Левітроном, як відомо, називають дзига, що обертається в повітрі над коробкою, в якій діє джерело магнітного поля. Виготовити левітрон можна із популярного датчика холу.
Що таке левітрон
УВАГА! Знайдено зовсім простий спосіб скоротити витрати пального! Не вірите? Автомеханік із 15-річним стажем теж не вірив, доки не спробував. А тепер він заощаджує на бензині 35 000 рублів на рік!
Левітрон – це іграшка. Її немає жодного сенсу купувати, якщо знати варіанти виготовлення саморобного пристрою. Нічого складного в конструкції такого левітрону не буде, якщо є звичайний датчик холу, наприклад, куплений для автомобільного трамблера, і залишений на користь.
Слід знати, що ефект левітації спостерігається завжди у досить вузькій зоні. Такі реалії дещо обмежують свободу дій умільців, проте при додатку терпіння та часу можна завжди налаштувати левітрон якісно та ефективно. Він практично не падатиме або стрибатиме.
Левітрон із датчика холу
Левітрон на датчик холу та ідея його виготовлення проста, як і все геніальне. Завдяки силі магнітного поля повітря піднімається шматок будь-якого матеріалу з електромагнітними властивостями.
Щоб створився ефект «зависання», ширяння повітря, підключення здійснюється з великою частотою. Іншими словами, магнітне поле, як би, піднімає та кидає матеріал.
Схема пристрою занадто проста, і навіть школяр, який не просидів уроки фізики даремно, зможе все самостійно спорудити.
- Потрібен світлодіод (колір його підбирається залежно від індивідуальних уподобань).
- Транзистори RFZ 44N (хоча підійде будь-який полевик, близький до цих параметрів).
- Діод 1N 4007.
- Резистори на 1 ком та 330 Ом.
- Власне, сам датчик холу (А3144 чи інший).
- Мідний намотувальний дріт розміром 0,3-0,4 мм (близько 20 метрів буде достатньо).
- Неодимовий магнітик у вигляді пігулки 5х1 мм.
- 5-вольтний зарядник, призначений для мобільного телефону.
Тепер детально про те, як проводиться складання:
- Робиться каркас для електромагніту точно з такими ж параметрами, як фото. 6 мм – діаметр, близько 23 мм – довжина намотування, 25 мм – діаметр щічок із запасом. Виготовляється каркас із картонки та звичайного. зошитового листа, з використанням суперклею.
- Кінець мідного дроту фіксується на котушці, а потім проводиться намотування (приблизно 550 витків). Не має значення при цьому в який бік намотувати. Інший кінець дроту теж закріплюється, котушка поки що відкладається убік.
- Паяємо все за схемою.
- Датчик холу припаюється на проводки, а потім ставиться на котушку. Треба надягти його всередину котушки, зафіксувати підручними засобами.
Увага. Чутлива зона датчика (визначити її можна за документацією до датчика холу) повинна дивитися паралельно землі. Тому, перед тим як надягти датчик у котушку, рекомендується трохи зігнути це місце.
- Котушка підвішується, на неї подається харчування через раніше плату. Котушка фіксується за допомогою штативу.
Тепер можна перевірити, як працює Левітрон. Можна підвести до котушки знизу будь-який електризований матеріал. Він або притягуватиметься котушкою, або відштовхуватиметься, залежно від полярності. Але нам потрібно, щоб матеріал зависав у повітрі, ширяв. Так воно і буде, якщо форма матеріалу не надто мала по відношенню до котушки.
Примітка. Якщо магніт у вигляді таблетки маленький, то він левітуватиме не надто ефектно. Може падати. Щоб виключити огріхи в роботі, треба змістити центр тяжіння матеріалу до низу - як вантаж підійде звичайний шматок папірця.
Щодо світлодіода, то його можна і не ставити. З іншого боку, якщо хочеться більшого ефекту, можна організувати шоу з підсвічуванням.
Саморобний левітрон у класичному виконанні без датчика
Як бачимо, завдяки наявності датчика холу вдалося зробити цілком ефектну іграшку. Однак це не означає, що без датчика не обходиться. Навпаки, саморобний левітрон у класичному виконанні, це лише великий магнітвід динаміка (діаметром 13-15 см) та маленький кільцевий магніт для дзиги (2-3 см у діаметрі), без використання датчика.
Ось дзига робиться, як правило, з старої ручкиабо олівець. Головне - стрижень підбирається так, щоб щільно заходив центром кільцевого магніту. Зайва частина ручки після цього зрізається (приблизно 10 см у довжину разом із закріпленим магнітом для дзиги, що треба).
