Levitron, nagu teate, on kasti kohal õhus pöörlev ülaosa, milles töötab magnetvälja allikas. Levitroni saab teha populaarsest saaliandurist.
Mis on Levitron
TÄHELEPANU! Kütusekulu vähendamiseks on leitud täiesti lihtne viis! Ei usu mind? Ka 15-aastase kogemusega automehaanik ei uskunud seda enne, kui proovis. Ja nüüd säästab ta bensiini pealt 35 000 rubla aastas!
Levitron on mänguasi. Pole mõtet seda osta, kui tead tootmisvõimalusi omatehtud seade. Sellise Levitroni disainis pole midagi keerulist, kui seal on tavaline saaliandur, näiteks autode turustajale ostetud ja edaspidiseks kasutamiseks jäetud.
Peaksite teadma, et levitatsiooniefekti täheldatakse alati üsna kitsas tsoonis. Sellised reaalsused piiravad mõnevõrra käsitööliste tegevusvabadust, kuid kannatlikkuse ja ajaga saate Levitroni alati tõhusalt ja tõhusalt seadistada. See praktiliselt ei kuku ega hüppa.
Levitron saaliandurist
Levitron saalianduri jaoks ja selle valmistamise idee on lihtne, nagu kõik geniaalne. Tänu magnetvälja jõule tõuseb tükike mis tahes elektromagnetiliste omadustega materjalist õhku.
Õhus hõljumise efekti loomiseks luuakse ühendus kõrge sagedusega. Teisisõnu tundub, et magnetväli tõstab ja viskab materjali.
Seadme disain on liiga lihtne ja isegi koolilaps, kes pole ilmaasjata füüsikatunde läbi teinud, saab kõik ise valmis ehitada.
- Teil on vaja LED-i (selle värv valitakse sõltuvalt individuaalsetest eelistustest).
- Transistorid RFZ 44N (kuigi sobivad kõik nende parameetrite lähedal olevad väliseadmed).
- Diood 1N 4007.
- Takistid 1 kOhm ja 330 oomi.
- Tegelikult saaliandur ise (A3144 või mõni muu).
- Vaskmähise traat mõõtmetega 0,3–0,4 mm (piisab umbes 20 meetrist).
- Neodüümmagnet tableti kujul 5x1 mm.
- 5-voldine laadija, mis on mõeldud mobiiltelefonidele.
Nüüd üksikasjalikult kokkupaneku läbiviimise kohta:
- Elektromagneti raam on valmistatud täpselt samade parameetritega nagu fotol. 6 mm on läbimõõt, umbes 23 mm on mähise pikkus, 25 mm on põskede läbimõõt koos veerisega. Raam on valmistatud papist ja tavalisest märkmikuleht, kasutades superliimi.
- Vasktraadi ots kinnitatakse rullile ja seejärel keritakse (umbes 550 pööret). Pole tähtis, kummalt poolt seda kerite. Ka traadi teine ots on fikseeritud, mähis esialgu kõrvale pandud.
- Jootme kõik vastavalt skeemile.
- Halli andur joodetakse juhtmete külge ja asetatakse seejärel mähisele. Peate selle sisestama mähise sisse ja kinnitama improviseeritud vahenditega.
Tähelepanu. Anduri tundlik ala (selle saab määrata saalianduri dokumentatsioonist) peaks välja nägema maapinnaga paralleelselt. Seetõttu on enne anduri mähisesse sisestamist soovitatav seda kohta veidi painutada.
- Mähis on riputatud ja sellele antakse toide läbi eelnevalt joodetud plaadi. Mähis kinnitatakse statiivi abil.
Nüüd saate kontrollida, kuidas Levitron töötab. Altpoolt saab mähisele tuua mistahes elektrifitseeritud materjali. Olenevalt polaarsusest tõmbab see pooli külge või tõrjub seda. Kuid me vajame materjali, mis ripub õhus, hõljub. See kehtib juhul, kui materjali kuju ei ole mähise suhtes liiga väike.
Märge. Kui tahvelarvutikujuline magnet on väike, siis see ei leviteeri eriti tõhusalt. See võib kukkuda. Töövigade kõrvaldamiseks peate nihutama materjali raskuskese põhja - tavaline paberitükk sobib koormaks.
Mis puutub LED-i, siis te ei pea seda installima. Teisest küljest, kui soovite rohkem efekti, võite korraldada taustvalgustusega saate.
Kodune Levitron klassikalises versioonis ilma andurita
Nagu näete, oli tänu saalianduri olemasolule võimalik toota üsna muljetavaldav mänguasi. See aga ei tähenda sugugi, et ilma andurita seda teha ei saaks. Vastupidi, omatehtud Levitron klassikalises versioonis on ainult suur magnet kõlarist (läbimõõt 13-15 cm) ja ülaosale väike rõngasmagnet (läbimõõt 2-3 cm), andurit kasutamata.
