الجاذبية الكهربائية بسيطة. الفيزياء المسلية: المجال المغناطيسي الدوار في الدرس

لقد تبين أن محاولته لإنشاء "آلة ذات حركة أبدية" كانت ناجحة لأن المؤلف فهم بشكل حدسي، أو ربما كان يعرف جيدًا، لكنه أخفى بعناية الحقيقة، كيفية إنشاء مغناطيس بشكل صحيح الشكل المطلوبوكيفية مقارنة المجالات المغناطيسية للدوار ومغناطيس الجزء الثابت بشكل صحيح بحيث يؤدي التفاعل بينهما إلى دوران أبدي تقريبًا للدوار. للقيام بذلك، كان عليه أن ينحني مغناطيس الدوار بحيث يصبح هذا المغناطيس في المقطع العرضي مثل يرتد، أو حدوة حصان منحني ضعيف أو موزة.

وبفضل هذا الشكل المغناطيسي خطوط الكهرباءتبين أن المغناطيس الدوار لم يكن مغلقًا على شكل طارة، بل على شكل "دونات"، وإن كان مفلطحًا. ووضع مثل هذه "الدائرة" المغناطيسية بحيث يكون مستواها، عندما يقترب مغناطيس الجزء المتحرك من مغناطيس الجزء الثابت في أقرب وقت ممكن، موازيًا تقريبًا أو في الغالب لخطوط القوة المنبعثة من مغناطيس الجزء الثابت، جعل من الممكن الحصول عليه، بسبب تأثير ماجنوس لتدفقات الأثير، وهي القوة التي تضمن دورانًا بدون توقف لعضو الإنتاج حول الجزء الثابت...

بالطبع، سيكون من الأفضل لو كانت "الدونات" المغناطيسية للمغناطيس الدوار موازية تمامًا لخطوط القوة المنبعثة من أقطاب مغناطيس الجزء الثابت، ومن ثم تأثير موبيوس للتدفقات المغناطيسية، وهي تدفقات الأثير، سوف يعبر عن نفسه بتأثير أكبر. لكن في ذلك الوقت (منذ أكثر من 30 عاما)، حتى مثل هذا الحل الهندسي كان إنجازا كبيرا، فرغم حظر إصدار براءات اختراع لـ “آلات الحركة الدائمة”، تمكن هوارد جونسون، بعد عدة سنوات من الانتظار، من الحصول على براءة اختراع ، لأنه تمكن على ما يبدو من إقناع خبراء براءات الاختراع بمثال عملي حقيقي لمحركهم المغناطيسي ومسارهم المغناطيسي. ولكن حتى بعد مرور 30 ​​عامًا، يرفض بعض من هم في السلطة بعناد اتخاذ قرار بشأن الاستخدام المكثف لهذه المحركات في الصناعة، وفي الحياة اليومية، وفي المنشآت العسكرية، وما إلى ذلك.

بعد أن تأكدت من أن محرك هوارد جونسون يستخدم المبدأ الذي فهمته بناءً على نظريتهم عن الأثير، حاولت أن أحلل من نفس المواقف براءة اختراع أخرى تعود للمخترع الروسي فاسيلي إيفيموفيتش ألكسينكو. تم إصدار براءة الاختراع في عام 1997، لكن البحث على الإنترنت أظهر أن حكومتنا ورجال الصناعة يتجاهلون الاختراع بالفعل. ويبدو أنه لا يزال هناك الكثير من النفط والمال في روسيا، لذلك يفضل المسؤولون النوم بهدوء وتناول الطعام الحلو، لأن رواتبهم تسمح بذلك. وفي هذا الوقت تقترب من بلادنا أزمة اقتصادية وسياسية وبيئية وأيديولوجية يمكن أن تتطور إلى أزمتي الغذاء والطاقة، وإذا كان التطور غير مرغوب فيه بالنسبة لنا، فإنه يؤدي إلى كارثة ديمغرافية. ولكن، كما أحب بعض القادة العسكريين القيصريين أن يقولوا، لا يهم، تلد النساء أطفالاً جددًا...

أعطي القراء الفرصة للتعرف على براءة اختراع V. E. Alekseenko. اقترح تصميمين للمحركات المغناطيسية. عيبهم هو أن مغناطيسهم الدوار له شكل معقد إلى حد ما. لكن خبراء براءات الاختراع، بدلاً من مساعدة مؤلف براءة الاختراع على تبسيط التصميم، اقتصروا على إصدار براءة اختراع رسميًا. لا أعرف كيف ألكسينكو ف. تحايلت على الحظر المفروض على "آلات الحركة الدائمة"، ولكن شكرا على ذلك. لكن حقيقة أن هذا الاختراع لم يكن مفيدًا لأي شخص هو بالفعل أمر سيء للغاية. ولكن هذه، لسوء الحظ، هي الحقيقة القاسية لوجود شعبنا، الذي تحكمه مخلوقات غير مؤهلة بما فيه الكفاية أو أنانية للغاية. حتى ينقر الديك المشوي...

اختراع

براءة اختراع الاتحاد الروسي RU2131636

محرك مغناطيسي خالي من الوقود

بدأت مشكلة اختراع آلة الحركة الدائمة تقلق المصممين والميكانيكيين لبعض الوقت. إن وجود مثل هذا الجهاز على نطاق واسع يمكن أن يغير الحياة بشكل كبير بكل مظاهرها ويسرع تطور معظم مجالات العلوم والصناعة.

من تاريخ اختراع المحرك المغناطيسي

يبدأ تاريخ أول ظهور للمحرك المغناطيسي في عام 1969. وفي هذا العام تم اختراع وبناء النموذج الأولي لهذه الآلية، والذي يتكون من علبة خشبية وعدة مغناطيسات.

وكانت قوة هذه المغناطيسات ضعيفة للغاية لدرجة أن طاقتها كانت كافية فقط لتدوير الدوار. تم إنشاء هذا المحرك المغناطيسي بيديه بواسطة المصمم مايكل برادي. كرس المخترع معظم حياته لتصميم المحركات. وفي التسعينيات من القرن الماضي خلق على الاطلاق نموذج جديد، والذي حصل على براءة اختراع.

