Levitacioni magnetik: përshkrim, veçori dhe shembuj

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-02-12 12:42

Siç e dini, Toka, për shkak të rendit botëror mbizotërues, ka një fushë të caktuar gravitacionale dhe ëndrra e njeriut ka qenë gjithmonë ta kapërcejë atë me çdo mjet. Levitacioni magnetik është një term më fantastik sesa i referohet realitetit të përditshëm.

Fillimisht, nënkuptonte aftësinë hipotetike për të kapërcyer gravitetin në një mënyrë të panjohur dhe për të lëvizur njerëz ose objekte nëpër ajër pa pajisje ndihmëse. Megjithatë, tani koncepti i "levitimit magnetik" është tashmë mjaft shkencor.

Po zhvillohen njëherësh disa ide novatore, të cilat bazohen në këtë fenomen. Dhe të gjithë ata në të ardhmen premtojnë mundësi të mëdha për aplikime të gjithanshme. Vërtetë, levitimi magnetik nuk do të kryhet me metoda magjike, por duke përdorur arritje shumë specifike të fizikës, përkatësisht seksionin që studion fushat magnetike dhe gjithçka që lidhet me to.

Vetëm pak teori

Midis njerëzve larg shkencës, ekziston një mendim se levitacioni magnetik është një fluturim i drejtuar i një magneti. Në fakt, nën këtëtermi nënkupton kapërcimin e objektit të gravitetit me ndihmën e një fushe magnetike. Një nga karakteristikat e tij është presioni magnetik, që është ajo që përdoret për të "luftuar" gravitetin e tokës.

Për ta thënë thjesht, kur graviteti tërheq një objekt poshtë, presioni magnetik drejtohet në atë mënyrë që e shtyn atë përsëri lart. Kështu fluturon magneti. Vështirësia në zbatimin e teorisë është se fusha statike është e paqëndrueshme dhe nuk fokusohet në një pikë të caktuar, kështu që mund të mos jetë në gjendje t'i rezistojë efektivisht tërheqjes. Prandaj, kërkohen elementë ndihmës që do t'i japin fushës magnetike stabilitet dinamik, në mënyrë që levitimi i magnetit të jetë një fenomen i rregullt. Si stabilizues për të përdoren metoda të ndryshme. Më shpesh - rryma elektrike përmes superpërçuesve, por ka zhvillime të tjera në këtë fushë.

Levitacion teknik

Në fakt, varieteti magnetik i referohet termit më të gjerë për tejkalimin e tërheqjes gravitacionale. Pra, levitimi teknik: një rishikim i metodave (shumë i shkurtër).

Duket se kemi kuptuar pak me teknologjinë magnetike, por ka edhe një metodë elektrike. Ndryshe nga i pari, i dyti mund të përdoret për manipulime me produkte të prodhuara nga materiale të ndryshme (në rastin e parë vetëm të magnetizuar), madje edhe me dielektrikë. Veçoni gjithashtu levitacionin elektrostatik dhe elektrodinamik.

Aftësia e grimcave për të lëvizur nën ndikimin e dritës u parashikua nga Kepleri. PORekzistenca e presionit të lehtë u vërtetua nga Lebedev. Lëvizja e një grimce në drejtim të burimit të dritës (levitimi optik) quhet fotoforezë pozitive, dhe në drejtim të kundërt - negative.

Levitacioni aerodinamik, i ndryshëm nga ai optik, është mjaft i zbatueshëm në teknologjitë e sotme. Nga rruga, "jastëku" është një nga varietetet e tij. Jastëku më i thjeshtë i ajrit merret shumë lehtë - shumë vrima janë shpuar në nënshtresën mbajtëse dhe ajri i kompresuar fryhet përmes tyre. Në këtë rast, ngritësi i ajrit balancon masën e objektit dhe ai noton në ajër.

Metoda e fundit e njohur për shkencën për momentin është levitimi duke përdorur valë akustike.

Cilat janë shembujt e levitacionit magnetik?

Fastiko-shkencore ëndërronte pajisje portative me madhësinë e një çantë shpine, të cilat mund të "levitonin" një person në drejtimin e nevojshëm me shpejtësi të konsiderueshme. Shkenca deri më tani ka marrë një rrugë tjetër, më praktike dhe të realizueshme - u krijua një tren që lëviz duke përdorur levitacion magnetik.

Historia e super trenave

Për herë të parë, ideja e një kompozimi duke përdorur një motor linear u paraqit (dhe madje u patentua) nga inxhinieri-shpikës gjerman Alfred Zane. Dhe kjo ishte në vitin 1902. Pas kësaj, zhvillimi i një pezullimi elektromagnetik dhe një treni i pajisur me të u shfaq me rregullsi të lakmueshme: në 1906, Franklin Scott Smith propozoi një prototip tjetër, midis 1937 dhe 1941. një numër patentash për të njëjtën temë u morën nga Hermann Kemper, dhepak më vonë, britaniku Eric Lazethwaite krijoi një prototip pune në madhësi reale të motorit. Në vitet '60, ai gjithashtu mori pjesë në zhvillimin e Tracked Hovercraft, i cili supozohej të bëhej treni më i shpejtë, por nuk e bëri, sepse projekti u mbyll për shkak të financimit të pamjaftueshëm në 1973.