Ülaosa telg on tavaliselt valmistatud vana pliiats või pliiats. Peaasi, et varras oleks valitud nii, et see sobiks tihedalt rõngamagneti keskele. Seejärel lõigatakse käepideme liigne osa ära (umbes 10 cm pikkune koos ülaosa külge kinnitatud magnetiga, mida vajate).
Levitroni klassikaline tootmisskeem eeldab ka kümne erineva paksust paberist lõigatud seibi olemasolu. Milleks neid vaja on? Kui ülalkirjeldatud juhul kasutati ka paberit ja nagu mäletame - raskuskeskme alla nihutamiseks või lihtsamalt reguleerimiseks. Siin on sama. Ülaosa ideaalseks reguleerimiseks on vaja seibe (vajadusel asetatakse need varda rõngamagneti järele).
Tähelepanu. Selleks, et omatehtud tops suurepäraselt leviteeriks, tuleb lisaks seibidega reguleerimisele mitte teha viga polaarsusega. Teisisõnu paigaldage rõngasmagnet koaksiaalselt suure magnetiga.
Kuid see pole veel kõik. Nii esimesel juhul (kasutades saaliandurit) kui ka teisel juhul on vaja saavutada tõmbeallika ideaalne ühtlus. Teisisõnu asetage suur magnet täiesti tasasele pinnale. Selle saavutamiseks kasutage puidust rannaalused erineva paksusega. Kui magnet ei asu tasasel kohal, asetatakse alused ühele või mitmele küljele, reguleerides nii tasasust.
Platvorm Levitrons
Levitroni platvormi vooluring erineb reeglina mitte ühe, vaid mitme allikamagneti olemasolust. Sel juhul kipub õhus hõljuv materjal või pealispind kukkuma ühele magnetitest, nihkudes vertikaalteljelt. Selle vältimiseks peate suutma reguleerida keskmist tõmbetsooni ja tegema seda täiesti täpselt.
Ja siin tulevad appi need samad mähised, mille sees on saaliandur. Olgu kaks sellist mähist ja need tuleks asetada täpselt platvormi keskele, magnetite vahele. Diagrammil näeb see välja selline (1 ja 2 on magnetid).
Skeemilt selgub, et poolide juhtimise eesmärk on tekitada horisontaaljõud, raskuskese. Seda jõudu nimetatakse formaalselt Fss ja see on suunatud tasakaalutelje poole, kui toimub nihe, mis on diagrammil tähistatud kui X.
Kui ühendate mähised nii, et impulss loob vastupidise polaarsusega tsooni, saate probleemi lahendada nihkega. Iga füüsik kinnitab seda.
Platvormi Levitroni disaini korpusena saab kasutada mis tahes vana DVD-mängijat. Sellelt eemaldatakse kõik “sisemised”, paigaldatakse magnetid ja mähised ning ilu eesmärgil suletakse ülemine osa praktilise õhukesest, võimalik, et läbipaistvast materjalist (magnetvälja läbilaskvast) kaanega.
Halli andurid peavad ulatuma läbi platvormi aukude ja olema joodetud pistikute sirgendatud jalgadele.
Mis puudutab magneteid, siis need võivad olla ümmargused elemendid paksusega 4 mm. On soovitav, et üks magnetitest oleks teise läbimõõduga suurem. Näiteks 25 ja 30 mm.
Neid on rohkemgi keerulised valikud Levitronid, mis on valmistatud väikese maakera sees asuva ülaosa keerutamise skeemi järgi. Neid Levitroneid saab ehitada ka Halli andurite abil – tõhusad komponendid, mis on teinud autotööstuses ja teistes inimtegevuse valdkondades terve revolutsiooni.
Selle õpetuse idee sai inspireeritud Kickstarteri ühisrahastusplatvormi projektist “Air Bonsai”, mis on tõeliselt ilus ja salapärane jaapanlaste projekt.
Kuid iga müsteeriumi saab selgitada, kui vaatate sisse. See on tegelikult magnetiline levitatsioon, kus on ülevalt leviv objekt ja vooluringiga juhitav elektromagnet. Proovime seda salapärast projekti koos ellu viia.
Saime teada, et Kickstarteri seadme disain oli üsna keeruline, ilma mikrokontrollerita. Selle analoogahelat ei leitud kuidagi. Tegelikult, kui vaadata lähemalt, on levitatsiooni põhimõte üsna lihtne. Peate tegema magnetosa, mis "hõljub" teise magnetosa kohal. Peamine edasine töö seisnes selles, et leviteeriv magnet alla ei kukuks.
Samuti on spekuleeritud, et selle tegemine Arduinoga on tegelikult palju lihtsam kui Jaapani seadme vooluringi mõistmine. Tegelikult osutus kõik palju lihtsamaks.
Magnetlevitatsioon koosneb kahest osast: alusosast ja ujuvast (leviteerivast) osast.
Alus
See osa on allosas, mis koosneb magnetist ümmarguse magnetvälja loomiseks ja elektromagnetitest selle magnetvälja juhtimiseks.