الخطوات الأولى

وباستخدام محرك مغناطيسي كأساس، قام بيديه وبمشاركة مساعد برادي بتصميم مولد كهربائي بقدرة صغيرة تبلغ 6 كيلوواط. كان مصدر الطاقة عبارة عن محرك كهربائي يعمل حصريًا على المغناطيس الدائم.

لكن هذا النموذج كان له عيبه - فقد ظلت سرعة المحرك وقوته دون تغيير.

دفعت هذه الصعوبة العلماء إلى إنشاء نموذج لجهاز يمكن من خلاله تغيير قوة عزم الدوران وسرعة دوران الدوار. للقيام بذلك، كان من الضروري، إلى جانب المغناطيس الدائم، إضافة ملفات مغناطيسية إلى التصميم للتضخيم حقل مغناطيسي.

فهل من الممكن الآن، وقد قطع العلم خطوات كبيرة إلى الأمام، ونحن محاطون بعدد كبير من الأشياء الفريدة في الطبيعة، أن نبني محركًا مغناطيسيًا دائمًا بأيدينا؟ يمكن بناء مثل هذا المحرك، لكن كفاءته ستكون منخفضة للغاية، وسيبدو الاختراع نفسه أشبه بنموذج توضيحي أكثر من كونه وحدة جادة.

ماذا سوف تحتاج؟

لإنشاء نموذج أولي مبسط لمحرك مغناطيسي، ستحتاج إلى مغناطيس نيوديميوم، أو حافة بلاستيكية أو عازلة أخرى، وعمود ذو مقاومة دورانية أقل، وبعض الأدوات والأشياء الصغيرة الأخرى التي يمكن أن تكون دائمًا في متناول اليد.

عملية البناء

يجب أن تبدأ في تجميع محرك مغناطيسي بيديك عن طريق تثبيت مغناطيس النيوديميوم بإحكام حول محيط الحافة الموجودة بالكامل. يجب أن تكون المغناطيسات مسطحة ولها أقصى مساحة. يمكن تثبيت المغناطيسات بالغراء، ويجب وضعها في أقرب مكان ممكن من بعضها البعض من أجل إنشاء مجال مغناطيسي واحد مستمر. علاوة على ذلك، يجب أن تواجه جميع المغناطيسات الخارج بنفس القطب.

يجب تثبيت الحافة ذات المغناطيسات المثبتة بقوة على مستوى أفقي، على سبيل المثال، على لوح من الخشب الرقائقي أو لوح. في وسط هذا الهيكل، تحتاج إلى وضع عمود دوار أعلى قليلاً من ارتفاع الحافة.

يجب أن يمتد شريط أو أنبوب من مادة غير موصلة من أعلى العمود، أطول قليلاً من نصف قطر الحافة، حيث سيتم أيضًا تثبيت المغناطيس بالتوازي مع الحلقة المغناطيسية. علاوة على ذلك، يجب أن يكون هذا المغناطيس موجودًا بنفس القطب بالنسبة للمغناطيسات الأخرى مثل تلك المرتبطة بالحافة.

وبالتالي، من خلال إعطاء تسارع طفيف للمغناطيس الموجود على العمود، يمكنك ملاحظة دورانه حول المحور. في هذه الحالة، سيكون الدوران ثابتًا إذا تم تشكيل مجال مغناطيسي مستمر حول الحافة. يتم تحقيق هذا الدوران من خلال تفاعل المجالات المغناطيسية ذات الإشارة المتساوية، أي تنافرها. يكون المجال المغناطيسي الناتج حول الحافة أقوى ويحاول دفع مغناطيس واحد إلى ما هو أبعد من حدوده، مما يؤدي إلى دورانه.

حتى لو تم استخدام مغناطيس أقوى، فإن الإمكانات من هذا الجهازستكون صغيرة جدًا ولا يمكنها أن تخدم أي وظيفة عملية. إذا حاولت إعادة إنشائه على نطاق واسع، فسيكون المجال المغناطيسي الذي تم إنشاؤه قويا للغاية بحيث يكون الشخص في منطقة عمله خطيرا للغاية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تكون قوة المغناطيسات الضخمة كافية لإحداث مشاكل غير قابلة للحل أثناء نقلها مرتبطة بجذب المعدات والقضبان والأشياء المعدنية الأخرى.

إلى المستقبل مع آلة الحركة الدائمة

لقد تم دحض إمكانية اختراع آلة الحركة الدائمة مرارًا وتكرارًا على مدى عقود عديدة من قبل العديد من الفيزيائيين والمصممين وغيرهم من العلماء. تم إثبات استحالة إنشائها من الناحية النظرية وحفز ظهور قوانين ومسلمات مختلفة.

الأمل يبقى دائما، لأنه في العالم هناك كمية هائلة ظواهر غير مفسرةوالتي يمكن أن يكون سرها بمثابة قوة دافعة جديدة في تطور العلوم. بعد كل شيء، لديك الفرصة لبناء آلة الحركة الدائمة واستخدامها بعقلانية، يمكنك أن تنسى مرة واحدة وإلى الأبد كميات كبيرةالمشاكل التي تستهلك الحضارات على نطاق عالمي.

يمكنك أن تنسى مرة واحدة وإلى الأبد مشكلة استخراج موارد الوقود، ونتيجة لذلك، عنها مشكلة بيئيةالناتجة عن استخدامها. إن إنشاء محرك مغناطيسي دائم سيسمح لنا بالحفاظ على الغابات والموارد المائية وعدم العودة أبدًا إلى القضايا المتعلقة بعدم استقرار الطاقة. يمكن لأسماء مخترعي هذه التحفة الفنية أن ترتقي إلى قمة الشهرة والتبجيل وتسجل في التاريخ لقرون عديدة. بعد كل شيء، سيكون هؤلاء الأشخاص يستحقون أعلى الثروة والجوائز والأوسمة لإنجازاتهم.

