Използването на постоянни магнити в електротехниката и енергетиката. Нетрадиционни двигатели с постоянен магнит

Под RMF (въртящо се магнитно поле) се разбира полето, чийто градиент на магнитното възбуждане, без да се променя по абсолютна стойност, циркулира със стабилна ъглова скорост.

илюстративен пример

Практическият ефект на магнитните полета ще помогне да се демонстрира инсталацията, сглобена у дома. Това е въртящ се алуминиев диск, монтиран върху неподвижен импост.

Ако донесете магнит до него, можете да се уверите, че той не е отнесен от магнита, тоест не е магнетизиран. Но ако поставите въртящ се магнит в непосредствена близост, това ще доведе до неизбежно въртене на алуминиевия диск. Защо?

Отговорът може да изглежда прост - въртенето на магнита предизвиква вихрови въздушни течения, които въртят диска. Но всичко е наистина различно! Следователно, за доказателство, органичен или обикновено стъкло. И въпреки това дискът се върти, увлечен от въртенето на магнита!

Причината е, че когато магнитното поле се промени (и въртящият се магнит го създава), се появява ЕМП (електрическа движеща сила) на възбуждане (индукция), което допринася за възникването на електрически токове в алуминиев диск, открит за първи път от физика А. Фуко (най-често се наричат ​​"токове на Фуко"). Възникналите в диска токове създават свое отделно магнитно поле чрез своето въздействие. А взаимодействието на две полета предизвиква тяхното противодействие и въртенето на алуминиевия диск.

Принципът на работа на електродвигателя

Проведеният експеримент повдига въпроса – възможно ли е без въртене на магнита, но с помощта на природата променлив токсъздаване на WMP? Отговорът е да, можете! Цял клон на електрическото оборудване, включително електродвигателите, е изграден върху този физичен закон.

За да направите това, можете да вземете четири намотки и да ги подредите по двойки, на 900 една спрямо друга. След това подайте променлив ток, на смени към една, а след това към друга двойка намотки, но през кондензатор. В този случай на втората двойка намотки напрежението ще се измести спрямо тока с π/2. Това създава двуфазен ток.

Ако има нулево напрежение на една двойка намотки, няма магнитно поле. На втората двойка по това време напрежението е пиково и MP (магнитното поле) е максимално. Алтернативното свързване и разединяване на бобините ще създаде ЕМП с промяна в посоката и постоянна стойност. Всъщност е създаден електрически двигател, чийто тип се нарича еднофазен кондензатор.

Как се генерират трифазни токове?

Те работят на четирижилни проводници. Един играе ролята на нула, а три други захранват синусоидален ток фазово изместванена 120º. Ако според същия принцип три намотки се поставят на една и съща ос под ъгъл от 120º и към тях се приложи ток от три фази, тогава резултатът ще бъде появата на три магнитни въртящи се полета или принципа на три- фазов електродвигател.

Практическа употреба

Ининги електрически токв три фази, най-широко използваният в индустрията, като ефективен начин за пренос на енергия. Двигателите и генераторите, задвижвани от трифазен ток, са по-надеждни при работа от еднофазните. Лесното им използване се дължи на липсата на необходимост от строго регулиране на постоянна скорост, както и постигането на по-голяма мощност.

Въпреки това, двигатели от този тип не могат да се използват във всички случаи, тъй като тяхната скорост зависи от честотата на въртене на магнитното поле, което е 50 Hz. В този случай забавянето на скоростта на двигателя трябва да бъде по-малко от въртенето на магнитното поле наполовина, тъй като в противен случай ефектът от магнитното възбуждане няма да се появи. Корекцията на скоростта на въртене на ротора на електродвигателя е възможна само с постоянен ток с помощта на реостат.

