περιβάλλοντος

Μαγνητική ανύψωση: περιγραφή, χαρακτηριστικά και παραδείγματα

Πίνακας περιεχομένων:

Μαγνητική ανύψωση: περιγραφή, χαρακτηριστικά και παραδείγματα
Μαγνητική ανύψωση: περιγραφή, χαρακτηριστικά και παραδείγματα

Βίντεο: Κανόνας του Lenz & Καθυστέρηση της Μαγνητικής Σφαίρας (Παπούλας Νίκος) 2024, Ιούλιος

Βίντεο: Κανόνας του Lenz & Καθυστέρηση της Μαγνητικής Σφαίρας (Παπούλας Νίκος) 2024, Ιούλιος
Anonim

Όπως γνωρίζετε, λόγω της επικρατούσας παγκόσμιας τάξης, η Γη έχει ένα ορισμένο βαρυτικό πεδίο και το όνειρο ενός ατόμου ήταν πάντα να το ξεπεράσει με κάθε μέσο. Η μαγνητική διείσδυση είναι ένας φανταστικός όρος παρά μια καθημερινή πραγματικότητα.

Αρχικά, θεωρήθηκε ως μια υποθετική ικανότητα να ξεπεράσει τη βαρύτητα με έναν άγνωστο τρόπο και να μετακινήσει ανθρώπους ή αντικείμενα μέσω του αέρα χωρίς βοηθητικό εξοπλισμό. Ωστόσο, τώρα η έννοια της "μαγνητικής αφαίρεσης" είναι ήδη αρκετά επιστημονική.

Διάφορες καινοτόμες ιδέες αναπτύσσονται ταυτόχρονα, οι οποίες βασίζονται στο φαινόμενο αυτό. Και όλα αυτά στο μέλλον υπόσχονται μεγάλες ευκαιρίες για ευέλικτη χρήση. Είναι αλήθεια ότι η μαγνητική αφαίρεση δεν θα πραγματοποιηθεί με τη μαγεία αλλά με τα πολύ συγκεκριμένα επιτεύγματα της φυσικής, δηλαδή με το τμήμα που μελετά τα μαγνητικά πεδία και όλα όσα σχετίζονται με αυτά.

Image

Αρκετά θεωρία

Μεταξύ των ανθρώπων που απέχουν πολύ από την επιστήμη, υπάρχει η άποψη ότι η μαγνητική διεύρυνση είναι μια καθοδηγούμενη πτήση ενός μαγνήτη. Στην πραγματικότητα, αυτός ο όρος σημαίνει να ξεπεραστεί το θέμα της βαρύτητας χρησιμοποιώντας ένα μαγνητικό πεδίο. Ένα από τα χαρακτηριστικά του είναι η μαγνητική πίεση και χρησιμοποιείται για να "καταπολεμήσει" τη βαρύτητα.

Με απλά λόγια, όταν η βαρύτητα τραβάει ένα αντικείμενο προς τα κάτω, η μαγνητική πίεση κατευθύνεται έτσι ώστε να την ωθεί προς την αντίθετη κατεύθυνση - προς τα πάνω. Υπάρχει λοιπόν μια αιώρηση ενός μαγνήτη. Η δυσκολία στην εφαρμογή της θεωρίας είναι ότι το στατικό πεδίο είναι ασταθές και δεν επικεντρώνεται σε ένα δεδομένο σημείο, οπότε μπορεί να μην αντισταθεί πλήρως στην έλξη. Συνεπώς, απαιτούνται βοηθητικά στοιχεία που θα δώσουν στο δυναμικό σταθερότητας του μαγνητικού πεδίου έτσι ώστε η αφαίρεση του μαγνήτη να είναι ένα κανονικό φαινόμενο. Ως σταθεροποιητές για αυτό, χρησιμοποιούνται διάφορες τεχνικές. Τις περισσότερες φορές - ένα ηλεκτρικό ρεύμα μέσω υπεραγωγών, αλλά υπάρχουν και άλλες εξελίξεις σε αυτόν τον τομέα.

Image

Τεχνική αφαίρεση

Στην πραγματικότητα, η μαγνητική ποικιλία αναφέρεται στον ευρύτερο όρο της υπέρβασης της βαρυτικής έλξης. Έτσι, τεχνική αφαίρεση: μια ανασκόπηση των μεθόδων (πολύ σύντομη).