خورخي جوالا فالفيردي، بيدرو مازوني

مولد محرك أحادي القطب

مقدمة

مواصلة بحثنا في المحرك الحث الكهرومغناطيسيالذي بدأناه سابقًا، قررنا التعرف على وجود عزم الدوران فيه "المجال المغناطيسي المغلق"في المولدات الحركية أحادية القطب. إن الحفاظ على الزخم الزاوي يلغي التفاعل الجزئي بين المغناطيس المنتج للمجال والسلك الذي يحمل الجهد، كما لوحظ في التكوينات المدروسة سابقًا "المجال المغناطيسي المفتوح".يتم الآن ملاحظة توازن الزخم الزاوي بين التيار النشط والمغناطيس، بالإضافة إلى نيره بالكامل.

القوة الدافعة الكهربائية الناتجة عن دوران المغناطيس

يوضح الشكل الدوران الحر في اتجاه عقارب الساعة لمغناطيس يمر قطبه الشمالي تحت سلكين: أخذ العيناتو سلك الاتصال,في حالة راحة في ظروف المختبر. في كلا السلكين المذكورين أعلاه، تتحرك الإلكترونات بشكل مركزي. يصبح كل سلك مصدرًا للقوة الدافعة الكهربائية (EMF). إذا كانت نهايات الأسلاك متصلة، تتكون الدائرة من مصدرين متطابقين للقوة الدافعة الكهربائية متصلين في الطور المضاد، مما يمنع حركة التيار. إذا قمت بتوصيل المسبار بالمغناطيس، وبالتالي ضمان استمرارية تدفق التيار عبر الأسلاك، فسوف يتدفق التيار المباشر في جميع أنحاء الدائرة بأكملها. إذا كان المسبار في حالة سكون بالنسبة إلى المغناطيس، فسيتم ملاحظة الحث فقط في سلك التلامس، الذي يكون في حالة حركة بالنسبة إلى المغناطيس. يلعب المسبار دورًا سلبيًا، كونه موصلًا للتيار.

الاكتشاف التجريبي المذكور أعلاه، والذي يتوافق تمامًا مع الديناميكا الكهربائية لـ Weber، يضع حدًا لمسألة سوء فهم مبادئ الحث الكهرومغناطيسي الحركي، ويعزز أيضًا موقف مؤيدي نظرية "خطوط المجال الدوارة".

أرز. 1. مغناطيس تحديد المواقع أحادي القطب، المسبار وسلك الاتصال

لوحظ عزم الدوران في المغناطيس الذي يدور بحرية

المحرك الموضح على أرز. 1,له تأثير عكسي: بالتمرير التيار المباشرومن خلال أسلاك متصلة كهربائيًا ولكن معزولة ميكانيكيًا، نحصل على تكوين المحرك.

من الواضح أنه إذا تم لحام المسبار بسلك التلامس، وبالتالي تشكيل حلقة مغلقة، فإن تعويض عزم الدوران يمنع المغناطيس والحلقة من الدوران.

محرك مجال مغناطيسي مغلق أحادي القطب

من أجل دراسة خصائص المحركات أحادية القطب التي تعمل بمجال مغناطيسي مغلق في قلب حديدي، قمنا بإجراء تغييرات طفيفة على التجارب السابقة.

يتقاطع النير بشكل عرضي مع الجزء الأيسر من الدائرة السلكية، الموجودة على خط واحد مع محور المغناطيس، والذي يتدفق من خلاله التيار المباشر. على الرغم من أن قوة لابلاس تؤثر على هذا الجزء من السلك، إلا أنها ليست كافية لإنتاج عزم الدوران. يقع كل من الجزء العلوي الأفقي والرأسي الأيمن من السلك في منطقة لا تتأثر مجال مغناطيسي(تجاهل التشتت المغناطيسي). الجزء الأفقي السفلي من السلك، المشار إليه فيما يلي باسم أخذ العينات,تقع في المنطقة ذات الكثافة الأكبر حقل مغناطيسي(فجوة الهواء). لا يمكن اعتبار الدائرة نفسها مكونة من مسبار متصل بسلك اتصال.

وفقا لافتراضات الديناميكا الكهربائية، سيكون المسبار المنطقة النشطةخلق زخم زاوي في الملف، وسيحدث الدوران نفسه إذا كانت قوة التيار كافية للتغلب على لحظة الاحتكاك.

ما تم وصفه أعلاه قادنا إلى فكرة أنه من أجل تعزيز هذا التأثير، من الضروري استبدال الدائرة المفردة بملف يتكون من صملامح. في التكوين الموصوف حاليًا، يصل "الطول النشط" للمسبار إلى حوالي 4 سم، ن = 20،أ مجال مغناطيسيعلى المسبار تصل إلى قيمة 0.1 تسلا.

على الرغم من أنه من السهل التنبؤ بالسلوك الديناميكي للملف، إلا أنه لا يمكن قول الشيء نفسه بالنسبة للمغناطيس. من وجهة نظر نظرية، لا يمكننا أن نتوقع أن يدور المغناطيس بشكل مستمر، لأن هذا يعني خلق زخم زاوي. نظرًا للقيود المكانية التي يفرضها تصميم المقرن، فإن الملف غير قادر على إكمال دورة كاملة، وبعد حركة زاوية طفيفة، يجب أن يصطدم بالنير أثناء الراحة. إن الدوران المستمر للمغناطيس يعني خلق زخم زاوي غير متوازن، يصعب تحديد مصدره. علاوة على ذلك، إذا افترضنا تزامن الدوران الحركي والديناميكي، فمن الواضح أننا نتوقع تفاعل القوة بين الملف والمغناطيس والنواة كصفيف ممغنط بالكامل. ومن أجل تأكيد هذه الاستنتاجات المنطقية عمليا، أجرينا التجارب التالية.