Именно поради тази причина трамваите и тролейбусите са оборудвани с постояннотокови двигатели, с възможност за регулиране на скоростта. Същият принцип на управление се използва при електрически влакове, където променливотоковото напрежение, дължащо се на движението на товари от хиляда тона, съответства на 28000V. Преобразуването на променлив ток в постоянен ток се дължи на токоизправители, които заемат по-голямата част от електрическия локомотив.

Ефективността обаче асинхронни двигателипроменливият електрически ток достига 98%. Също така си струва да се отбележи, че роторът на такъв AC двигател се състои от немагнитен материал с преобладаващ алуминиев компонент. Причината е, че токовете най-добре предизвикват ефекта на индукцията на магнитното поле, той е в алуминия. Може би единственото ограничение в употребата трифазен двигател, е нерегулираната стойност на броя обороти. Но допълнителни механизми като CVT или скоростни кутии се справят с тази задача. Вярно е, че това води до увеличаване на цената на устройството, какъвто е случаят с използването на токоизправител и реостат за DC двигател.

Това е начинът занимателна физика, особено въртящото се магнитно поле, помага на човечеството да създава двигатели, и не само, за по-удобно съществуване.

Хорхе Гуала-Валверде, Педро Мацони

Униполярен мотор-генератор

ВЪВЕДЕНИЕ

Продължаваме нашето изследване на двигателя електромагнитна индукция, започнат от нас по-рано, решихме да идентифицираме наличието на въртящ момент в "затворено магнитно поле"в униполярни мотор-генератори. Запазване ъглов моментелиминира личното взаимодействие между магнита, произвеждащ поле, и проводника, носещ напрежението, както се вижда в проучените по-рано конфигурации „отворено магнитно поле“.Сега се наблюдава балансът на кинетичния момент между активния ток и магнита, както и цялото му ярем.

Електродвижеща сила, причинена от въртящи се магнити

Фигурата показва свободното въртене по часовниковата стрелка на магнит, чийто северен полюс минава под два проводника: сондаи контактен проводник,в покой в ​​лабораторията. И в двата горни проводника електроните се движат центростремително. Всеки проводник се превръща в източник на електродвижеща сила (ЕМП). Ако краищата на проводниците са свързани, веригата се състои от два идентични източника на електродвижеща сила, свързани в противофаза, което предотвратява движението на тока. Ако фиксирате сондата върху магнит, като по този начин осигурите непрекъснатостта на тока през проводниците, тогава постоянният ток ще тече през цялата верига. Ако сондата е в покой спрямо магнита, индукция ще се наблюдава само в контактния проводник, който се движи спрямо магнита. Сондата играе пасивна роля, като проводник на ток.

Горното експериментално откритие, което е в пълно съответствие с електродинамиката на Вебер, слага край на въпроса за неразбирането на принципите на електромагнитната индукция на двигателя и също така укрепва позициите на привържениците на теорията за "въртящите се полеви линии".

Ориз. 1. Еднополюсен монтажен магнит, сонда и контактен проводник

Въртящ момент, наблюдаван при свободно въртящи се магнити

Двигателят се показва на Ориз. едно,той има и обратно действие: чрез преминаване на постоянен ток през електрически свързани, но механично развързани проводници, ние получаваме конфигурацията на двигателя.

Очевидно, ако сондата е запоена към контактния проводник, образувайки по този начин затворен контур, компенсацията на въртящия момент предотвратява въртенето на магнита и контура.

Униполярен двигател със затворено магнитно поле

За да изследваме свойствата на еднополюсни двигатели, работещи с магнитно поле, затворено в желязно ядро, направихме малки промени в предишните експерименти.

Яремът се пресича напречно от лявата част на тел-веригата, разположена колинеарно на оста на магнита, през която протича постоянен ток. Въпреки факта, че силата на Лаплас действа върху тази част от жицата, тя не е достатъчна, за да развие въртящ момент. Както горната хоризонтална, така и дясната вертикална част на проводника са разположени в зона, която не е засегната от магнитно поле(без да се взема предвид магнитното разсейване). Долната хоризонтална част на жицата, наричана по-долу сонда,разположени в зоната на най-голяма интензивност магнитно поле(въздушна междина). Самата верига не може да се счита за състояща се от сонда, свързана към контактен проводник.