Igal magnetil on kaks poolust: põhja- ja lõunapoolus. Katsed näitavad, et vastandid tõmbavad külge ja nagu poolused tõrjuvad. Neli silindrilist magnetit asetatakse ruudule ja neil on sama polaarsus, moodustades ülespoole ringikujulise magnetvälja, et lükata välja kõik magnetid, mille vahel on sama poolus.
Elektromagneteid on üldiselt neli, need on paigutatud ruutu, kaks sümmeetrilist magnetit on paar ja nende magnetväli on alati vastassuunaline. Halli efekti andur ja vooluahel juhivad elektromagneteid. Loome elektromagnetitele vastandpoolused, juhtides neid läbi voolu.
Ujuv osa
Osa sisaldab aluse kohal hõljuvat magnetit, mis mahutab väikese taimepoti või muid esemeid.
Peal olevat magnetit tõstab alumiste magnetite magnetväli, kuna neil on samad poolused. Kuid reeglina kipub see kukkuma ja üksteist meelitama. Magneti ülaosa ümberpööramise ja kukkumise vältimiseks loovad elektromagnetid tänu Halli efekti andurile magnetvälju, mida lükata või tõmmata, et ujuvat osa tasakaalustada. Elektromagneteid juhivad kaks telge X ja Y, mille tulemusena hoitakse ülemine magnet tasakaalus ja ujub.
Elektromagnetite juhtimine ei ole lihtne ja nõuab PID-regulaatorit, mida arutatakse üksikasjalikult järgmises etapis.
2. samm: PID-kontroller (PID)
Vikipeediast: “Proportsionaalne-integraal-tuletis (PID) kontroller on tagasisidega juhtkontuuris asuv seade, mida kasutatakse automaatjuhtimissüsteemides juhtsignaali genereerimiseks, et saavutada siirdeprotsessi vajalik täpsus ja kvaliteet. PID-kontroller genereerib juhtsignaali, mis on kolme liikme summa, millest esimene on võrdeline sisendsignaali ja signaali erinevusega tagasisidet(mittevastavussignaal), teine on mittevastavussignaali integraal, kolmas on mittevastavussignaali tuletis."
Lihtsamalt öeldes: "PID-regulaator arvutab "vea" väärtuse mõõdetud [sisend] ja soovitud seadistuse erinevusena. Kontroller püüab tõrget [väljundit] reguleerides minimeerida.
Seega ütlete PID-le, mida mõõta (sisend), millist väärtust soovite ja muutujat, mis aitab seda väärtust väljundina saada. Seejärel reguleerib PID-kontroller väljundit nii, et sisend oleks seadistusega võrdne.
Näiteks: Autos on meil kolm väärtust (sisend, seadistus, väljund) on vastavalt kiirus, soovitud kiirus ja gaasipedaali nurk.
Selles projektis:
- Sisendiks on saalianduri jooksev reaalajas väärtus, mida uuendatakse pidevalt, kuna ujuva magneti asukoht reaalajas muutub.
- Seadistatud väärtus on saalianduri väärtus, mida mõõdetakse, kui ujuvmagnet on tasakaaluasendis, magneti aluse keskel. See indeks on fikseeritud ja aja jooksul ei muutu.
- Väljundsignaal on kiirus elektromagnetide juhtimiseks.
Täname Arduino kogukonda PID-teegi kirjutamise eest, mida on väga lihtne kasutada. Lisainformatsioon Arduino PID kohta on Arduino ametlikul veebisaidil. Peame Arduino all kasutama paari PID-kontrollereid, ühte X-telje ja teist Y-telje jaoks.
3. samm: tarvikud
Tunni komponentide nimekiri osutub korralikuks. Allpool on nimekiri komponentidest, mida peaksite selle projekti jaoks ostma. Enne alustamist veenduge, et teil on kõik olemas. Mõned komponendid on väga populaarsed ja tõenäoliselt leiate need oma laost või kodust.
4. samm: tööriistad
Siin on nimekiri kõige sagedamini kasutatavatest tööriistadest:
- Jootekolb
- Käsisaag
- Multimeeter
- Puurida
- Ostsilloskoop (valikuline, saate kasutada multimeetrit)
- Pinkpuur
- Kuum liim
- Tangid
5. samm: LM324 Op-amp, L298N draiver ja SS495a
LM324 Op-amp
Operatsioonivõimendid (operatsioonivõimendid) on tänapäeval kõige olulisemad, laialdasemalt kasutatavad ja mitmekülgsemad vooluahelad.
Halli anduri signaali võimendamiseks kasutame operatiivvõimendit, mille eesmärk on tõsta tundlikkust, et Arduino magnetvälja muutust hõlpsasti tuvastaks. Mõne mV muutus saalianduri väljundis pärast võimendi läbimist võib Arduinos muutuda mitmesaja ühiku võrra. See on vajalik PID-regulaatori sujuva ja stabiilse töö tagamiseks.