التجربة رقم 1

1-أ. الدوران الحر للمغناطيس والملف في ظروف المختبر

يتم توفير تيار طرد مركزي مباشر في الجزء السفلي من الدائرة، تتراوح قوته من 1 إلى 20 أمبير، إلى ملف يقع في القطب الشمالي للمغناطيس. يتم ملاحظة الزخم الزاوي المتوقع عندما يصل التيار المستمر إلى 2 A تقريبًا، وهو ما يكفي للتغلب على احتكاك دعامات الملف. كما هو متوقع، ينعكس الدوران عند تطبيق تيار مباشر جاذب مركزي على الدائرة.

ولم يتم ملاحظة دوران المغناطيس بأي حال من الأحوال، على الرغم من أن قيمة عزم الاحتكاك للمغناطيس لم تتجاوز 3-10 ~ 3 ن/مΘ

1-ب. مغناطيس مع ملف متصل به

إذا تم توصيل الملف بمغناطيس، فإن كل من الملف والمغناطيس سوف يدوران معًا في اتجاه عقارب الساعة عندما يصل التيار المباشر الطارد المركزي (في الجزء النشط من الدائرة) إلى قوة أكبر من 4 أ. ويتم عكس اتجاه الحركة عندما يتم تطبيق التيار المباشر الجاذب المركزي على الدائرة. وبسبب تعويض الفعل ورد الفعل، فإن هذه التجربة تلغي التفاعل الجزئي بين المغناطيس والملف. تختلف الخصائص الملحوظة للمحرك الموصوفة أعلاه كثيرًا عن التكوين المكافئ "حقل مفتوح".تخبرنا التجربة أن التفاعل سيحدث بين نظام المغناطيس + المقرن ككل والجزء النشط من الملف. ومن أجل تسليط الضوء على هذه المسألة، أجرينا تجربتين مستقلتين.

أرز. 3. مستعملة
في التجربة رقم 2 التكوين
الصورة 1. يتوافق مع الشكل. 3

يدور المسبار بحرية فجوة الهواء، بينما يظل سلك الاتصال متصلاً بالدعم. إذا كان هناك تيار مباشر طارد مركزي يبلغ حوالي 4 أمبير يتدفق داخل المسبار، فسيتم تسجيل دوران المسبار في اتجاه عقارب الساعة. يحدث الدوران عكس اتجاه عقارب الساعة إذا تم تطبيق تيار مباشر جاذب مركزي على المسبار. عندما يزيد التيار المباشر إلى مستوى 50 أمبير، لا يتم ملاحظة دوران المغناطيس أيضًا.

التجربة رقم 2

2-أ. مسبار منفصل ميكانيكيًا وسلك اتصال

استخدمنا سلكًا على شكل حرف L كمسبار. يتم توصيل المسبار وسلك التلامس كهربائيًا من خلال أكواب مملوءة بالزئبق، لكن يتم فصلهما ميكانيكيًا (الشكل 3 + الصورة 1).

2-ب. المسبار متصل بالمغناطيس

في هذه الحالة، يتم توصيل المسبار بمغناطيس، ويدور كلاهما بحرية في فجوة الهواء. يتم ملاحظة الدوران في اتجاه عقارب الساعة عندما يصل التيار المباشر للطرد المركزي إلى قيمة 10 A. وينعكس الدوران عند تطبيق تيار مباشر جاذب مركزي.

سلك الاتصال الذي يتسبب في تدوير المغناطيس بتكوين مكافئ "حقل مفتوح"يقع الآن في منطقة ذات تأثير أقل للمجال، كونه عنصرًا سلبيًا في خلق الزخم الزاوي.

من ناحية أخرى، فإن الجسم الممغنط (في هذه الحالة، النير) غير قادر على التسبب في دوران جسم ممغنط آخر (في هذه الحالة، المغناطيس نفسه). يبدو أن "احتجاز" المغناطيس بواسطة المسبار هو التفسير الأكثر قبولًا للظاهرة المرصودة. ومن أجل دعم الفرضية الأخيرة بحقائق تجريبية إضافية، قمنا باستبدال المغناطيس الأسطواني المنتظم بمغناطيس آخر لا يحتوي على قطاع دائري قدره 15 درجة (الصورة 2). في هذا التعديل يظهر تفرد التأثير الوثيق ،وهو محدود مجال مغناطيسي .

2-ج. مسبار يدور بحرية في منطقة تفرد المغناطيس.

كما هو متوقع، بسبب التغير في قطبية المجال، عندما يتم تمرير تيار طرد مركزي يبلغ حوالي 4A عبر المسبار، يدور المسبار في اتجاه عكس اتجاه عقارب الساعة بينما يدور المغناطيس في الاتجاه المعاكس. ومن الواضح أنه في هذه الحالة يوجد تفاعل محلي يتوافق تمامًا مع قانون نيوتن الثالث.

2-د. مسبار متصل بمغناطيس في منطقة تفرد المجال المغناطيسي.

إذا تم توصيل مسبار بالمغناطيس وتم توجيه تيار مباشر عبر الدائرة بقوة تصل إلى 100A، فلا يتم ملاحظة أي دوران، على الرغم من أن عزم الاحتكاك يساوي تلك المحددة في الفقرة 2-ب.إن تعويض الفعل ورد الفعل للتفرد يلغي التفاعل الدوراني المتبادل بين المسبار والمغناطيس. ولذلك فإن هذه التجربة تدحض فرضية وجود قوة دفع زاويّة مخفية تؤثر على المغناطيس.

هكذا، الجزء النشط من الدائرة الذي يتدفق من خلاله التيار هو السبب الوحيد لحركة المغناطيس.تظهر النتائج التجريبية التي حققناها أن المغناطيس لم يعد من الممكن أن يكون مصدرًا لعزم الدوران التفاعلي، كما هو ملاحظ في التكوين "حقل مفتوح".في التكوين مع "حقل مغلق"يلعب المغناطيس دورًا كهروميكانيكيًا سلبيًا فقط: فهو مصدر للمجال المغناطيسي. يتم الآن ملاحظة تفاعل القوى بين التيار والمصفوفة الممغنطة بأكملها.