Класична схема виготовлення левітрону має на увазі також наявність десятка різних шайб, вирізаних із цупкого паперу. Навіщо вони знадобляться? Якщо в цьому випадку теж використовувався папір, і як ми пам'ятаємо - для зміщення центру тяжіння вниз або простіше, для налаштування. Те саме і тут. Шайбочки будуть потрібні для ідеального налаштування дзиги (при необхідності садяться після кільцевого магніту на стрижень).
Увага. Щоб саморобний дзига ідеально левітував, крім налаштування шайбами, потрібно не помилитися з полярністю. Іншими словами, встановити кільцевий магніт співвісно великому магніту.
Але це ще не все. Як у першому випадку (з використанням датчика холу), так і в другому, треба досягти ідеальної рівності джерела тяжіння. Інакше кажучи, поставити великий магніт на ідеально рівну поверхню. Щоб досягти цього, застосовуються дерев'яні підставкирізної товщини. Якщо магніт сидить не рівно, підставки ставляться з одного боку або з кількох, таким чином налаштовується рівність.
Платформні левітрони
Відрізняється платформна схема левітрону, як правило, наявністю не одного, а кількох магнітів-джерел. Парний у повітрі матеріал або дзига буде прагнути в цьому випадку впасти на один з магнітів, змістившись з вертикальної осі. Щоб цього уникнути, треба зуміти скоригувати центральну зону тяжіння і зробити це ідеально точно.
І тут на допомогу приходять ті самі котушки, з вдягнутим усередину датчиком холу. Нехай таких котушок буде дві, і розташувати їх слід рівно посередині платформи, між магнітами. На схемі це буде виглядати так (1 і 2 — магніти).
Зі схеми стає зрозуміло, що метою управління котушками є створення горизонтальної сили, центру тяжіння. Сила ця формально названа Fss, і спрямована до осі рівноваги при виникненні зсуву, зазначеного на схемі, як Х.
Якщо підключити котушки так, щоб імпульс створював зону зі зворотною полярністю, можна вирішити питання зі зміщенням. Це підтвердить будь-який фізик.
Як корпус для конструкції платформенного левітрону підбирається будь-який старий програвач ДВД. З нього знімаються всі «начинки», встановлюються магніти і котушки, а з метою краси, верхня частина закривається практичною кришкою з тонкого, можна прозорого матеріалу (що пропускає магнітне поле).
Датчики холу повинні виступати через отвори платформи, розпаяні на розігнутих ніжках роз'ємів.
Що стосується магнітів, то це можуть бути круглі елементи завтовшки 4 мм. Бажано, щоб один з магнітів був більшим за другий по діаметру. Наприклад, 25 та 30 мм.
Існують і більше складні варіантилевітронів, виготовлені за схемою розкручування дзиги, що знаходиться всередині невеликого глобуса. Ці левітрони також можуть будуватися з використанням датчиків холу – ефективних складових, які здійснили цілу революцію в автопромисловості та інших галузях людської діяльності.
На ідею цього уроку наштовхнув проект краудфандингової платформи Kickstarter під назвою Air Bonsai, дійсно красивий і загадковий, який зробили японці.
Але будь-яка загадка може бути пояснена, якщо подивитися усередину. Фактично це магнітна левітація, коли є об'єкт, що левітує зверху, та електромагніт, контрольований схемою. Спробуймо разом реалізувати цей загадковий проект.
Ми з'ясували, що схема пристрою на Кікстартері була досить складною, без мікроконтролера. Не було змоги знайти її аналогову схему. Насправді, якщо подивитися уважніше, принцип левітації досить простий. Потрібно зробити магнітну деталь, що "плаває" над іншою магнітною деталлю. Основна подальша робота полягала в тому, щоб левіруючий магніт не падав.
Було також припущення, що це зробити з Arduino насправді набагато простіше, ніж намагатися зрозуміти схему японського пристрою. Насправді, все виявилося набагато простіше.
Магнітна левітація складається з двох частин: базової частини та плаваючої (левітуючої) частини.
підстава
Ця частина знаходиться внизу, яка складається з магніту для створення круглого магнітного поля та електромагнітів для керування цим магнітним полем.