Tavaline opvõimendi, mille valisime, on LM324, see on odav ja seda saab osta igast elektroonikapoest. LM324-l on 4 sisemist võimendit, mis võimaldavad seda paindlikult kasutada, kuid selles projektis on vaja ainult kahte võimendit: ühte X-telje ja teist Y-telje jaoks.
L298N moodul
L298N topelt H-silda kasutatakse tavaliselt kahe mootori kiiruse ja suuna juhtimiseks alalisvool või juhib lihtsalt üht bipolaarset samm-mootorit. L298N-i saab kasutada mootoritega vahemikus 5 kuni 35 V alalisvoolu.
Samuti on sisse ehitatud 5V regulaator, seega kui toitepinge on kuni 12V, saab plaadilt ühendada ka 5V toiteallika.
See projekt kasutab L298N kahe elektromagnetmähise paari juhtimiseks ja 5 V väljundit Arduino ja Halli anduri toiteks.
Mooduli pinout:
- 2. välja: elektromagneti paar X
- Out 3: Y solenoidpaar
- Sisendvõimsus: DC 12V sisend
- GND: maapind
- 5v väljund: 5v Arduino ja Halli anduritele
- EnA: lubab väljundi 2 jaoks PWM-signaali
- In1: luba 2. väljundi jaoks
- In2: luba 2. väljas
- In3: luba 3. väljundi jaoks
- In4: luba 3. väljundi jaoks
- EnB: lubab PWM signaali Out3 jaoks
Arduinoga ühendamine: peame eemaldama EnA ja EnB kontaktidest 2 džemprit, seejärel ühendama Arduinoga 6 kontakti In1, In2, In3, In4, EnA, EnB.
SS495a Halli andur
SS495a on analoogväljundiga lineaarne Halli andur. Pange tähele analoog- ja digitaalväljundi erinevust, selles projektis ei saa kasutada digitaalväljundiga andurit, sellel on ainult kaks olekut 1 või 0, seega ei saa te magnetväljade väljundit mõõta.
Analoogsensori tulemuseks on pingevahemik 250 kuni Vcc, mida saate lugeda Arduino analoogsisendi abil. Magnetvälja mõõtmiseks nii X- kui ka Y-teljel on vaja kahte Halli andurit.
6. samm: NdFeB (neodüümraudboor) neodüümmagnetid
Wikipediast: "Neodüüm - keemiline element, haruldane muldmetall, mis on hõbevalge ja kuldse tooniga. Kuulub lantaniidide rühma. Õhu käes oksüdeerub kergesti. Avastas 1885. aastal Austria keemik Karl Auer von Welsbach. Seda kasutatakse alumiiniumi ja magneesiumiga sulamite komponendina lennukite ja rakettide tootmisel.
Neodüüm on metall, mis on ferromagnetiline (täpsemalt avaldab sellel antiferromagnetilisi omadusi), mis tähendab, et nagu raud, saab seda magnetiseerida, et saada magnetiks. Kuid selle Curie temperatuur on 19 K (-254 °C), seega sisse puhtal kujul selle magnetism avaldub ainult äärmiselt madalad temperatuurid. Kuid siirdemetallidega, näiteks rauaga, neodüümiühenditel võib Curie temperatuur olla oluliselt kõrgem toatemperatuuril, ja neid kasutatakse neodüümmagnetite valmistamiseks.
Tugev on sõna, mida kasutatakse neodüümmagneti kirjeldamiseks. Ferriitmagneteid ei saa kasutada, kuna nende magnetism on liiga nõrk. Neodüümmagnetid on palju kallimad kui ferriitmagnetid. Aluseks on kasutatud väikseid magneteid, ujuva/leviteeriva osa jaoks suuri magneteid.
Tähelepanu! Peate neodüümmagnetite kasutamisel olema ettevaatlik, kuna nende tugev magnetism võib teid kahjustada või teie andmeid rikkuda. kõvaketas või teised elektroonilised seadmed, mida mõjutavad magnetväljad.
Nõuanne! Kaks magnetit saab eraldada neid horisontaalselt tõmmates, vastassuunas neid eraldada ei saa, kuna nende magnetväli on liiga tugev. Samuti on need väga haprad ja purunevad kergesti.
7. samm: aluse ettevalmistamine
Kasutasime väikest terrakotapotti, millega tavaliselt kasvatatakse sukulenti või kaktust. Võite ka kasutada keraamiline pott või vajadusel puidust potti. Kasutage 8 mm puuri, et tekitada poti põhja auk, mida kasutatakse alalisvoolu pistikupesa hoidmiseks.
8. samm: ujuva osa 3D-printimine
Kui teil on 3D-printer, on see suurepärane. Sul on võime sellega kõike teha. Kui teil pole printerit, ärge heitke meelt, sest ... saate kasutada odavat 3D-printimise teenust, mis on praegu väga populaarne.
Sest laser lõikamine Failid on ka üleval arhiivis - fail AcrylicLaserCut.dwg (see on autocad). Akrüülist osa kasutatakse magnetite ja elektromagnetite toestamiseks, ülejäänu terrakotapoti pinna katmiseks.