الصورة 2.التجارب 2-د و 2-د

التجربة رقم 3

3-أ. نسخة متناظرة من التجربة 1-أ

تم تعليق النير الذي يبلغ وزنه 80 كجم باستخدام سلكين فولاذيين بطول 4 أمتار متصلين بالسقف. عند تركيب ملف بـ 20 دورة، يدور النير بزاوية قدرها 1 درجة عندما يصل التيار المباشر (في الجزء النشط من النير) إلى قيمة 50 أمبير. لوحظ دوران محدود فوق الخط الذي يتزامن معه محور دوران المغناطيس. يمكن ملاحظة مظهر بسيط لهذا التأثير بسهولة عند استخدام الوسائل البصرية. يعكس الدوران اتجاهه عندما يتغير اتجاه التيار المباشر.

عندما يتم توصيل الملف بالمقرن، لا يتم ملاحظة أي انحراف زاوي حتى عندما يصل التيار إلى قيمة 100 أمبير.

مولد "المجال المغلق" أحادي القطب

إذا كان مولد المحرك أحادي القطب هو محرك عكسي، فيمكن تطبيق النتائج المتعلقة بتكوين المحرك، مع التغييرات المناسبة،لتكوين المولد:

1. لفائف تتأرجح

يؤدي الدوران المحدود مكانيًا للملف إلى توليد قوة دافعة تساوي نوبر 2/2،علامة التغيير عند عكس اتجاه الدوران. لا تتغير معلمات التيار المقاسة عند الخرج عند توصيل الملف بالمغناطيس. تم إجراء هذه القياسات النوعية باستخدام ملف مع 1000 دورة،والتي انتقلت يدويا. تم تضخيم إشارة الخرج باستخدام مضخم خطي. وفي حالة بقاء الملف في حالة سكون في المختبر، تصل سرعة دوران المغناطيس إلى 5 دورات في الثانية؛ إلا أن الملف لم يسجل وجود إشارة كهربائية.

2. تقسيم الدائرة

تجارب الإنتاج طاقة كهربائيةلم نقم بإجراء اختبارات باستخدام مسبار منفصل ميكانيكيًا عن سلك التلامس. وعلى الرغم من ذلك، وبفضل إمكانية الرجوع الكاملة التي أظهرها التحويل الكهروميكانيكي، فمن السهل استنتاج سلوك كل مكون في المحرك الواقعي. دعونا نطبق، خطوة بخطوة، جميع الاستنتاجات المستخلصة من تشغيل المحرك على المولد:

التجربة 2-أ"

عندما يدور المسبار، يتم إنشاء EMF، والذي يتغير عندما يتم عكس اتجاه الدوران. لا يمكن لدوران المغناطيس أن يسبب قوة دافعة كهربية.

التجربة 2-ب"

إذا تم توصيل المسبار بمغناطيس وتم تدويره، فسيتم الحصول على نتيجة معادلة لتلك الموصوفة في التجربة رقم 2أ. في حالة أي تكوينات تستخدم "المجال المغلق"، فإن دوران المغناطيس لا يلعب أي دور مهم في توليد المجالات الكهرومغناطيسية. تؤكد الاستنتاجات المذكورة أعلاه جزئيًا بعض التصريحات التي تم الإدلاء بها مسبقًا، على الرغم من أنها خاطئة، فيما يتعلق بتكوين "المجال المفتوح"، ولا سيما تلك التي ترجع إلى بانوفسكي وفاينمان.

التجارب 2-ج" و2-د"

سوف يتسبب المسبار المتحرك بالنسبة للمغناطيس في توليد المجالات الكهرومغناطيسية. لا يتم ملاحظة ظهور المجالات الكهرومغناطيسية عند تدوير المغناطيس، حيث يتم توصيل مسبار عند تفرد مجاله.

خاتمة

لقد كانت ظاهرة أحادية القطبية فرعا من فروع نظرية الديناميكا الكهربائية منذ ما يقرب من قرنين من الزمان، مما شكل مصدرا للعديد من الصعوبات في دراستها. تم إجراء عدد من التجارب، بما في ذلك دراسة التكوينات كما "مغلق"هكذا و "يفتح"الحقول، سمحت لنا بالتعرف عليها الخصائص المشتركة: الحفاظ على الزخم الزاوي.

القوى التفاعلية التي مصدرها المغناطيس "يفتح"التكوينات، في "مغلق"التكوينات لها مصدرها المصفوفة الممغنطة بأكملها. تتوافق الاستنتاجات المذكورة أعلاه تمامًا مع نظرية التيارات السطحية الأمبيرية، والتي هي سبب التأثيرات المغناطيسية. مصدر المجال المغناطيسي (المغناطيس نفسه) يدفعالتيارات السطحية أمبير عند نير كامل.يتفاعل كل من المغناطيس والنير مع التيار الأومي الذي يعبر الدائرة.

في ضوء التجارب التي تم إجراؤها، يبدو من الممكن تقديم بعض الملاحظات حول التناقض بين مفهومي خطوط المجال المغناطيسي "الدائرة" و"الثابتة":

عند المراقبة "يفتح"تكوينات تشير إلى افتراض أن خطوط الكهرباء حقل مغناطيسيتدور أثناء "تعلقها" بالمغناطيس، بينما عند ملاحظتها "مغلق"التكوينات، من المفترض أن تكون خطوط القوة المذكورة أعلاه موجهة نحو المصفوفة الممغنطة بأكملها.

على عكس "يفتح"التكوينات، في "مغلق"بفضل نظام "المغناطيس + النير"، لا يوجد سوى عزم الدوران النشط κ (M+Y)، C، مما يؤثر على التيار النشط (الأومي) مع. يتم التعبير عن تفاعل التيار النشط مع نظام "المغناطيس + النير" بعزم دوران مكافئ ولكن معاكس κ C، M + Y). القيمة العامةعزم الدوران صفر: L - L M+Y L C - 0 ويعني ذلك (Iw) M+Y =- (I) C .