Според постулатите на електродинамиката сондата ще бъде активна зонасъздавайки ъглов момент в намотката, а самото въртене ще се извърши, ако силата на тока е достатъчна, за да преодолее момента на силата на триене.

Описаното по-горе ни доведе до идеята, че за да се засили ефекта от този ефект, е необходимо да се замени една верига с бобина, състояща се от Пконтури. В описаната в момента конфигурация „активната дължина“ на сондата е приблизително 4 cm, N=20а магнитно полена сондата достига стойност от 0,1 тесла.

Докато динамичното поведение на намотката е лесно предвидимо, същото не може да се каже за магнита. От теоретична гледна точка не можем да очакваме магнитът да се върти непрекъснато, тъй като това би означавало създаването на ъглов момент. Поради ограниченията на пространството, наложени от дизайна на хомота, макарата не е в състояние да направи пълен завой и след леко ъглово движение трябва да се сблъска с хомота в покой. Непрекъснатото въртене на магнит предполага създаване на небалансиран ъглов момент, чийто източник е трудно да се определи. Освен това, ако допуснем съвпадението на кинематичното и динамичното въртене, очевидно трябва да очакваме силовото взаимодействие между намотката, магнита и сърцевината като напълно магнетизиран масив. За да потвърдим на практика тези логични изводи, проведохме следните експерименти.

ЕКСПЕРИМЕНТ N 1

1-а. Свободно въртене на магнита и намотката в лабораторията

Центробежно в долната част на веригата, постоянен ток, чиято сила варира от 1 до 20 A, се подава към намотката, разположена на северния полюс на магнита. Очакваният ъглов момент възниква, когато постоянният ток достигне стойност от приблизително 2 A, което е достатъчно условие за преодоляване на триенето на опорите на бобината. Както се очакваше, въртенето се обръща, когато към веригата се приложи центростремителен постоянен ток.

Въртенето на магнита не се наблюдава във всеки случай, въпреки че стойността на момента на силата на триене за магнита не надвишава 3-10 ~ 3 N/mΘ

1б. Магнит с намотка, прикрепена към него

Ако намотката е прикрепена към магнит, и намотката, и магнитът ще се въртят заедно по посока на часовниковата стрелка, когато центробежният постоянен ток (в активната част на веригата) достигне сила над 4 A. Посоката на движение се обръща, когато към веригата се прилага центростремителен постоянен ток. Благодарение на компенсацията действие-реакция, този експеримент изключва конкретно взаимодействие между магнита и намотката. Наблюдаваните свойства на горния двигател са много различни от еквивалентната конфигурация. "открито поле".Опитът ни казва, че взаимодействието ще се осъществи между системата "магнит + ярем" като цяло и активната част на намотката. За да хвърлим светлина върху този въпрос, проведохме два независими експеримента.

Ориз. 3. използван
в експеримент № 2, конфигурацията
Снимка 1. Съответства на фиг. 3

Сондата се върти свободно навътре въздушна междина, докато контактният проводник остава прикрепен към стълба. Ако вътре в сондата тече центробежен постоянен ток, чиято сила е приблизително равна на 4 A, се записва въртенето на сондата по посока на часовниковата стрелка. Въртенето е обратно на часовниковата стрелка, когато към сондата се прилага центростремителен постоянен ток. Когато постоянният ток се увеличи до ниво от 50 A, въртенето на магнита също не се наблюдава.

ЕКСПЕРИМЕНТ N 2

2-а. Механично разделени сонда и контактен проводник

Използвахме L-образна тел като сонда. Сондата и контактният проводник са електрически свързани чрез чаши, пълни с живак, но механично са разделени (фиг. 3 + снимка 1).