9. samm: valmistage ette saalianduri moodul SS495a
Lõika PCB paigutus kaheks osaks, üks osa saalianduri ja teine LM324 vooluringi kinnitamiseks. Kinnitage kaks magnetandurit risti trükkplaat. Kasuta õhukesed juhtmed Kahe VCC anduri kontakti ühendamiseks tehke sama GND tihvtidega. Väljundkontaktid on eraldi.
Samm 10: Op-amp Circuit
Jootke pesa ja takistid trükkplaadi külge skeemi järgi, pöörates tähelepanu sellele, et kaks potentsiomeetrit asetatakse samasse suunda, et hiljem oleks lihtsam kalibreerida. Ühendage LM324 pistikupessa, seejärel ühendage saalianduri mooduli kaks väljundit op-amp ahelaga.
Ühendage LM324 kaks väljundjuhet Arduinoga. 12V sisend mooduli L298N 12V sisendiga, L298N mooduli 5V väljund 5V potentsiomeetrile.
11. samm: elektromagnetide kokkupanek
Paigaldage elektromagnetid akrüülplaadile, need on kinnitatud nelja avasse keskkoha lähedal. Liikumise vältimiseks keerake kruvid kinni. Kuna elektromagnetid on keskel sümmeetrilised, on nad alati vastaspoolustel, nii et juhtmed on sisse lülitatud sees elektromagnetid on omavahel ühendatud ja juhtmed sisse lülitatud väljaspool elektromagnetid on ühendatud L298N-ga.
L298N-ga ühendamiseks tõmmake akrüüllehe all olevad juhtmed läbi külgnevate aukude. Vasktraat on kaetud isoleeritud kihiga, nii et enne nende kokkujootmist peate selle noaga eemaldama.
12. samm: andurimoodul ja magnetid
Kasuta kuum liim Andurimooduli kinnitamiseks elektromagnetite vahele pidage meeles, et iga andur peab olema ruudukujuline kahe elektromagnetiga, üks esi- ja teine tagaküljel. Proovige kalibreerida kaks andurit võimalikult tsentraalselt, et need ei kattuks, mis muudab anduri kõige tõhusamaks.
Järgmine samm on magnetite kokkupanek akrüülist alus. Kombineerides kaks D15 * 4 mm magnetit ja D15 * 3 mm magnetit, moodustades silindri, muudavad magnetid ja elektromagnetid sama kõrgusega. Monteerige magnetid elektromagnetipaaride vahele, pange tähele, et tõusvate magnetite poolused peavad olema samad.
13. samm: alalisvoolu pistik ja L298N 5 V väljund
Jootke alalisvoolu pistikupesa kahe juhtmega ja kasutage termokahanevat toru. Ühendades alalisvoolu pistikupesa L298N mooduli sisendiga, annab selle 5 V väljund Arduinole toite.
Samm 14: L298N ja Arduino
Ühendage L298N moodul Arduinoga ülaltoodud diagrammi järgi:
L298N → Arduino
5V → VCC
GND → GND
EnA → 7
B1 → 6
B2 → 5
B3 → 4
B4 → 3
EnB → 2
15. samm: Arduino Pro Mini programmeerija
Kuna Arduino pro minil pole USB-jadaporti, peate ühendama välise programmeerija. Pro Mini programmeerimiseks (ja toiteks) kasutatakse FTDI Basicut.
Magnetlevitatsioon näeb alati muljetavaldav ja põnev. Täna saate sellist seadet mitte ainult osta, vaid ka ise valmistada. Ja sellise magnetilise levitatsiooniseadme loomiseks pole vaja kulutada sellele palju raha ja aega.
IN seda materjali Esitatakse skeem ja juhised magnetilise levitaatori kokkupanemiseks odavatest komponentidest. Kokkupanek ise ei kesta rohkem kui kaks tundi.
Selle seadme nimega Levitron idee on väga lihtne. Elektromagnetjõud tõstab tüki magnetmaterjali õhku ning hõljuva efekti tekitamiseks tõuseb ja langeb objekt väga väikeses kõrgusvahemikus, kuid väga suure sagedusega.
Levitroni kokkupanemiseks vajate ainult seitset komponenti, sealhulgas mähist. Allpool on toodud magnetilise levitatsiooniseadme skeem.
Niisiis, nagu diagrammilt näeme, vajame lisaks mähisele väljatransistorit, näiteks IRFZ44N või mõnda muud sarnast MOSFET-i, HER207 dioodi või midagi sellist nagu 1n4007, 1 KOhm ja 330 Ohm takistid, A3144 Halli andur ja valikuline LED-indikaator. Mähise saate ise valmistada, selleks on vaja 20 meetrit traati läbimõõduga 0,3–0,4 mm. Vooluahela toiteks võite võtta Laadija 5 V.
Mähise valmistamiseks peate võtma aluse, mille mõõtmed on näidatud järgmisel joonisel. Meie mähise jaoks piisab 550 pöörde kerimisest. Pärast mähise lõpetamist on soovitav isoleerida mähis mingi elektrilindiga.