تؤكد تجاربنا نتائج قياسات مولر لتحريض المحرك أحادي القطب كما هو مطبق على توليد المجالات الكهرومغناطيسية. لسوء الحظ، فشل مولر (مثل ويسلي) في تنظيم الحقائق التي لاحظها.

يبدو أن هذا حدث بسبب الفهم غير الصحيح لأجزاء من عملية التفاعل. في تحليله، ركز مولر على زوج الأسلاك المغناطيسية بدلاً من التركيز على نظام المغناطيس + النير/الأسلاك، والذي يعد في الأساس النظام ذي الصلة ماديًا.

لذلك، فإن الأساس المنطقي لنظريات مولر وويسلي لديه بعض الشكوك فيما يتعلق بالحفاظ على الزخم الزاوي.

طلب:
تفاصيل تجريبية

من أجل تقليل عزم قوة الاحتكاك على الجزء الحامل للمغناطيس، قمنا بتطوير الجهاز الموضح في الشكل. 4 والصورة 3.

وضعنا المغناطيس في "قارب" تفلون عائم في وعاء مملوء بالزئبق. تعمل قوة أرخميدس على تقليل الوزن الفعلي لجهاز معين. يتم تحقيق الاتصال الميكانيكي بين المغناطيس والنير باستخدام 4 كرات فولاذية موضوعة في أخاديد دائرية على شكل دائرة وتقع على الأسطح المدمجة للمغناطيس والنير. أضفنا الزئبق حتى يتمكن المغناطيس من الانزلاق بحرية على طول النير. المؤلفون يعبرون عن امتنانهمتوم إي فيليبس وكريس جاجلياردو على تعاونهما القيم.

الطاقة الجديدة رقم 1(16)، 2004

الأدب

	جي جوالا فالفيردي، سيناريو الفيزياء 66, 252 (2002).
	جي جوالا فالفيردي وآر مازوني، القس. القوات المسلحة الكونغولية. عمل. يوتا (شيلي)، 10، 1 (2002).
	جي جوالا فالفيردي، بي مازوني، آر أخيل، آم.ج. الفيزياء 70, 1052 (2002).
	جي جوالا فالفيردي، الزمكان والمادة 3 (3), 140 (2002).
	جي جوالا فالفيردي، الطاقة لانهائية 8, 47 (2003)
	جيه جوالا فالفيردي وآخرون، تقنيات الطاقة الجديدة 7 (4), 37 (2002).
	جي جوالا فالفيردي، “أخبار عن الديناميكا الكهربائية”، مولعا. لويس دي برولي,في الصحافة (2003).
	ر. فرن6نديز, الزمكان والمادة, 4 (14), 184 (2002).
	ر. أخيل، الزمكان والمادة, 5 (15), 235 (2002).
	ج.ر. ديكسون وإي بوليتو، “تحديث الديناميكا الكهربائية النسبية”، (2003) www.maxwellsociety.net
	جي جوالا فالفيردي وبي مازوني، آم.ج. الفيزياء، 63, 228 (1995).
	أ. أ. ت. أسيس ود.س. ثوبر، "التحريض أحادي القطب..."، حدود الفيزياء الأساسية.الجلسة المكتملة، نيويورك ص 409 (1994).
	أ.ك.ت. أسيس، الديناميكا الكهربائية ويبر,كلوير، دوردريخت (1994).
	إي إتش كينارد، فيل. ماج.23، 937 (1912), 33, 179 (1917).
	د.ف. بارتليت وآخرون. المراجعة البدنية د 16, 3459 (1977).
	دبليو كيه إتش بانوفسكي و إم فيليبس، الكهرباء والمغناطيسية الكلاسيكية،أديسون ويسلي، نيويورك (1995).
	ر. فاينمان، محاضرات فاينمان في الفيزياء-2،أديسون ويسلي، نيويورك (1964).
	أ. شادويتز، النسبية الخاصة،دوفر، نيويورك (1968).
	ايه جي كيلي مقالات الفيزياء، 12, 372 (1999).
	أ. أ. ت. أسيس، ميكانيكا العلائقيةأبيرون، مونتريال (1999).
	إتش مونتغمري، يوروج فيز، 25, 171 (2004).
	تي إي فيبس وجيه جوالا فالفيردي، علوم وتكنولوجيا القرن الحادي والعشرين, 11, 55 (1998).
	إف جي مولر, التقدم في فيزياء الزمكان،بينج. ويسلي بوب، بلومبرج، ص 156 (1987).
	ف.ج. مولر، الديناميكا الكهربائية الجليلية, 1، رقم 3، ص 27 (1990).
	ج.ب. ويسلي، موضوعات مختارة في الفيزياء الأساسية المتقدمة،بينج. ويسلي بوب، بلومبرج، ص 237 (1991).

خورخي غوالا فالفيردي، بيدرو مازوني مولد محرك أحادي القطب // "أكاديمية التثليث"، م، العدد 77-6567، نشرة 12601، 17/11/2005

صفحة 1

دوران المغناطيس الدائممع التردد P يخلق مجالًا مغناطيسيًا في الفضاء، يدور بنفس التردد. تحدث نفس الصورة في الآلات الكهربائية ذات التيار المتردد إذا كان الجزء المتحرك عبارة عن مغناطيس دائم أو مغناطيس كهربائي. في الجزء الدوار ذو القطب البارز (الشكل 18.2، أ؛ 18.3، أ)، أظهر القلب المصنوع من مادة مغناطيسية حديدية نتوءات - أعمدة توضع عليها الملفات. يتكون الجزء الدوار غير البارز (الشكل 18.2 ، ب ؛ 18.3 ، س) على شكل أسطوانة يتم وضع ملف الإثارة الموزع عليها عبر الفتحات. للدوارات متعددة الأقطاب (ع 1) الشمالية و القطبين الجنوبيينالبديل. الدوارات المبينة في الشكل 18.2، أ، ​​ب، لها زوج واحد (2ع 2)، وتلك الموضحة في الشكل. 18.3، أ، 6 - زوجين (2ع 4) من الأعمدة. عند 2p 4، يتم تصنيع الدوارات كقطب بارز.