Кожен магніт має два полюси: північ та південь. Експерименти показують, що протилежності притягуються та однакові полюси відштовхуються. Чотири циліндричні магніти поміщаються в квадрат і мають однакову полярність, утворюючи кругле магнітне поле вгору, щоб виштовхнути будь-який магніт, який має той самий полюс між ними.
Є чотири електромагніти взагалі, вони поміщені в квадрат, два симетричні магніти - пара, і їх магнітне поле завжди протилежне. Датчик Холла та ланцюг керують електромагнітами. Створюємо протилежні полюси на електромагнітах струмом через них.
Плаваюча деталь
Деталь включає магніт, що плаває над основою, який може нести невеликий горщик з рослиною або інші предмети.
Магніт зверху піднімається магнітним полем нижніх магнітів, оскільки вони з однаковими полюсами. Однак, як правило, він схиляється до падіння та притягання один до одного. Щоб запобігти перевороту і падінню верхньої частини магніту, електромагніти створять магнітні поля, щоб штовхати або тягнути, щоб збалансувати плаваючу частину завдяки датчику Холла. Електромагніти управляються двома осями X і Y, у результаті верхній магніт підтримується збалансованим і плаваючим.
Контролювати електромагніти нелегко, потрібний ПІД-регулятор, який докладно обговорюється на наступному кроці.
Крок 2: ПІД-регулятор (PID)
З Вікіпедії: "Пропорційно-інтегрально-диференціювальний (ПІД) регулятор - пристрій у керуючому контурі зі зворотним зв'язком. Використовується в системах автоматичного управління для формування керуючого сигналу з метою отримання необхідних точності та якості перехідного процесу. ПІД-регулятор формує керуючий сигнал, що є сумою трьох доданків, перше з яких пропорційно різниці вхідного сигналу та сигналу зворотнього зв'язку(сигнал неузгодженості), друге - інтеграл сигналу неузгодженості, третє - похідна сигналу неузгодженості."
У простому розумінні: «ПІД-регулятор обчислює значення «помилки» як різницю між виміряним [Входом] та бажаною установкою. Контролер намагається звести до мінімуму помилку, відрегулювавши [вихід]».
Отже, ви вказуєте PID, що виміряти (Вхід), яке значення ви хочете та змінну, яка допоможе мати це значення на виході. Далі ПІД-регулятор налаштовує вихідний сигнал, щоб зробити вхід рівним установці.
Для прикладу: в автомобілі у нас три значення (Вхід, Установка, вихід) будуть - швидкість, бажана швидкість та кут педалі газу відповідно.
У цьому проекті:
- Вхід є поточним значенням в реальному часі від датчика холу, яке оновлюється безперервно, оскільки положення плаваючого магніту буде змінюватися в реальному часі.
- Задане значення - це від датчика холу, яке вимірюється, коли плаваючий магніт перебуває у положенні балансу, у центрі підстави магнітів. Цей індекс фіксовано і з часом не змінюється.
- Вихідний сигнал - швидкість управління електромагнітами.
Варто подякувати спільноті любителів Arduino, яка написала PID-бібліотеку і яка дуже проста у використанні. Додаткова інформація про Arduino PID є на офіційному сайті Arduino. Нам потрібно використовувати пару ПІД-регуляторів під Arduino, один для осі X та інший для осі Y.
Крок 3: Комплектуючі
Список комплектуючих для уроку виходить пристойним. Нижче наведено список компонентів, які ви маєте купити для цього проекту, переконайтеся, що у вас є все перед запуском. Деякі компоненти дуже популярні, і, ймовірно, ви знайдете їх на своєму власному складі або вдома.
Крок 4: Інструменти
Ось список інструментів, що найчастіше використовуються:
- Паяльник
- Ручна пилка
- Мультиметр
- Дриль
- Осцилограф (за бажанням, можете використовувати мультиметр)
- Настільний свердло
- Гарячий клей
- Плоскогубці
Крок 5: LM324 Op-amp, L298N драйвер та SS495a
LM324 Op-amp
Операційні підсилювачі (op-amp) є одними з найважливіших, широко використовуваних та універсальних схем, що використовуються сьогодні.
Ми використовуємо операційний підсилювач для посилення сигналу від датчика Холла, метою якого є збільшення чутливості, щоб ардуїно легко розпізнало зміну магнітного поля. Зміна декількох мВ на виході датчика холу, після проходження підсилювача може змінитися на кілька сотень одиниць Arduino. Це необхідно для забезпечення плавного та стабільного функціонування ПІД-регулятора.