2б. Сондата е прикрепена към магнит

В този случай сондата е прикрепена към магнита, като и двете се въртят свободно във въздушната междина. Въртене по посока на часовниковата стрелка се наблюдава, когато центробежният постоянен ток достигне стойност от 10 A. Въртенето се обръща, когато се приложи центростремителен постоянен ток.

Контактен проводник, причиняващ въртене на магнита в еквивалентна конфигурация "открито поле"сега се намира в зоната на по-малко въздействие на полето, като пасивен елемент от създаването на ъглов момент.

От друга страна, едно магнетизирано тяло (в случая игото) не е в състояние да предизвика въртенето на друго магнетизирано тяло (в случая самият магнит). „Увличането“ на магнита от сондата изглежда най-приемливото обяснение за наблюдаваното явление. За да подкрепим последната хипотеза с допълнителни експериментални факти, нека заменим този с равномерен цилиндричен магнит с друг магнит, който няма кръгъл сектор от 15º (снимка 2). Тази модификация показва близка сингулярност на удара,който е ограничен магнитно поле .

2-в. Сонда, която свободно се върти около сингулярността на магнит.

Както се очаква, поради обръщането на полярността на полето, когато центробежен ток от около 4A преминава през сондата, сондата се върти в посока, обратна на часовниковата стрелка, докато магнитът се върти в обратната посока. Очевидно е, че в този случай има локално взаимодействие в пълно съответствие с третия закон на Нютон.

2г. Сонда, прикрепена към магнит при сингулярност на магнитно поле.

Ако към магнита е прикрепена сонда и през веригата е насочен постоянен ток до 100А, не се наблюдава въртене, въпреки факта, че моментът на сила на триене е равен на посочения в параграф 2-б.Компенсацията действие-реакция на сингулярността елиминира взаимното ротационно взаимодействие между сондата и магнита. Следователно този експеримент опровергава хипотезата за скрит ъглов момент, действащ върху магнита.

По този начин, активната част от веригата, през която протича токът, е единствената причина за движението на магнита.Постигнатите от нас експериментални резултати показват, че магнитът вече не може да бъде източник на реактивни въртящи моменти, както се наблюдава в конфигурацията "открито поле".В конфигурация с "затворено поле"магнитът играе само пасивна електромеханична роля: той е източникът на магнитното поле. Сега се наблюдава взаимодействие на силите между тока и целия намагнитен масив.

Снимка 2.Експерименти 2-ри и 2г

ЕКСПЕРИМЕНТ N 3

3-а. Симетрично копие на експеримент 1-а

Яремът с тегло 80 кг беше окачен с помощта на две стоманени въжета с дължина 4 метра, прикрепени към тавана. При монтиране на намотка с 20 навивки, игото се завърта на ъгъл от 1 градус, когато постоянният ток (в активната част на игото) достигне стойност от 50А. Над линията, която съвпада с оста на въртене на магнита, се наблюдава ограничено въртене. Леко проявление на този ефект се наблюдава лесно при използване на оптични средства. Въртенето обръща посоката си, когато посоката на DC се промени.

При свързване на бобината към ярема не се наблюдава ъглово отклонение дори когато токът достигне стойност от 100А.

Униполярен генератор на "затворено поле".

Ако униполярният двигателен генератор е реверсивен двигател, могат да се приложат заключения, свързани с конфигурацията на двигателя, със съответните промени,към конфигурацията на генератора:

1. Осцилираща намотка

Пространствено ограниченото въртене на намотката генерира ЕМП, равна на NwBR 2/2,промяна на знака, когато посоката на въртене е обърната. Параметрите на тока, измерен на изхода, не се променят, когато намотката е прикрепена към магнита. Тези качествени измервания са направени с помощта на бобина с 1000 оборотакойто се движеше на ръка. Изходният сигнал беше усилен с линеен усилвател. В случай, че намотката беше оставена в покой в ​​лабораторията, скоростта на въртене на магнита достигна 5 оборота в секунда; обаче не е открит електрически сигнал в бобината.