دائرة مقياس سرعة الدوران المغناطيسي.

يؤدي دوران المغناطيس الدائم 1 إلى ظهور تيارات مستحثة في القرص (أو الكوب) 2 المصنوع من مادة غير مغناطيسية. نتيجة لتفاعل هذه التيارات مع المجال المغناطيسي، ينشأ عزم الدوران 7I1؛ يعمل على القرص في اتجاه دوران المغناطيس ويتناسب مع السرعة الزاوية dz للأخير M1C1co1، حيث Cr هو معامل التناسب.

عندما يدور المغناطيس الدائم، تدور الخرطوشة مع المحور بعدها، مما يؤدي إلى لف زنبرك حلزوني متصل من أحد طرفيه بالمحور ومن الطرف الآخر بجسم عداد السرعة. عند الملتوية، يخلق الزنبرك الحلزوني لحظة معاكسة MI لحظة M2، والتي تتناسب مع زاوية دوران الخرطوشة.

عندما يدور / يدور مغناطيس دائم، يتم إنشاء تدفق مغناطيسي في المركز 5 للدائرة المغناطيسية، ويتغير في الحجم والاتجاه.

عندما يدور المغناطيس الدائم أثناء تشغيل المحرك الكهربائي، يتم إنشاء الإطار 2 كهرباءمما يؤدي إلى نشوء قوة تفاعل بين المغناطيس الدائم والأسطوانة. يدور الإطار ويغلق جهات الاتصال المتصلة به. عندما يتوقف المحرك الكهربائي، تفتح نقاط الاتصال.

رسم تخطيطي لنظام الإشعال من الفولتية المغناطيسية المنخفضة (أ والعالية (ب).

عندما يدور مغناطيس دائم ثنائي القطب 1 (الدوار المغناطيسي) في رفوف ثابتة مع قلب 2 (محرك مغناطيسي) وملف أولي عليه، يتولد فيه تيار، قوته 2 25 - 3 5 أ ، الجهد 300 - 500 فولت.

تركيب موازين الحرارة التقنية في الإطارات عند قياس درجة حرارة الوسط ذو الضغط العالي.

ولذلك، عندما يدور المغناطيس الدائم، يدور الدبوس، إما لخفض أو رفع صامولة سلك الاتصال لأعلى أو لأسفل حسب درجة الحرارة المحددة. يتم ضبط سلك التلامس على ارتفاع معين، حيث يتلامس عمود من الزئبق مع نهاية هذا السلك وتتغير درجة الحرارة التي يتم عندها إغلاق أو فتح جهة الاتصال.

يتم الخلط في مثل هذه الخلية من الأعلى عن طريق تدوير المغناطيس الدائم B في ما يسمى المشبك المغناطيسي، وهو في حالة المفاعلات ذو شكل غير منتظمأكثر فعالية بكثير من التحريك الشائع الاستخدام من الأسفل باستخدام قضبان مغناطيسية داخل الجهاز (انظر القسم 1).

هل يعتمد عدد جزيئات المعدن المنفصلة على سرعة دوران المغناطيس الدائم؟

تتيح الطريقة المدروسة الحصول على عملية واحدة بدلاً من اثنتين عندما يدور مغناطيس دائم حول محوره (انظر الشكل 2.7، هـ)، نظرًا لأن مفتاح القصب لا يمكن أن يعمل إلا إذا تم ترتيب المغناطيس بطريقة متسقة. حلقة مغناطيس دائم، يتم تثبيت أحدها بلا حراك (الشكل 2.12، ج)، والآخران يتحركان خطيًا على طول مفتاح القصب، كما يؤدي أيضًا، عند دمجهما، إلى فتح أجزاء الاتصال. مع الطريقتين الأخيرتين، يمكن استخدام المغناطيس الدائم الثابت وفقًا للقطبية كمغناطيس متحيز، مما يؤدي إلى إنشاء مجال مغناطيسي أولي لا يؤدي إلى تشغيل مفتاح القصب. في الوقت نفسه، الكتلة و أبعادمغناطيس تحكم متحرك يخلق مجالًا إضافيًا ضروريًا لتشغيل مفتاح القصب. يساعد تصميم الجهاز هذا على زيادة ثبات التحميل الزائد للجهاز.

اليوم تم العثور على المغناطيس الدائم تطبيق مفيدفي العديد من المجالات الحياة البشرية. في بعض الأحيان لا نلاحظ وجودهم، ولكن في أي شقة تقريبًا في مختلف الأجهزة الكهربائية والأجهزة الميكانيكية، إذا نظرت عن كثب، يمكنك العثور عليها. ماكينة حلاقة كهربائية ومكبر صوت ومشغل فيديو و ساعة حائط, تليفون محمولوالميكروويف، وباب الثلاجة، وأخيرًا - يمكنك العثور على مغناطيس دائم في كل مكان.

يتم استخدامها في التكنولوجيا الطبية ومعدات القياس أدوات مختلفةوفي صناعة السيارات، وفي محركات التيار المستمر، وفي الأنظمة الصوتية، وفي الأجهزة الكهربائية المنزلية والعديد والعديد من الأماكن الأخرى: هندسة الراديو، وصناعة الأجهزة، والأتمتة، والميكانيكا عن بعد، وما إلى ذلك - لا يمكن لأي من هذه المجالات الاستغناء عن استخدام المغناطيس الدائم .

يمكن سرد حلول محددة باستخدام المغناطيس الدائم إلى ما لا نهاية، ومع ذلك، فإن موضوع هذه المقالة سيكون لمحة موجزة عن العديد من تطبيقات المغناطيس الدائم في الهندسة الكهربائية وهندسة الطاقة.