Звичайним операційним підсилювачем, який ми вибрали є LM324, це дешево, і ви можете купити його в будь-якому магазині електроніки. LM324 має 4 внутрішні підсилювачі, які дозволяють гнучко його використовувати, проте в цьому проекті потрібні тільки два підсилювачі: один для осі X, а інший для осі Y.
Модуль L298N
Подвійний H-міст L298N зазвичай використовується для управління швидкістю та напрямком двох двигунів постійного струмуабо легко керує одним біполярним кроковим двигуном. L298N може використовуватися з двигунами з напругою від 5 до 35 В постійного струму.
Існує також вбудований регулятор 5V, тому якщо напруга живлення до 12 В, ви також можете підключити джерело живлення 5 В від плати.
У цьому проекті використаний L298N для управління двома парами котушок електромагніту та використаний вихід 5 для живлення Arduino і датчика холу.
Розпинування модулів:
- Out 2: пара електромагнітів X
- Out 3: пара електромагнітів Y
- Вхідне живлення: вхід постійного струму 12 В
- GND: Земля
- Вихід 5v: 5v для датчиків Arduino та холу
- EnA: Вмикає сигнал PWM для виходу 2
- In1: Увімкнути для виходу 2
- In2: Enable for Out 2
- In3: Увімкнути для виходу 3
- In4: Увімкнути для виходу 3
- EnB: Включає PWM-сигнал для Out3
Підключення до Arduino: нам потрібно видалити 2 перемички в контактах EnA та EnB, потім підключити 6 контактів In1, In2, In3, In4, EnA, EnB до Arduino.
SS495a Датчик Холла
SS495a – це лінійний датчик Холла з аналоговим виходом. Зверніть увагу на різницю між аналоговим виходом та цифровим виходом, ви не можете використовувати датчик з цифровим виходом у цьому проекті, він має лише два стани 1 або 0, тому ви не можете виміряти вихід магнітних полів.
Аналоговий датчик призведе до діапазону напруги від 250 до Vcc, який ви можете прочитати за допомогою аналогового входу Arduino. Для вимірювання магнітного поля в обох осях X та Y потрібні два датчики холу.
Крок 6: Неодимові магніти NdFeB (неодим-залізо-бор)
З Вікіпедії: "Неодим - хімічний елемент, рідкоземельний метал сріблясто-білого кольору із золотистим відтінком. Належить до групи лантаноїдів. Легко окислюється повітря. Відкритий 1885 року австрійським хіміком Карлом Ауером фон Вельсбахом. Використовується як компонент сплавів з алюмінієм та магнієм для літако- та ракетобудування."
Неодим - це метал, який є феромагнітним (зокрема, він показує антиферомагнітні властивості), що означає, що подібно до залози його можна намагнітити, щоб він став магнітом. Але його температура Кюрі становить 19К (-254°С), тому в чистому виглядійого магнетизм проявляється лише за надзвичайно низьких температурах. Однак з'єднання неодиму з перехідними металами, такими як залізо, можуть мати температури Кюрі значно вищі кімнатної температуриі вони використовуються для виготовлення неодимових магнітів.
Сильний – це слово, яке використовують для опису неодимового магніту. Ви не можете використовувати феритові магніти, тому що їхній магнетизм занадто слабкий. Неодимові магніти набагато дорожчі за феритові магніти. Маленькі магніти використовуються для основи, великі магніти для плаваючої/левітуючої частини.
Увага! Вам потрібно бути обережним при використанні неодимових магнітів, тому що їхній сильний магнетизм може нашкодити вам, або вони можуть зламати дані вашого жорсткого дискаабо інших електронних пристроївна які впливають магнітні поля.
Порада! Ви можете відокремити два магніти, потягнувши їх у горизонтальне положення, ви не зможете відокремити їх у протилежному напрямку, тому що їхнє магнітне поле занадто сильне. Вони також дуже тендітні і легко ламаються.
Крок 7: Готуємо основу
Використовували невеликий теракотовий горщик, який зазвичай використовується для вирощування суккулента або кактусу. Ви також можете використати керамічний горщикабо дерев'яний горщик, якщо вони підходять. Використовуйте свердло діаметром 8 мм, щоб створити отвір у нижній частині горщика, який використовується для утримання гнізда постійного струму.
Крок 8: 3D-друк плаваючої частини
Якщо у вас є 3D-принтер – чудово. Ви можете зробити все за допомогою нього. Якщо принтера немає - не засмучуйтесь, т.к. Ви можете використовувати дешеву послугу 3D-друку, яка зараз дуже популярна.
