wzrasta wraz z prędkością poruszającego się magnesu. Ostatnia kategoria, zwana lewitacją stabilizowaną obrotem, obejmuje lewitujący magnes, który wiruje z prędkością około 500 obrotów na minutę (rpm) i pozostaje stabilny dzięki efektowi żyroskopowemu.
Rotor i pływak
Nowy rodzaj lewitacji wykorzystuje dwa magnesy. Pierwszy, zwany „wirnikiem”, jest zamontowany na silniku, którego bieguny północny i południowy są ustawione prostopadle do osi obrotu i wprawiany w ruch obrotowy z prędkością około 10 000 obr./min. W eksperymentach zespołu TU-Denmark magnes ten miał kształt kulisty, miał średnicę 19 mm i był wykonany z neodymu, żelaza i boru.
Drugi magnes – „pływak” – umieszcza się w pobliżu wirnika, zaczyna automatycznie się obracać, a następnie przesuwa w stronę wirnika, aż zawiśnie w przestrzeni kilka centymetrów pod nim. Pływak precesuje z tą samą częstotliwością co wirnik, a jego namagnesowanie jest zorientowane blisko osi obrotu i w stronę podobnego bieguna magnesu wirnika. Jeśli zostanie zakłócony, siła przywracająca przesuwa go z powrotem do położenia równowagi.
„To dość zaskakujące, że lewitacja magnetyczna rozwija się w tak stosunkowo prostym układzie” – mówi Rasmusa Bjørka, fizyk w TU-Dania z którym wspólnie prowadzili badanie Frederik Laust Durhus i Joachima Marco Hermansena.
Konfiguracja sprzeczna z intuicją
Korzystając z symulacji komputerowych, które uwzględniają oddziaływania magnetostatyczne między dwoma magnesami, zespół odkrył, że nowy typ lewitacji wydaje się być spowodowany połączeniem efektu żyroskopowego i magnetostatycznego sprzężenia dipol-dipol.
„Dla wszystkich jest intuicyjne, że siła magnetostatyczna, jaką jeden magnes wywiera na drugi, może być zarówno przyciągająca, jak i odpychająca” – wyjaśnia Durhuus. „Bez obrotu wolny magnes będzie się obracał, więc siła stanie się czysto atrakcyjna, a następnie magnesy zderzą się ze sobą. Tym, co sprawia, że nowy system lewitacji magnetycznej jest tak wyjątkowy, jest to, że sam obrót pozwala pływakowi pozostać w sprzecznej z intuicją konfiguracji, prawie prostopadłej do pola wirnika, gdzie siła magnetostatyczna zarówno go przyciąga, jak i odpycha”.
Pułapka magnetyczna utrzymuje nadprzewodzącą mikrosferę w stanie lewitacji i stabilności
Proces ten prowadzi następnie do minimum energii w powietrzu w potencjale oddziaływania dipola – mówi Świat Fizyki. To minimum zostało ujawnione za pomocą modelowania komputerowego opracowanego przez zespół i to właśnie w tym miejscu pływak może stabilnie lewitować.
Chociaż na tym etapie trudno przewidzieć zastosowania nowego typu lewitacji magnetycznej, naukowcy twierdzą, że bezdotykowe przekazywanie przedmiotów (na przykład przez roboty) jest jedną z oczywistych możliwości. „Inne możliwości będą zależeć od stopnia, w jakim można zmniejszyć lub zwiększyć skalę zjawiska oraz od tego, jak niski będzie koszt energii” – mówi Durhuus. „Będzie to wymagało dalszych badań”.
Szczegółowo opisują swoje badania w Zastosowano przegląd fizyczny.
- Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
- PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
- PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
- PlatonESG. Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
- Platon Zdrowie. Inteligencja w zakresie biotechnologii i badań klinicznych. Dostęp tutaj.
- Źródło: https://physicsworld.com/a/new-type-of-magnetic-levitation-makes-its-debut/
- :Jest
- :Gdzie
- 000
- 19
- 20
- 2021
- 500
- a
- powyżej
- Konto
- aktywny
- Wszystkie kategorie
- pozwala
- już
- an
- i
- Inne
- pojawia się
- aplikacje
- SĄ
- na około
- AS
- At
- atrakcyjny
- Przyciąga
- automatycznie
- Oś
- z powrotem
- piłka
- BE
- staje się
- poniżej
- pomiędzy
- obie
- by
- nazywa
- CAN
- Kategoria
- powodowany
- żeton
- Zamknij
- cewka
- Zderzać się
- połączenie
- komputer
- systemu
- Bezstykowe
- kontrola
- Koszty:
- mógłby
- Aktualny
- debiut
- wykazać
- Dania
- detal
- rozwija się
- trudny
- dubbingowane
- każdy
- efekt
- zatrudniony
- energia
- inżynier
- Równowaga
- przykład
- eksperymenty
- wyjaśniając
- Objaśnia
- eksploatowany
- stopień
- Korzyści
- kilka
- pole
- i terminów, a
- W razie zamówieenia projektu
- wytrzymałość
- znaleziono
- Darmowy
- Częstotliwość
- świeży
- od
- dalej
- dany
- Prowadzenie
- Have
- he
- tutaj
- W jaki sposób
- HTTPS
- if
- obraz
- in
- Zwiększenia
- Informacja
- wzajemne oddziaływanie
- Interakcje
- najnowszych
- intuicyjny
- śledztwo
- problem
- IT
- JEGO
- samo
- jpg
- Trzymać
- utrzymuje
- znany
- Nazwisko
- Wyprowadzenia
- Doprowadziło
- Unieść się w powietrzu
- lubić
- niski
- maszyny
- zrobiony
- Magnesy
- Główny
- WYKONUJE
- struktura
- materiał
- Maksymalna szerokość
- zmierzyć
- minimum
- chwila
- modelowanie
- Silnik
- porusza się
- przeniesienie
- Blisko
- prawie
- Nowości
- Północ
- już dziś
- przedmiot
- obiekty
- oczywista
- of
- Stary
- on
- ONE
- or
- Inne
- dla
- zjawisko
- Fizyka
- Świat Fizyki
- plato
- Analiza danych Platona
- PlatoDane
- punkt
- position
- możliwości
- możliwość
- potencjał
- przewidzieć
- wygląda tak
- produkcji
- czysto
- całkiem
- R
- stosunkowo
- pozostawać
- szczątki
- wymagać
- wymagany
- Badacze
- przypomina
- przywrócenie
- Ujawnił
- przeglądu
- roboty
- taki sam
- powiedzieć
- mówią
- druga
- podobny
- Prosty
- po prostu
- Rozmiar
- So
- Tworzenie
- Software Engineer
- Południe
- Typ przestrzeni
- specjalny
- prędkość
- Spin
- spiny
- stabilny
- STAGE
- Badanie
- taki
- nadprzewodzące
- zaopatrzenie
- zaskakujący
- zawieszenie
- system
- systemy
- Brać
- zespół
- Techniczny
- Technologia
- mówi
- Podziękowania
- że
- Połączenia
- ich
- następnie
- to
- trzy
- miniatur
- do
- razem
- w kierunku
- pociągi
- prawdziwy
- twist
- drugiej
- rodzaj
- typy
- uniwersytet
- aż do
- używany
- za pomocą
- była
- Co
- który
- KIM
- będzie
- w
- świat
- zefirnet