Φαίνεται ότι έχουμε τακτοποιήσει λίγο με μαγνητική τεχνολογία, αλλά εξακολουθεί να υπάρχει μια ηλεκτρική μέθοδος. Σε αντίθεση με την πρώτη, η δεύτερη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να χειριστεί προϊόντα από μια ποικιλία υλικών (στην πρώτη περίπτωση, μόνο μαγνητισμένα), ακόμη και διηλεκτρικά. Επίσης διαχωρίζονται ηλεκτροστατική και ηλεκτροδυναμική διεύρυνση.

Η πιθανότητα σωματιδίων υπό την επίδραση του φωτός να πραγματοποιήσουν κίνηση είχε προβλεφθεί από τον Kepler. Και η ύπαρξη ελαφριάς πίεσης αποδεικνύεται από τον Lebedev. Η κίνηση ενός σωματιδίου στην κατεύθυνση της πηγής φωτός (οπτική διήθηση) ονομάζεται θετική φωτοφόρηση, και στην αντίθετη κατεύθυνση, αρνητική.

Image

Η αεροδυναμική διεύρυνση, διαφορετική από την οπτική, είναι ευρέως εφαρμόσιμη στις τεχνολογίες της εποχής. Με την ευκαιρία, το "μαξιλάρι" είναι μια από τις ποικιλίες του. Το απλούστερο μαξιλάρι αέρα είναι πολύ εύκολο να επιτευχθεί - πολλές τρύπες τρυπιούνται στο υπόστρωμα φορέα και πεπιεσμένος αέρας διοχετεύεται μέσω αυτών. Σε αυτή την περίπτωση, η δύναμη ανύψωσης αέρα ισορροπεί τη μάζα του αντικειμένου και ανεβαίνει στον αέρα.

Η τελευταία μέθοδος που είναι γνωστή σήμερα στην επιστήμη είναι η αφαίρεση με ακουστικά κύματα.

Image

Ποια είναι μερικά παραδείγματα μαγνητικής διεύρυνσης;

Η επιστημονική μυθοπλασία ονειρεύτηκε φορητές συσκευές μεγέθους ενός σακιδίου που θα μπορούσαν να "απογειώσουν" ένα άτομο προς την κατεύθυνση που χρειαζόταν με μεγάλη ταχύτητα. Μέχρι στιγμής, η επιστήμη έχει ακολουθήσει μια διαφορετική πορεία, πιο πρακτική και εφικτή - δημιούργησε ένα τραίνο που κινείται χρησιμοποιώντας μαγνητική διεύρυνση.

Σούπερ ιστορία τρένων

Για πρώτη φορά, υποβλήθηκε (και μάλιστα κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας) η ιδέα μιας σύνθεσης με γραμμικό κινητήρα από τον Γερμανό εφευρέτη Alfred Zane. Και αυτό ήταν το 1902. Μετά από αυτό, η ανάπτυξη της ηλεκτρομαγνητικής ανάρτησης και της αμαξοστοιχίας που εξοπλίστηκε με αυτό εμφανίστηκε με αξιοζήλευτη τακτικότητα: το 1906, ο Franklin Scott Smith πρότεινε ένα άλλο πρωτότυπο, μεταξύ 1937 και 1941. Ο Herman Kemper έλαβε μια σειρά διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας για το ίδιο θέμα, και λίγο αργότερα, ο Βρετανός Eric Laiswaite δημιούργησε ένα πρωτότυπο κινητήρα σε μέγεθος ζωής. Στη δεκαετία του '60 συμμετείχε επίσης στην ανάπτυξη του Tracked Hovercraft, το οποίο υποτίθεται ότι ήταν το ταχύτερο τρένο, αλλά δεν το έκανε, επειδή το έργο έκλεισε το 1973 λόγω ανεπαρκούς χρηματοδότησης.

Μόλις έξι χρόνια αργότερα, και πάλι στη Γερμανία, χτίστηκε ένα μαγνητικό μαξιλάρι μαξιλαριού, το οποίο έλαβε άδεια επιβατών. Η δοκιμασμένη τροχιά του Αμβούργου ήταν λιγότερο από ένα χιλιόμετρο, αλλά η ιδέα ενέπνευσε την κοινωνία τόσο πολύ ώστε το τρένο λειτουργούσε και μετά την έκλειψη της έκθεσης, αφού κατάφερε να μεταφέρει 50 χιλιάδες άτομα σε τρεις μήνες. Η ταχύτητά του, σύμφωνα με τα σύγχρονα πρότυπα, δεν ήταν τόσο μεγάλη - μόλις 75 χλμ. / Ώρα.