Nüüd joota peaaegu kõik komponendid peale Halli anduri ja mähise väikesele tahvlile. Asetage Halli andur mähise avasse.
Kinnitage mähis nii, et see oleks teatud kaugusel pinnast kõrgemal. Pärast seda edasi see seade magnetlevitatsiooni saab toita. Võtke väike tükk neodüümmagnetit ja hoidke seda mähise põhjas. Kui kõik on õigesti tehtud, võtab elektromagnetiline jõud selle üles ja hoiab seda õhus.
Kui see seade teie jaoks korralikult ei tööta, kontrollige andurit. Selle tundlik osa, st pealdistega tasane külg, peaks olema maapinnaga paralleelne. Samuti pole levitatsiooniks kõige edukam tahvelarvuti kuju, mis on omane enamikule müüdavatele neodüümmagnetitele. Et vältida raskuskese "kõndimist", peate selle liigutama magneti põhja, kinnitades selle külge midagi, mis pole liiga raske, kuid mitte liiga kerge. Näiteks võite lisada papitüki või ehituspaberit nagu esimesel pildil.
Mõnes arenenud kaupluses võib näha reklaamstende, mis näitavad huvitavaid efekte, kui midagi aknast või kaubamärgipildiga ese levib. Mõnikord lisatakse rotatsioon. Kuid isegi inimene, kellel pole omatehtud toodetega palju kogemusi, saab sellist paigaldust teha. Selleks on vaja neodüümmagnetit, mida võib leida arvutiosadest.
Magneti omadused on hämmastavad. Ühte sarnaste pooluste tõrjumise omadust kasutatakse objektidel, mida kasutatakse magnetlevitatsioonirongidena, naljakate mänguasjade või suurejooneliste disainiobjektide alusena jne. Kuidas teha magnetitel põhinevat leviteerivat objekti?
Magnetlevitatsioon videol
Üle viie punktiga neodüümmagnetite levitatsioon. Magnetiline levitatsioon, magnétismo, magnetiline eksperiment, truco magnética, moto perpetuo, hämmastav mäng. Meelelahutuslik füüsika.
Arutelu
kull
Kui magnet pöörleb, tekib levitatsioon ja kui magneti kiirus väheneb, kukub see orbiidilt alla... õigustage seda mõju. Magnetväljade vastastikmõju magnetite vahel on selge, kuid milline on pöörlemise roll. Samuti saate magnetit õhus hoida, kasutades mähistelt vahelduvat magnetvälja.
pukla777
Töötage palun teemaga - hooratta generaator. Ma arvan, et sellest on kasu praktilise rakendamise. Lisaks filmisid sa selle juba ammu videosse, aga väga vähe ja ilma infota.
Venemaa president
Mis siis kui:
Käivita see tops mingiks kuubikuks ja tekita sinna Vaakum, idee järgi õhutakistust ei tule ja see pöörleb peaaegu lõputult! Ja kui mitte ka korralikult vaske kerida ja energiat eemaldada?
Jevgeni Petrov
Lugesin kommentaare, olen üllatunud, mis teema!? Seal on kõik nagu magnettops, nad andsid sellele karva. energia on tipu pidev magnetväli, kui ta pöörleb, siis pöörleb ka magnetväli, aga peaasi, kuidas! Magnetites ei ole domeenid ühtlaselt jaotunud, see pole tehniliselt võimalik; seetõttu ei saa passiivmagnet ise magnetpadjal püsida, see võtab kauem aega tugev külg kus erinevus on üldiselt tühine, seega välja pööramine seda teha ei võimalda.
Vjatšeslav Subbotin
Veel üks idee, mis siis, kui laseriga pidevalt ühel küljel särada? Kas ülaosa pöörlemisaeg muutub kerge surve tõttu? Kui kasutate tugevat laserit, võib juhtuda, et ülaosa ei peatu üldse.
Keegi Tundmatu
Vana mänguasi... mäletan seda pealmist ja selle all olevat plaati ferriitmagnetitega, neodüümi peal on see juba igav ja aluse alumine magnet oli üks tahke plaat ja mitte viis eraldi magnetit, ainult et see oli nutikas magnetis. tee...
Aligarh Leopold
Igor Beletsky, võite teha korgi, millele ülaosa maandub, et seda mitte kinni hoida. Kas sellele on võimalik pöörlemise säilitamiseks lisada pöörlevat magnetvälja? Näiteks kui pöörate selle magnetlauda ...
Timur Aminev
Palun öelge meile, kuidas Maa magnetväli aeglustab tippu? Selles mõttes, millised pöörlemise vastu suunatud jõudude momendid tekivad ja miks.
Aleksander Vassiljevitš
Kui kinnitada magneti kohale mähis (või alla see oleks täitsa uhke!) ja ülaosa sellega väänata, saab mingi magnetiliselt riputatud mootori. Asi on täiesti rumal, aga ilus. See pöörleb, kuni toiteallikas eemaldatakse))
Ivan Petrov
Noh, me oleme seda juba näinud. Laske magnetil levida ilma pöörlemata! (ja loomulikult ilma tugede ja vedela lämmastikuta).