Для лазерного різанняфайли також в архіві вище – файл AcrylicLaserCut.dwg (це autocad). Акрилова деталь використовується для підтримки магнітів та електромагнітів, решта - для покриття поверхні теракотового горщика.
Крок 9: Підготовка модуля SS495a датчика Холла
Виріжте макет PCB на дві частини, одну частину, щоб прикріпити датчик холу, а інший до ланцюга LM324. Прикріпіть два магнітні датчики перпендикулярно друкованій платі. Використовуйте тонкі дротидля з'єднання двох штирів датчиків VCC разом, зробіть те саме з контактами GND. Вихідні контакти окремо.
Крок 10: Ланцюг Op-amp
Припаяйте гніздо та резистори до друкованої плати, слідуючи схемі, звернувши увагу на те, щоб помістити два потенціометри в одному напрямку для більш легкого калібрування пізніше. Приєднайте LM324 до гнізда, а потім підключіть два виходи модуля датчиків холу до ланцюга op-amp.
Два вихідні дроти LM324 підключіть до Arduino. Вхід 12 В з входом 12 В модуля L298N, вихід 5 В модуля L298N до 5V потенціометра.
Крок 11: Складання електромагнітів
Зберіть електромагніти на акриловий лист, вони закріплені у чотирьох отворах поблизу центру. Затягніть гвинти, щоб уникнути руху. Оскільки електромагніти симетричні по центру, вони завжди знаходяться на полюсах навпаки, так що дроти на внутрішній стороніелектромагнітів з'єднані разом, а дроти на зовнішній стороніелектромагніти підключені до L298N.
Протягніть дроти під акриловим листом через сусідні отвори, щоб підключитись до L298N. Мідний дріт покритий ізольованим шаром, тому ви повинні видалити його ножем, перш ніж ви зможете припаяти їх разом.
Крок 12: Сенсорний модуль та магніти
Використовуйте гарячий клейДля фіксації модуля датчика між електромагнітами, зверніть увагу, що кожен датчик має бути квадратним із двома електромагнітами, один на передній та інший на задній панелі. Спробуйте виконати калібрування двох датчиків якомога централізованіше, щоб вони не перекривалися, що зробить датчик найбільш ефективним.
Наступний крок – зібрати магніти на акрилової основі. Об'єднуючи два магніти D15*4 мм та магніт D15*3 мм разом, щоб сформувати циліндр, це призведе до того, що магніти та електромагніти матимуть однакову висоту. Зберіть магніти між парами електромагнітів, зверніть увагу, що полюси висхідних магнітів мають бути однаковими.
Крок 13: Роз'єм живлення постійного струму та вихід L298N 5V
Припаяйте гніздо постійного струму двома проводами і використовуйте термозбіжну трубку. Під'єднаний роз'єм живлення постійного струму до входу модуля L298N, його вихід 5 буде подавати живлення на Arduino.
Крок 14: L298N та Arduino
Підключіть модуль L298N до Arduino, виходячи з наведеної вище схеми:
L298N → Ардуїно
5V → VCC
GND → GND
EnA → 7
В1 → 6
В2 → 5
В3 → 4
В4 → 3
EnB → 2
Крок 15: Arduino Pro Mini програміст
Оскільки Arduino pro mini не має USB-порту для послідовного порту, вам необхідно підключити зовнішній програматор. FTDI Basic використовуватиметься для програмування (і живлення) Pro Mini.
Магнітна левітація завжди виглядає вражаюче та заворожливо. Такий пристрій сьогодні можна не лише купити, а й зробити самому. І для того, щоб створити такий пристрій магнітної левітації, не обов'язково витрачати на це багато грошей і часу.
В даному матеріалібуде представлена схема та інструкція зі збирання магнітного левітатора з недорогих компонентів. На саму збірку піде трохи більше двох годин.
Ідея цього пристрою під назвою Левітрон дуже проста. Електромагнітна сила піднімає у повітря шматок магнітного матеріалу, а для того, щоб створити ширяючий ефект, відбувається підняття та опускання об'єкта в дуже малому діапазоні висот, але з дуже великою частотою.
Щоб зібрати левітрон знадобиться лише сім компонентів, включаючи котушку. Схема устрою магнітної левітації представлена нижче.