منذ زمن أورستد وأمبير، كان من المعروف على نطاق واسع أن الموصلات الحاملة للتيار والمغناطيسات الكهربائية تتفاعل مع المجال المغناطيسي للمغناطيس الدائم. يعتمد تشغيل العديد من المحركات والمولدات على هذا المبدأ. ليس عليك البحث بعيدًا عن الأمثلة. تحتوي المروحة الموجودة في مصدر الطاقة بجهاز الكمبيوتر الخاص بك على دوار وجزء ساكن.

المكره ذو الشفرات عبارة عن دوار به مغناطيس دائم مرتبة في دائرة، والجزء الثابت هو قلب المغناطيس الكهربائي. عكس مغنطة الجزء الثابت، دائرة كهربائيةيخلق تأثير دوران المجال المغناطيسي للجزء الثابت؛ يتبع الدوار المغناطيسي المجال المغناطيسي للجزء الثابت، محاولًا الانجذاب إليه - تدور المروحة. يتم تنفيذ التناوب بطريقة مماثلة قرص صلب، والعمل بطريقة مماثلة.

وقد وجدت المغناطيس الدائم أيضًا تطبيقها في المولدات الكهربائية. مولدات متزامنةلتوربينات الرياح المنزلية، على سبيل المثال، هي واحدة من المجالات المطبقة.

يوجد على الجزء الثابت للمولد ملفات مولد حول المحيط، والتي يتم عبورها أثناء تشغيل طاحونة الهواء بواسطة المجال المغناطيسي المتناوب للمغناطيس الدائم المتحرك (تحت تأثير الرياح التي تهب على الشفرات) المثبتة على الدوار. في الطاعة، يتم عبور موصلات ملفات المولد بالمغناطيس والتيار المباشر في دائرة المستهلك.

وتستخدم هذه المولدات ليس فقط في توربينات الرياح، ولكن أيضا في بعضها النماذج الصناعية، حيث بدلاً من لف الإثارة، يتم تثبيت مغناطيس دائم على الدوار. تتمثل ميزة الحلول ذات المغناطيس في القدرة على الحصول على مولد بسرعات منخفضة.

يدور القرص الموصل في مجال المغناطيس الدائم. يتفاعل الاستهلاك الحالي، الذي يمر عبر القرص، مع المجال المغناطيسي للمغناطيس الدائم، ويدور القرص.

كلما زاد التيار، زاد تردد دوران القرص، حيث يتم إنشاء عزم الدوران بواسطة قوة لورنتز التي تعمل على تحريك الجسيمات المشحونة داخل القرص من المجال المغناطيسي للمغناطيس الدائم. في جوهرها، مثل هذا المقياس هو طاقة منخفضة مع مغناطيس على الجزء الثابت.

لقياس التيارات الضعيفة، يتم استخدام أدوات قياس حساسة للغاية. هنا، يتفاعل مغناطيس حدوة الحصان مع ملف صغير يحمل تيارًا، والذي يتم تعليقه في الفجوة بين قطبي المغناطيس الدائم.

يحدث انحراف الملف أثناء عملية القياس بسبب عزم الدوران الناتج عن الحث المغناطيسي الذي يحدث عندما يمر التيار عبر الملف. وبالتالي، فإن انحراف الملف يتناسب مع قيمة الحث المغناطيسي الناتج في الفجوة، وبالتالي، مع التيار في سلك الملف. بالنسبة للانحرافات الصغيرة، يكون مقياس الجلفانومتر خطيًا.

بالتأكيد يوجد ميكروويف في مطبخك. ولها مغناطيسين دائمين. لتوليد نطاق الميكروويف، يتم تثبيت الميكروويف. داخل المغنطرون، تتحرك الإلكترونات في الفراغ من الكاثود إلى الأنود، وأثناء الحركة يجب أن ينحني مسارها بحيث يتم إثارة الرنانات الموجودة على الأنود بقوة كافية.

لثني مسار الإلكترونات، من أعلى ومن أسفل غرفة فراغتم تجهيز المغنطرون بمغناطيس حلقي دائم. يعمل المجال المغناطيسي للمغناطيس الدائم على ثني مسارات الإلكترونات بحيث يتم الحصول على دوامة قوية من الإلكترونات، مما يثير الرنانات، والتي بدورها تولد موجات كهرومغناطيسية في نطاق الميكروويف لتسخين الطعام.

لكي يتم وضع رأس القرص الصلب في موضعه بدقة، يجب التحكم والتحكم في حركاته أثناء عملية كتابة وقراءة المعلومات بدقة شديدة. ومرة أخرى يأتي المغناطيس الدائم للإنقاذ. داخل القرص الصلب، في المجال المغناطيسي لمغناطيس دائم ثابت، يتحرك ملف يحمل تيارًا متصلًا بالرأس.

عند تطبيق تيار على ملف الرأس، فإن المجال المغناطيسي لهذا التيار، حسب قيمته، يدفع الملف بعيدا عن المغناطيس الدائم أقوى أو أضعف، في اتجاه أو آخر، فيبدأ الرأس في التحرك، وبدقة عالية . يتم التحكم في هذه الحركة بواسطة متحكم دقيق.

ومن أجل تحسين كفاءة الطاقة، يتم في بعض البلدان بناء أجهزة ميكانيكية لتخزين الطاقة للمؤسسات. هذه محولات كهروميكانيكية تعمل على مبدأ تخزين الطاقة بالقصور الذاتي في النموذج الطاقة الحركيةدولاب الموازنة الدوارة، ودعا.

على سبيل المثال، في ألمانيا، طورت ATZ جهازًا لتخزين الطاقة الحركية بسعة 20 ميجا جول، وقوة 250 كيلووات، وكثافة طاقة محددة تبلغ حوالي 100 وات ساعة/كجم. مع وزن حذافة يبلغ 100 كجم، وتدور بسرعة 6000 دورة في الدقيقة، وهيكل أسطواني يبلغ قطره 1.5 متر، كانت هناك حاجة إلى محامل عالية الجودة. نتيجة لذلك، تم تصنيع المحمل السفلي، بالطبع، على أساس المغناطيس الدائم.