Kõrge päkapikk
Vaeste õpilaste pettus, seda võiks nimetada levitatsiooniks, kui magnetit ei oleks vaja lahti keerata. Peal olev magnet ise libiseb, kui seda ei pöörata.
Andrei Solomennikov
Mis siis, kui kinnitate tule platvormile ja propellerid güroskoobi (Yula) külge, nii et see pöörleb, kui tulekahju põleb allpool. Ma ei mäleta mootori nime, kuid selle olemus on rootori kuumuse abil nii-öelda pöörlemine.
Volžanin
Igor, idee on... Sul pole laual ühtlast magnetvälja, aga kui teha mitmest magnetist tops ja laud keerutada... Äkki tipp ei kaota kiirust... Mis Kas sa arvad?..
Anton Simovskih
Igor Beletsky, kas olete protsessi füüsikast aru saanud? Miks on levitatsioon võimalik ainult dünaamikas? Kas selles tekkivad Foucauldi voolud mõjutavad tipu stabiliseerumist?
Lihtsaim paigaldus magnetile leviva objektiga
Selleks vajate: CD-karpi, ühte või kahte ketast, palju rõngamagneteid ja superliimi. Hiina veebipoest saate osta mis tahes magnetit.
Kui teie sõbrad teile külla tulevad, on nad üllatunud teie enda loodud suurejoonelisest disainist.
Kuidas Levitron toimib?
Nüüd, kui olete oma esimest Levitroni luues või ostes levitatsiooni vastu huvi tundnud, pole teil vaja teha muud, kui vallandada vettelaskmise kunst, aitame teid selles, arvestades tööpõhimõtet. Ja me õpetame teile Levitroni käivitamise kunsti, rääkides teile selle tehnoloogia saladustest ja keerukustest.
Õppides topi vettelaskmise kunsti ja asetades selle stabiilsesse levitatsiooniasendisse, kogete kindlasti teie ja teie ümber olevad isikud täielikku hämmastust. Tänapäeval valmistab levitatsioon paljudele inimestele muret. Saame klientidelt arvukalt taotlusi levitatsiooni kohta ja selgitusi Levitroni toimimise kohta.
Paljud on selgesõnaliselt hämmingus, et see üldse töötab, tuues sageli Earnshaw teoreemi (1.2) tõendina, et see ei peaks töötama. Huvi Levitroni vastu on teadlaste seas alati olnud. Hiljuti on mikroskoopiliste osakeste (nt elektronid, neutronid) levitronpüüniste analooge tuvastanud teadlased, kes töötavad põnevas uurimisvaldkonnas, kus ainet manipuleeritakse ja uuritakse, üks selline mikroskoopiline osake korraga. Esimesena tundis analoogia ära dr Michael W. Berry Bristoli ülikoolist. Sellest äratundmisest inspireerituna avaldas dr Berry üksikasjaliku ülevaate Levitroni toimimise füüsikast (lõigus 3). Dr. Berry artikkel on üks parimaid olemasolevaid selgitusi Levitroni toimimise kohta ja ta on meile lahkelt valmistanud lühikokkuvõtte peamistest teemadest, mida me allpool esitame. Need, kes soovivad lugeda kogu ekspositsiooni, peaksid taotlema dr Berrylt paberi koopiat.
Mis teda tagasi hoiab?
"Antigravitatsioon" on jõud, mis lükkab tipud baasmagnetismist eemale. Nii ülemine kui ka raske aluskarbi sees olev plaat on magnetiseeritud, kuid vastupidi. Mõelge põhimagnetile, mille põhjapoolus on suunatud üles, ja tippmagnetile, mille põhjapoolus on suunatud alla (joonis 1). Põhimõte seisneb selles, et kaks identset poolust (nt kaks põhjapoolust) tõrjuvad ja kaks vastandpoolust tõmbavad külge, kusjuures jõud on tugevam, kui poolused on lähemal. Ülaosas on neli magnetjõudu: selle põhjapoolusel tõrjumine põhjast alusele ja külgetõmbejõud lõunast alusele ning lõunapoolusel tõmbejõud põhjast alusele ja tõukejõud lõunast baasi poole. alus. Kuna jõud sõltuvad kaugusest, domineerib põhja-põhja tõrjumine ja ülemine tõuge on magnetiline. See ripub kohas, kus see ülespoole suunatud tõukejõud tasakaalustab allapoole suunatud gravitatsioonijõudu, st tasakaalupunktis, kus netojõud on null.
Miks peab Levitron pöörlema?