Отже, як ми бачимо за схемою, крім котушки нам знадобляться польовий транзистор, наприклад, IRFZ44N або інший подібний MOSFET, діод HER207 або щось на зразок 1n4007, резистори 1 КОМ і 330 Ом, датчик Холла A3144, а також. Котушку можна зробити самостійно, для цього потрібно 20 метрів дроту діаметром 0.3-0.4 мм. Для живлення схеми можна взяти зарядний пристрій 5В.
Щоб зробити котушку, потрібно взяти основу з розмірами, показаними на малюнку. Для нашої котушки достатньо намотати 550 витків. Закінчивши намотування, котушку бажано заізолювати якоюсь ізолентою.
Тепер запаяйте майже всі компоненти крім датчика Холла та котушки на невеликій платі. Датчик Холла помістіть в отвір котушки.
Зафіксуйте котушку так, щоб вона була над поверхнею на певній відстані. Після цього на цей пристріймагнітної левітації можна подати харчування. Візьміть невеликий шматочок неодимового магніту та піднесіть його до низу котушки. Якщо все зроблено правильно, то електромагнітна сила підхопить його і утримуватиме в повітрі.
Якщо у вас цей пристрій не працює належним чином, перевірте датчик. Його чутлива частина, тобто плоска сторона з написами, повинна бути паралельно землі. Також для левітації форма таблетки, яка притаманна більшості неодимових магнітів, що продаються, не є найуспішнішою. Щоб центр ваги не «гуляв», потрібно перенести його на дно магніту, прикріпивши до нього щось не надто важке, але й не надто легке. Наприклад, можна додати шматок картону або щільного паперу, як на першому зображенні.
У деяких просунутих магазинах можна побачити стенди з рекламою, на яких з'являються найцікавіші ефекти, коли якась річ із вітрини або предмет із зображенням бренду левітує. Іноді додається обертання. Але таку установку цілком під силу зробити навіть людині без особливого досвіду в саморобках. Для цього потрібний неодимовий магніт, який можна знайти в запчастинах комп'ютерної техніки.
Властивості магніту дивовижні. Одна з таких властивостей відштовхуватися однаковими полюсами використовується в предметах, які використовуються як поїзди на магнітній подушці, забавні іграшки або основа для ефектних дизайн-об'єктів та ін. Як зробити об'єкт, що левітує, на основі магнітів?
Магнітна левітація на відео
Левітація дзиги над п'ятьма точковими неодимовими магнітами. Magnetic Levitation, magnetismo, magnetic experiment, truco magnética, moto perpetuo, amazing game. Цікава фізика.
Обговорення
hawk
При обертанні магніту присутня левітація, а якщо оберти магніту зменшуються, падає з орбіти… обґрунтуй цей ефект. Взаємодія магнітних полів між магнітами це ясно, але яка роль обертання. Можна змінним магнітним полем від котушок утримувати магніт у повітрі також.
pukla777
Прохання опрацювати тему - генератор маховика. Думаю вона матиме корисне практичне застосування. До того ж воно у вас було дуже давно зняте в ролику, але дуже мало і без інформації.
RussiaPrezident
А що якщо:
Запустити цей дзига і якомусь кубі і створити там Вакуум, за ідеєю не буде опору повітря і він буде крутитися практично нескінченно! А якщо не ще й мідь правильно накрутити і знімати енергію?
Євген Петров
Читаю коментарі, здивований, яка нитка! Там все як є магнітний дзига, йому задали хутро. енергію і є постійне магнітне поле дзиги при обертанні якого обертається і магнітне поле, але головне як! У магнітах домени упаковані не одно розподілено це технічно неможливо тому сам магніт пасивний не може втриматися на магнітній подушці він піде на більш сильний бікде різниця взагалі мізерна, тому обертання поля це не дає зробити.
В'ячеслав Суботін
Ще ідея, а якщо світити лазером постійно з одного боку? Чи зміниться час обертання дзиги через тиск світла? Якщо взяти сильний лазер, то можливо вийде зробити, щоб дзига взагалі не зупинявся.
Ніхто Невідомий
Стара іграшка… я пам'ятаю цей дзига і пластину під ним на феритових магнітах, на неодімі це вже нудно, причому нижній магніт основи був однією суцільною плитою, а не п'ятьма окремими магнітами, тільки він був намагнічений хитрим чином…
Алігарх Леопольд
Ігор Білецький, можна зробити ковпак, на який буде приземлятися вовчок, щоб його не ловити. Чи можна до нього додати магнітне поле, що обертається, щоб підтримувати обертання? наприклад, якщо його магнітний стіл обертати.