2. Разделяне на контур

Експерименти с тренировка електрическа енергиясъс сонда, механично отделена от контактния проводник, не сме извършвали. Въпреки това и поради пълната обратимост, демонстрирана от електромеханично преобразуване, е лесно да се направи извод за поведението на всеки компонент в действително работещ двигател. Нека приложим стъпка по стъпка всички изводи, направени от работата на двигателя към генератора:

ЕКСПЕРИМЕНТ 2-A"

Когато сондата се върти, се генерира едс, която променя знака си, когато посоката на въртене се обърне. Въртенето на магнит не може да причини ЕДС.

ЕКСПЕРИМЕНТ 2-B"

Ако сондата се прикрепи към магнита и се завърти, резултатът ще бъде еквивалентен на този, описан в експеримент № 2а. В случай на всякакви конфигурации, използващи "затворено поле", въртенето на магнита не играе съществена роля в генерирането на ЕМП. Горните заключения частично потвърждават някои по-ранни твърдения, макар и погрешни по отношение на конфигурацията на „открито поле“, по-специално тези на Пановски и Файнман.

ЕКСПЕРИМЕНТИ 2-C" И 2-D"

Сонда, която се движи спрямо магнит, ще предизвика генериране на ЕДС. Появата на ЕМП не се наблюдава при въртене на магнит, към който е прикрепена сонда в сингулярността на неговото поле.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Феноменът на еднополярността в продължение на почти два века е област на теорията на електродинамиката, което е източник на много трудности при нейното изследване. Редица експерименти, включително изследване на конфигурации като "затворен"така "отворен"полета, направи възможно идентифицирането на тяхната обща характеристика: запазване на ъгловия момент.

Реактивни сили, чийто източник е магнит в "отворен"конфигурации, в "затворен"конфигурациите имат целия магнетизиран масив като техен източник. Горните заключения са в пълно съответствие с теорията за повърхностните токове на Ампер, които са причина за магнитните ефекти. Източникът на магнитното поле (самият магнит) предизвикваАмпер повърхностни токове на цял ярем.И магнитът, и игото взаимодействат с омичния ток, преминаващ през веригата.

В светлината на проведените експерименти изглежда възможно да се направят няколко забележки относно противоречието между понятията "въртящ се" и "неподвижен" силови линиимагнитно поле:

Под наблюдение "отворен"конфигурации предполага, че силовите линии магнитно полесе въртят, когато са "прикрепени" към магнит, докато когато се наблюдават "затворен"конфигурации, силови линии, споменати по-горе, вероятно са насочени към целия магнетизиран масив.

За разлика от "отворен"конфигурации, в "затворен"благодарение на системата "магнит + ярем", има само активен въртящ момент κ (M + Y) , C , действащ върху активния (омичен) ток ОТ. Реакцията на активния ток към системата "магнит + ярем" се изразява в еквивалентен, но противоположен момент на въртене κ C , M + Y) . Общата стойност на въртящия момент е нула: L - L M+Y L C - 0 и означава, че (Iw) M+Y =- (I) C .

Нашите експерименти потвърждават резултатите от измерванията на Мюлер за униполярна двигателна индукция, приложена към генерирането на ЕМП. За съжаление Мюлер (подобно на Уесли) не успява да систематизира фактите, които наблюдава.

Това се случи, очевидно, поради неразбиране на частите на процеса на взаимодействие. В своя анализ Мюлер се фокусира върху двойката магнит-жица, а не върху системата магнит + ярем/жица, която по същество е физически релевантната.

И така, обосновката на теориите на Мюлер и Уесли съдържа някои съмнения относно запазването на ъгловия момент.