Et vältida ülaosa ümberminekut. Lisaks sellele, et aluse magnetväli annab tipus üldise jõu, annab see pöördemomendi, mis kipub pöörama oma pöörlemistelge. Kui ülaosa ei pöörle, pöörab see magnetiline pöördemoment selle ümber. Siis tema lõunapoolus suunatakse allapoole ja aluselt tulev jõud on atraktiivne - see tähendab gravitatsioonijõuga samas suunas - ja tipp langeb. Ülaosa pöörlemisel toimib pöördemoment güroskoopiliselt ja telg ei kaldu ümber, vaid pöörleb ümber magnetvälja (peaaegu vertikaalse) suuna. Seda pöörlemist nimetatakse pretsessiooniks (joonis 2). Levitroni puhul on telg peaaegu vertikaalne ja pretsessioon on nähtav värinana, mis muutub tugevamaks, kui ülaosa aeglustub. Spinni efektiivsuse magnetiliselt toetatud tippude, näiteks Levitroni, stabiliseerimisel avastas Roy M. Harrigan (4).
Miks Levitron külili ei libise?
Ülemise jaoks jääb see rippuma, tasakaalust üksi ei piisa. Tasakaal peab olema ka stabiilne, nii et väike horisontaalne või vertikaalne liikumine tekitaks jõu, mis surub ülespoole tagasi tasakaalupunkti suunas. Levitroni puhul on stabiilsust raske saavutada. See oleneb sellest, et ülaosa külgsuunas liikudes, põhimagneti teljest eemale, kaldub aluse magnetväli, mille ümber tipu telg on pretsesseerunud, vertikaalsest veidi kõrvale (joonis 2). Kui tipp pretseseeriks täpselt vertikaali ümber, muudaks magnetväljade füüsika tasakaalu ebastabiilseks. Kuna väli on vertikaalsele nii lähedal, on tasakaal stabiilne ainult väikeses kõrguse vahemikus - umbes 1,25 tolli kuni 1,75 tolli kõrgusel aluse keskpunktist. (2,5–3,0 tolli "uute Super Levitroni" hobide jaoks). Levitroni käitumine ei riku Earnshaw teoreemi. See teoreem väidab, et ükski magnet- (või elektri-) laengute staatiline paigutus ei saa olla stabiilne, üksi või mõju all. See ei kehti Levitroni kohta, kuna magnet (ülaosas) pöörleb ja reageerib seega dünaamiliselt aluselt väljuvale väljale.
Miks on Levitroni kaal oluline (ja miks peaks seda korrigeerima)?
Tipu kaal ning aluse ja tipu magnetiseerivad jõud määravad tasakaalu kõrguse, kus magnetism tasakaalustab gravitatsiooni. See kõrgus peaks jääma stabiilsesse vahemikku. Väikesed temperatuurimuutused muudavad magnetiseerimist põhjas ja ülaosas. (Temperatuuri tõustes aatomimagnetite suunad randomiseerivad ja väli nõrgeneb). Kui raskust kompenseerimiseks ei reguleerita, langeb tasakaal stabiilsest vahemikust välja ja tipp langeb. Kuna stabiilne vahemik on nii väike, on see reguleerimine õrn – kõige kergem seib moodustab vaid umbes 0,3% pealmise osa massist.
Miks Levitron lõpuks kukub?
Ülemised pöörlemised on stabiilsed vahemikus umbes 20 kuni 35 pööret sekundis (RPS). See on täiesti ebastabiilne üle 35-40 RPS ja alla 18 RPS. Kui ülaosa on kedratud ja leviteeritud, aeglustub see õhutakistuse tõttu. Mõne minuti pärast jõuab see stabiilsuse alumise piirini (18 RPS) ja kukub. Levitroni tsentrifuugimise eluiga saab pikendada, asetades selle vaakumisse. Mitme vaakumkatse käigus kukkus pealmine osa maha umbes 30 minuti pärast. Miks ta seda teeb, pole selge; võib-olla kui temperatuur muutub, tõrjudes tasakaalu stabiilsest vahemikust välja; võib-olla on seal väike pikaajaline ebastabiilsus, kuna ülaosa ei pöörle piisavalt kiiresti; või võib-olla pühib vaakumseadmete vibratsioon läbi välja ja juhib pretsessioonitelje järk-järgult magnetvälja suunast eemale. Levitatsiooni saab oluliselt pikendada, puhudes õhku sobiva õhkhambuga kraega, mis asub ümber ülaosa perifeeria, et hoida pöörlemissagedust stabiilses vahemikus. Hiljuti hoiti Levitroni ülaosa mitu päeva niimoodi pöörlemas. Kuid kõige edukam vahend ülaosa levitatsiooni pikendamiseks on uus elektromagnetiline impulssseade, mis suudab hoida tippu leviteerimas päevi või isegi nädalaid.
Kuidas Levitroni põhimõtet kasutatakse?
Viimastel aastakümnetel on mikroskoopilisi osakesi uuritud magnet- ja/või elektriväljadest kinni püüdes. Lõkse on mitut tüüpi. Näiteks neutroneid saab juhtida magnetväljas, süsteemi poolt loodud rullid Neutronid on pöörlevad magnetosakesed, seega on sellise neutronlõksu analoogia Levitroniga lähedane.