Тимур Амінєв
А розкажіть, будь ласка, як магнітне поле Землі гальмує дзига? У сенсі, які моменти сил спрямовані проти обертання виникають і чому.
Олександр Васильович
Якщо зверху над магнітом (або знизу було б взагалі шикарно!) приробити котушку і підкручувати нею дзига, то вийде така собі подібність двигуна на магнітному підвісі. Річ абсолютно безглузда, але красива. Крутитися буде поки що джерело живлення не прибрати))
Іван Петров
Ну, це ми вже бачили. Зроби так, щоб магніт левітував без обертання! (і без опор та рідкого азоту звичайно).
Високий ельф
Розлучення для двоєчників, це можна було б назвати левітацією, якщо магніт не треба було розкручувати. Сам магніт, що зверху, зісковзуватиме якщо йому не надати обертання.
Андрій Соломенніков
А якщо приробити на платформу вогонь, а до гіроскопа (Юлі) пропелери, що оберталася поки горить вогонь внизу. Не пам'ятаю, як називається двигун, але суть його – обертання, так би мовити, ротора за допомогою тепла.
волжанин
Ігор, є така ідея ... У тебе на столі не рівномірне магнітне поле, а якщо і дзига зробити з декількох магнітиків, а стіл розкрутити ... Може і дзига не буде оберти втрачати ... Як думаєш?
Антон Симівських
Ігоре Білецький, розібралися у фізиці процесу? Чому левітація можлива лише у динаміці? Чи впливають на стабілізацію дзиги струми фуко, що в ньому виникають?
Найпростіша установка з левітуючим об'єктом на магніті
Для цього знадобляться: бокс від СД-дисків, один або два диски, багато кільцевих магнітів та супер-клей. Придбати будь-який магніт можна у китайському інтернет-магазині.
Коли прийдуть ваші друзі в гості, вони здивуються ефектної конструкції, яку ви створили самі.
Як працює Левітрон?
Тепер, коли ви зацікавилися левітацією, створивши або купивши свій перший Левітрон, вам залишилося лише освоїти мистецтво запуску, ми допоможемо вам у цьому, розглянувши принцип дії. І навчимо вас мистецтву запуску Левітрона, розкавши про секрети та тонкощі цієї технології.
Опанувати мистецтво запуску дзиги і поміщення його в позицію стабільної левітації, ви і оточуючі, гарантовано відчуєте повне подив. Сьогодні левітація хвилює багатьох людей. Ми отримуємо численні запити від клієнтів, з питаннями щодо левітації та пояснення того, як працює левітрон.
Багато експрес спантеличеність, що він працює на всіх, часто посилаючись на теорему, що належить Ерншоу (1,2), як доказ того, що він не повинен працювати. Інтерес до левітрон завжди кипить серед учених. Останнім часом аналогій левітрон пасткам для мікроскопічних частинок (наприклад, електронів, нейтронів) були визнані вченими, які працюють у захоплюючій області досліджень, де матерія маніпулюють і досліджують одну таку мікроскопічну частинку в той час. Першим визнати аналогію був доктор Майкл В. Беррі з університету Брістоля. Д-р Беррі, натхненний цим зізнанням, опублікував докладний виклад фізики функціонування левітрон (3). Папір доктора Беррі є одним з кращих існуючих пояснення того, як працює Левітрон і він люб'язно приготував для нас коротку інкапсуляцію основних тем, які ми представляємо нижче. Ті, хто бажає, щоб прочитати повну експозицію, слід запросити копію паперу від доктора Беррі.
Що його тримає?
"Антигравітація", - це сила, яка відштовхує вершини від основи магнетизму. І верх і важка горбиль усередині базової коробки намагнічуються, але протилежно. Подумайте основний магніт з його північним полюсом спрямований вгору, а зверху, як магніт з його північний полюс спрямований вниз (рис.1). Принцип полягає в тому, що два однакові полюси (наприклад, два Norths) відштовхуються і що два протилежні полюси притягуються, з силами, які сильніші, коли полюси ближче. Є чотири магнітних сил на вершині: на її північному полюсі, відштовхування з півночі в базу і тяжіння з півдня базу, а також на його південному полюсі, тяжіння з півночі для бази та відштовхування з півдня бази. З-за способу сили залежать від відстані, до північно-північного відштовхування домінує, а верхня магнітно відштовхуються. Він висить, де це вгору відштовхування врівноважує вниз сила тяжіння, тобто в точці рівноваги, де сумарна сила дорівнює нулю.
