Магнитная левитация: различия между версиями
| [непроверенная версия] | [непроверенная версия] |
Нет описания правки |
|||
| Строка 45: | Строка 45: | ||
'''Маглев''', или '''магнитная левитация''' - это способ транспортировки, который подвешивает, направляет и приводит в движение транспорт, в основном поезда, используя магнитную левитацию. Данный способ быстрее и тише, чем в случае использование колеса. |
'''Маглев''', или '''магнитная левитация''' - это способ транспортировки, который подвешивает, направляет и приводит в движение транспорт, в основном поезда, используя магнитную левитацию. Данный способ быстрее и тише, чем в случае использование колеса. |
||
Самая высокая скорость, зафиксированная у Маглева, 581 км/ч. Она была зафиксирована в Японии в 2003<ref>{{cite web|url=http://www.guardian.co.uk/world/2003/dec/03/japan.justinmccurry|title=Japanese magnetic train sets new world record | World news | The Guardian|accessdate=2013-01-30}}</ref>, на 6 км/ч быстрее, чем рекорд [[TGV]]. |
Самая высокая скорость, зафиксированная у Маглева, 581 км/ч. Она была зафиксирована в Японии в 2003<ref>{{cite web|url=http://www.guardian.co.uk/world/2003/dec/03/japan.justinmccurry|title=Japanese magnetic train sets new world record | World news | The Guardian|accessdate=2013-01-30|archiveurl=http://www.webcitation.org/6EESgulk5|archivedate=2013-02-06}}</ref>, на 6 км/ч быстрее, чем рекорд [[TGV]]. |
||
===Магнитные подшипники=== |
===Магнитные подшипники=== |
||
Версия от 16:32, 6 февраля 2013
Магнитная левитация это метод подъёма объекта с помощью одного только магнитного поля. Магнитное давление используется для компенсации ускорения свободного падения или любых других ускорений.
Теорема Ирншоу доказывает, что используя только ферромагнетики невозможно устойчиво удерживать объект в гравитационном поле. Несмотря на это, с помощью сервомеханизмов, диамагнетиков, сверхпроводников и систем с вихревыми токами левитация возможна.
В некоторых случаях подъёмная сила обеспечивается магнитной левитацией, но при этом есть механическая поддержка, дающая устойчивость. В этих случаях явление называется псевдолевитация.
Магнитная левитация используется в Маглевах, магнитных подшипниках и показе продукции.
Подъёмная сила
Магнитные материалы и системы способны притягивать или отталкивать друг друга с силой, зависящей от магнитного поля и поверхности магнита. Из этого следует, что может быть определено магнитное давление.
Магнитное давление магнитного поля сверхпроводника подсчитывается по формуле:
где — сила на единицу площади поверхности в Паскалях, — магнитное поле над сверхпроводником в Теслах, и = 4π×10−7 N·A−2 — магнитная проницаемость вакуума.[1]
Устойчивость
Статическая
Статическая устойчивость значит, что любое смещение из состояния равновесия заставляет равнодействующую силу выталкивать объект обратно в состояние равновесия.
Теорема Ирншоу окончательно доказала, что невозможно левитировать объект, используя только статичные макроскопические магнитные поля. Силы, действующие на любой парамагнетик в любой комбинации с гравитационными, электростатическими, и магнитостатическими сделают положение объекта в лучшем случае неустойчивым относительно одной оси и это может дать неустойчивое равновесие относительно всех осей. Тем не менее, существует несколько возможностей сделать левитацию реальной, на примере использования электронной стабилизации или диамагнетиков (так как Магнитная проницаемость меньше[2]) может быть показано, что диамагнитные материалы устойчивы относительно как минимум одной оси и могут быть устойчивы относительно всех осей. Проводники имеют относительную проницаемость к переменным магнитным полям последнего, так что некоторые конфигурации, использующие магниты, работающие на переменном токе, устойчивы сами по себе.
Динамическая
Динамическая устойчивость проявляется в случаях, когда левитирующая система способна подавить любое возможное виброобразное движение.
Магнитные поля являются консервативными силами и поэтому в принципе не могут иметь встроенный способ подавления. Фактически, многие схемы левитации имеют недостаточное подавление.[3] Таким образом, вибрации могут существовать и вывести объект за пределы зоны равновесия.
Подавление движение осуществляется несколькими способами:
- внешнее механическое подавление, например лобовое сопротивление
- использование вихревых токов (влияние на проводник полем)
- инерционный демпфер в левитируемом объекте
- электромагниты, управляемые посредством электроники
Использование
Транспорт с магнитной левитацией
Маглев, или магнитная левитация - это способ транспортировки, который подвешивает, направляет и приводит в движение транспорт, в основном поезда, используя магнитную левитацию. Данный способ быстрее и тише, чем в случае использование колеса.
Самая высокая скорость, зафиксированная у Маглева, 581 км/ч. Она была зафиксирована в Японии в 2003[4], на 6 км/ч быстрее, чем рекорд TGV.
Магнитные подшипники
Примечания
- ↑ Lecture 19 MIT 8.02 Electricity and Magnetism, Spring 2002
- ↑ Braunbeck, W. Free suspension of bodies in electric and magnetic fields, Zeitschrift für Physik, 112, 11, pp753-763 (1939)
- ↑ A Review of Dynamic Stability of Repulsive-Force Maglev Suspension Systems- Y. Cai and D.M.Rote
- ↑ Japanese magnetic train sets new world record | World news | The Guardian. Дата обращения: 30 января 2013. Архивировано 6 февраля 2013 года.
Ссылки
- Магнитная левитация - Science is Fun
- Эксперимент с магнитной (сверхпроводники) левитацией (YouTube)
- Видеогалерея магнитной левитации
- Как вы можете левитировать объекты магнитами?
- Левитирующий алюминиевый шар
- Инструкции о том, как построить установку с оптической обратной связью, демонстрирующую магнитную левитацию
- Видео левитируемых объектов, включая лягушек и кузнечиков
- Учебная демонстрация левитации
- Лягушки левитируют в достаточно сильном магнитном поле