ПРИЛОЖЕНИЕ:
ПОДРОБНОСТИ ЗА ЕКСПЕРИМЕНТА

За да намалим момента на силата на триене върху носещата част на магнита, разработихме устройство, показано на фиг. 4 и снимка 3.

Магнитът беше поставен от нас в тефлонова "лодка", плаваща в купа, пълна с живак. Силата на Архимед намалява действителното тегло на дадено приспособление. Механичният контакт между магнита и игото се постига с помощта на 4 стоманени топки, поставени в два кръгли канала, имащи формата на кръг и разположени върху комбинираните повърхности на магнита и игото. Живакът беше добавен от нас, докато се постигне свободно плъзгане на магнита по протежение на ярема. Авторите са благодарниНа Том Е. Филипс и Крис Гайлиардо за ценното сътрудничество.

Нова енергия N 1(16), 2004

Литература

	Дж. Гуала-Валверде, Physica Scripta 66, 252 (2002).
	J. Guala-Valverde & R Mazzoni, Rev. фак. инж. UTA (Чили), 10, 1 (2002).
	J. Guala-Valverde, P. Mazzoni & R. Achilles, Am.J. Физика 70, 1052 (2002).
	Дж. Гуала-Валверде, Пространство-време и субстанция 3 (3), 140 (2002).
	Дж. Гуала-Валверде, Безкрайна енергия 8, 47 (2003)
	Ж. Гуала-Валверде и др., Нови енергийни технологии 7 (4), 37 (2002).
	J. Guala-Valverde, "Новини по електродинамика", любя. Луи де Бройл,в пресата (2003).
	Ф.Р. Ферн6ндез, Пространство-време и субстанция, 4 (14), 184 (2002).
	Р Ахил, Пространство-време и субстанция, 5 (15), 235 (2002).
	Г.Р. Dixon & E. Polito, Relativistic Electrodynamics Updated, (2003) www.maxwellsociety.net
	J. Guala-Valverde & P. ​​​​Mazzoni, Am.J. физика, 63, 228 (1995).
	А. К. Ò. Assis & D. S. Thober, „Еднополярна индукция..“, Граници на фундаменталната физика.Пленум, Ню Йорк, стр. 409 (1994).
	А.К.Т. асис, Електродинамиката на Вебер, Kluwer, Дордрехт (1994).
	Е. Х. Кенард, Фил. Маг.23, 937 (1912), 33, 179 (1917).
	Д.Ф. Бартлет et al. Physical Review D 16, 3459 (1977).
	У. К. Х. Панофски и М. Филипс, Класическо електричество и магнетизъм, Addison-Wesley, N.Y. (1995).
	Р. Файнман, Лекциите на Файнман по физика II, Addison-Wesley, N.Y. (1964).
	А. Шадовиц, специална теория на относителността,Доувър, Ню Йорк (1968).
	А. Г. Кели, Есета по физика, 12, 372 (1999).
	А. К. Ò. асис, Релационна механика, Apeiron, Монреал (1999).
	Х. Монтгомъри, EurJ Phys., 25, 171 (2004).
	Т. Е. Фипс и Дж. Гуала-Валверде, Наука и технологии на 21-ви век, 11, 55 (1998).
	Ф. Дж. Мюлер, Напредък във физиката на пространството-времето,Бендж. Wesley Pub., Blumberg, p.156 (1987).
	FJ. Мюлер, Галилеева електродинамика, 1, № 3, стр. 27 (1990).
	J.P. Уесли, Избрани теми по фундаментална физика за напреднали,Бендж. Wesley Pub., Blumberg, p.237 (1991).

Хорхе Гуала-Валверде, Педро Мацони Униполярен мотор-генератор // "Академия на тринитаризма", М., Ел. № 77-6567, публикация 12601, 17.11.2005 г.