Чому Левітрон треба обертатися?
Щоб запобігти перекиданню вершини. Крім забезпечення сили на вершині в цілому, магнітне поле бази дає момент, що крутить, прагне повернути його вісь обертання. Якщо верхня не спінінг, цей магнітний момент, що крутить, буде перевернути його. Потім її Південний полюсбуде спрямована вниз, і сила від основи буде привабливою, - тобто, в тому ж напрямку, що і сили тяжіння - і вершина падатиме. Коли верхній обертається, момент, що крутить, діє гіроскопічно і вісь не перекинути, але обертається навколо (майже вертикально) напрямок магнітного поля. Це обертання називається прецесією (рис.2). З Левітроном, вісь майже вертикально і прецесії видно, як тремтіння, яке отримує більше вимовляє як топ уповільнюється. Ефективність спину в стабілізації магнітно підтримується вершинами, такими як Левітрон був виявлений Рой М. Harrigan (4).
Чому Левітрон не ковзає боком?
Для верхньої вона залишається підвішеною, поодинці рівноваги недостатньо. Рівнавага також має бути стабільною, так що невелике горизонтальне або вертикальне переміщення робить силою, що штовхає вгору назад до точки рівноваги. Для Левітрона стабільності важко досягти. Це залежить від того факту, що, як вершина переміщується убік, убік від осі основного магніту, магнітне поле бази, про яку вісь дзиґа прецесувала, злегка відхиляється від вертикалі (рис. 2). Якщо верхній прецесувала про точну вертикаль, фізика магнітних полів зробила б рівновагу нестійкою. Оскільки поле настільки близьке до вертикалі, рівновага стійка тільки в невеликому діапазоні висот - приблизно від 1,25 дюйма до 1,75 дюйма вище центру основи. (від 2,5 до 3,0 дюйма для захоплення "нового Супер Левітрон"). Це не відноситься до Левітрона, тому що магніт (у верхній частині) крутиться і так динамічно реагує на поле від основи.
Чому вага Левітрона важлива (і чому вона має бути відрегульована)?
Вага верхньої та сили намагнічування основи та верхній визначають висоту рівноваги, де магнетизм врівноважує силу тяжіння. Ця висота має бути у стабільному діапазоні. Невеликі зміни температури змінює намагніченість бази та зверху. (При підвищенні температури, напрямки атомних магнітів рандомізації та полі слабшає). Якщо вага не коригується, щоб компенсувати, рівновага виходитиме за межі діапазону стабільної і вершина падатиме. Так як стабільний діапазон настільки малий, це регулювання делікатне - найлегша шайба становить лише близько 0,3% від ваги верхньої частини.
Чому зрештою Левітрон падає?
Верхній розкручує стабільний в діапазоні приблизно від 20 до 35 обертів на секунду (RPS). Це абсолютно нестійкий вище 35-40 RPS і нижче 18 обертів за секунду. Після того, як вершина прядуть і левітувати, це уповільнює через опір повітря. Через кілька хвилин вона досягне нижньої межі стійкості (18 RPS) та падає. Спин життя Левітрон може бути розширений шляхом розміщення його у вакуумі. Протягом кількох вакуумних експериментів, які були зроблені верхньої впала приблизно через 30 хвилин. Чому він робить це не зрозуміло; можливо, при зміні температури, штовхаючи рівноваги зі стабільного діапазону; можливо, є деякі крихітні залишкові довгострокової нестабільності, тому що вершина не обертається досить швидко; або, можливо, вібрації вакуумного обладнання пробіжку полі та поступово привід осі прецесії від напрямку магнітного поля. Левітація може бути значно продовжена шляхом продування повітря з відповідним повітряним зубчастий комір, розташованих навколо периферії дзиги, з тим, щоб підтримувати частоту спинів у стабільному діапазоні. Останнім часом топ Левітрон зберігалася таким чином, що обертається протягом декількох днів. Але найбільш успішним засобом для продовження левітації дзиги є новим, електромагнітний імпульсний прилад, який може тримати верхню левітацію протягом багатьох днів або навіть тижнів.
Як використовується принцип Левітрона?
В останні десятиліття мікроскопічні частинки вивчалися захоплення їх з магнітних та / або електричних полів. Є кілька видів пасток. Наприклад, нейтрони можуть бути проведені в магнітному полі, створюваному системоюкотушок. Нейтрони магнітних частинок, що обертаються, тому аналогія такої нейтронної пастки з Левітрон близько.