Vetëm gjashtë vjet më vonë, përsëri në Gjermani, një tren maglev u ndërtua dhe u licencua për transportin e pasagjerëve. Pista e provës e vendosur në Hamburg ishte më pak se një kilometër e gjatë, por vetë ideja frymëzoi shoqërinë aq shumë, saqë treni funksionoi edhe pas mbylljes së ekspozitës, pasi kishte arritur të transportonte 50,000 njerëz në tre muaj. Shpejtësia e tij, sipas standardeve moderne, nuk ishte aq e madhe - vetëm 75 km / orë.

Jo një ekspozitë, por një maglev komercial (kështu e quanin trenin duke përdorur një magnet), që udhëtonte midis aeroportit të Birminghamit dhe stacionit hekurudhor që nga viti 1984 dhe zgjati 11 vjet në postin e tij. Gjatësia e trasesë ishte edhe më e shkurtër, vetëm 600 m, dhe treni u ngrit 1,5 cm mbi shina.

Japonez

Në të ardhmen, emocionet për trenat maglev në Evropë u qetësuan. Por nga fundi i viteve '90, një vend i tillë i teknologjisë së lartë si Japonia u interesua në mënyrë aktive për ta. Tashmë në territorin e saj janë vendosur disa rrugë mjaft të gjata, përgjatë të cilave fluturojnë maglev, duke përdorur një fenomen të tillë si levitacioni magnetik. I njëjti vend zotëron edhe rekordet e shpejtësisë të vendosura nga këta trena. I fundit tregoi një kufi shpejtësie prej më shumë se 550 km/h.

Më tejperspektivat për përdorim

Nga njëra anë, maglevët janë tërheqës për shkak të aftësisë së tyre për të lëvizur shpejt: sipas teoricienëve, ato mund të përshpejtohen deri në 1000 kilometra në orë në të ardhmen e afërt. Në fund të fundit, ato mundësohen nga levitacioni magnetik dhe vetëm rezistenca e ajrit i ngadalëson ato. Prandaj, dhënia e skicave maksimale aerodinamike për përbërjen redukton shumë ndikimin e saj. Përveç kësaj, për shkak të faktit se ata nuk prekin shinat, konsumimi i trenave të tillë është jashtëzakonisht i ngadalshëm, gjë që është shumë me kosto efektive.

Një tjetër plus është efekti i zhurmës së reduktuar: trenat maglev lëvizin pothuajse në heshtje në krahasim me trenat konvencionalë. Bonus është edhe përdorimi i energjisë elektrike në to, i cili redukton efektet e dëmshme në natyrë dhe atmosferë. Përveç kësaj, treni maglev është i aftë të ngjitet në shpate më të pjerrëta, duke eliminuar nevojën për të shtrirë binarët rreth kodrave dhe shpateve.

Aplikacione energjetike

Jo më pak drejtim praktik interesant mund të konsiderohet përdorimi i gjerë i kushinetave magnetike në komponentët kryesorë të mekanizmave. Instalimi i tyre zgjidh një problem serioz të konsumimit të materialit burimor.

Siç e dini, kushinetat klasike konsumohen mjaft shpejt - ata vazhdimisht përjetojnë ngarkesa të larta mekanike. Në disa zona, nevoja për të zëvendësuar këto pjesë nënkupton jo vetëm kosto shtesë, por edhe një rrezik të lartë për njerëzit që kryejnë shërbimin e mekanizmit. Kushinetat magnetike mbeten funksionale shumë herë më gjatë, kështu që përdorimi i tyre është shumë i këshillueshëmçdo kusht ekstrem. Veçanërisht në energjinë bërthamore, teknologjinë e erës ose industritë me temperatura jashtëzakonisht të ulëta/të larta.

Aeroplan

Në problemin se si të zbatohet levitacioni magnetik, lind një pyetje e arsyeshme: kur, më në fund, do të prodhohet dhe do t'i paraqitet njerëzimit progresiv një avion i plotë, në të cilin do të përdoret levitacioni magnetik? Në fund të fundit, ka prova indirekte se "UFO" të tilla ekzistonin. Merrni, për shembull, "vimanas" indiane të epokës më të lashtë ose "discoplanes" hitleriane që janë tashmë më afër nesh për sa i përket kohës, duke përdorur, ndër të tjera, metoda elektromagnetike të organizimit të ashensorit. Janë ruajtur vizatime të përafërta dhe madje edhe foto të modeleve të punës. Pyetja mbetet e hapur: si të realizohen të gjitha këto ide? Por gjërat nuk po shkojnë më tej sesa prototipe jo shumë të zbatueshme për shpikësit modernë. Apo ndoshta ky është ende informacion shumë sekret?