Όχι μια έκθεση, αλλά ένας εμπορικός Muggle (όπως ονομάζεται το τρένο που χρησιμοποιεί ένα μαγνήτη), έτρεξε ανάμεσα στο αεροδρόμιο του Μπέρμιγχαμ και το σιδηροδρομικό σταθμό από το 1984 και κρατήθηκε για 11 χρόνια. Το μονοπάτι ήταν ακόμη μικρότερο, μόλις 600 μέτρα, και το τρένο αυξήθηκε κατά 1, 5 cm πάνω από το τρένο.

Image

Ιαπωνική έκδοση

Στο μέλλον, ο ενθουσιασμός για τα τραίνα μαγνητικών μαξιλαριών στην Ευρώπη έχει υποχωρήσει. Αλλά μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του '90, μια τέτοια χώρα υψηλής τεχνολογίας όπως η Ιαπωνία ενδιαφέρεται ενεργά για αυτά. Στην επικράτειά του έχουν ήδη τοποθετηθεί αρκετές μακρές διαδρομές κατά μήκος των οποίων πετάει ο Μάγλεβ, χρησιμοποιώντας ένα τέτοιο φαινόμενο όπως η μαγνητική διώρυγα. Η ίδια χώρα διαθέτει επίσης εγγραφές υψηλής ταχύτητας που ορίζονται από αυτά τα τρένα. Το τελευταίο από αυτά έδειξε όριο ταχύτητας πάνω από 550 χλμ. / Ώρα.

Περαιτέρω δυνατότητες χρήσης

Από τη μία πλευρά, οι λαθρεμπόροι είναι ελκυστικοί για τις ταχύτατες δυνατότητές τους: σύμφωνα με τους υπολογισμούς των θεωρητικών, μπορούν να διασκορπιστούν μέχρι τα 1.000 χιλιόμετρα την ώρα στο εγγύς μέλλον. Μετά από όλα, κινούνται με μαγνητική ανύψωση και μόνο η αντίσταση του αέρα επιβραδύνεται. Επομένως, η μέγιστη αεροδυναμική περίληψη της σύνθεσης μειώνει σημαντικά την επίδρασή της. Επιπλέον, λόγω του ότι δεν έρχονται σε επαφή με τις ράγες, η φθορά τέτοιων αμαξοστοιχιών είναι εξαιρετικά αργή, πράγμα που είναι οικονομικά πολύ επικερδές.

Ένα άλλο πλεονέκτημα είναι η μείωση του ηχητικού εφέ: Οι μύγες κινούνται σχεδόν σιωπηλά σε σύγκριση με τα συμβατικά τρένα. Ένα πλεονέκτημα είναι επίσης η χρήση ηλεκτρισμού σε αυτά, η οποία μειώνει τις επιβλαβείς επιπτώσεις στη φύση και την ατμόσφαιρα. Επιπλέον, η αμαξοστοιχία μαγνητικών μαξιλαριών είναι ικανή να ξεπεράσει τις πιο απότομες πλαγιές, γεγονός που εξαλείφει την ανάγκη να τεθούν σιδηροδρομικές διαδρομές παρακάμπτοντας τους λόφους και τις κατηφόρες.

Εφαρμογές Ενέργειας

Μία λιγότερο ενδιαφέρουσα πρακτική κατεύθυνση μπορεί να θεωρηθεί η ευρεία χρήση μαγνητικών ρουλεμάν σε βασικά συστατικά των μηχανισμών. Η εγκατάστασή τους λύνει το σοβαρό πρόβλημα της φθοράς του αρχικού υλικού.

Όπως γνωρίζετε, τα κλασικά ρουλεμάν αποφορτίζονται αρκετά γρήγορα - βιώνουν συνεχώς υψηλά μηχανικά φορτία. Σε ορισμένους τομείς, η ανάγκη αντικατάστασης αυτών των εξαρτημάτων σημαίνει όχι μόνο πρόσθετο κόστος αλλά και υψηλό κίνδυνο για τους ανθρώπους που εξυπηρετούν τον μηχανισμό. Τα μαγνητικά ρουλεμάν παραμένουν λειτουργικά πολλές φορές περισσότερο, επομένως η χρήση τους είναι πολύ ενδεδειγμένη για οποιεσδήποτε ακραίες συνθήκες. Συγκεκριμένα, στην πυρηνική ενέργεια, την τεχνολογία αιολικής ενέργειας ή τις βιομηχανίες, που συνοδεύονται από εξαιρετικά χαμηλές / υψηλές θερμοκρασίες.

Image