Употреба: като ротационно задвижване. В магнитно въртящо се устройство, върху ротор, монтиран на въртящ се вал, няколко постоянни магнита са разположени в посоката на въртене по такъв начин, че същите магнитни полюси са обърнати навън. По същия начин балансьорите са разположени на ротора, за да балансират този ротор. Всеки от постоянните магнити е разположен под наклон спрямо линията на радиалната посока на ротора. Във външната периферия на ротора електромагнитът е разположен към ротора и се възбужда периодично в зависимост от въртенето на ротора. В заявеното магнитно въртящо се устройство, ротационната енергия може да бъде ефективно получена от постоянни магнити. Това става възможно чрез намаляване, доколкото е възможно, на тока, подаван към електромагнитите, така че само необходимото количество електричество да се подава към електромагнитите. Това е техническият резултат. 2 сек. и 3 з.п. f-ly, 6 ил.

Изобретението се отнася до магнитно въртящо се устройство и по-специално до магнитно въртящо се устройство, което използва множество пулсиращи сили, възникващи между постоянен магнит и електромагнит. При конвенционалните електрически двигатели котвата като ротор се състои от намотки от тел, а електрическото поле като статор се състои от постоянен магнит. В такива конвенционални електродвигатели, обаче, токът обикновено трябва да се прилага към намотката на котвата, която се върти. Когато се прилага ток, се генерира топлина, което причинява недостатъка, че всъщност не се получава много движеща сила. Това от своя страна води до факта, че е невъзможно да се получат достатъчно ефективни сили на магнитното поле от постоянен магнит. Освен това, в конвенционален електродвигател, тъй като структурата на арматурата е такава, че се състои от намотки, инерционният момент не може да бъде много висок, така че да не може да се получи достатъчен въртящ момент. За да се преодолеят горните недостатъци на такъв конвенционален електродвигател, японската патентна заявка № 61868-1993 (Патент на САЩ № 4,751,486) предлага магнитно въртящо се устройство, в което множество постоянни магнити са разположени по протежение на два ротора, съответно, под предварително определен ъгъл и в който електромагнит, разположен на един от роторите. В общо конструиран конвенционален електрически двигател има граница, до която може да се увеличи ефективността на преобразуване на енергия. В допълнение към това не може да се получи достатъчно висок въртящ момент на електродвигателя. Поради посочените по-горе причини сега са извършени различни подобрения на съществуващи електрически двигатели без никакъв успех. Така конструираният електродвигател осигурява задоволителна производителност. В магнитното въртящо се устройство, разкрито в японската заявка N 61868-1993 (патент на САЩ N 4751486), двойка ротори се върти. Затова е необходимо всеки от роторите да е с висока точност и освен това да се правят измервания за по-лесно управление на въртенето. Най-близко до предложението по техническа същност и максимален брой сходни характеристики е въртящо устройство, съдържащо въртящ се вал, ротор, който е неподвижно закрепен към въртящия се вал, постоянни магнити, разположени върху ротора, и средство за балансиране на въртенето, което са направени от немагнитен материал под формата на немагнитен ротор, докато постоянните магнити са направени плоски и подредени по такъв начин, че няколко магнитни полюси от един тип полярност са разположени по външната периферна повърхност в посока на въртене и няколко магнитни полюса от друг тип полярност са разположени върху вътрешната периферна повърхност, всяка двойка от съответни магнитни полюси от едната и другата полярност са разположени косо с по отношение на радиалната линия, електромагнитните средства са разположени към ротора, за да развият магнитно поле, което е обърнато към магнитното поле на ротора, детекторни средства за определяне на позицията на въртящия се ротор, за да осигурят възбуждане на електромагнитни средства (виж приложение WO 94/01924, H 01 N 11/00, 1994). От гледна точка на описаните по-горе проблеми, целта на настоящото изобретение е да осигури магнитно въртящо се устройство, в което ротационната енергия може да бъде ефективно получена от постоянен магнит с минимална консумация на енергия и в което може да се извършва контрол на въртенето относително лесно. Съгласно един аспект на изобретението е осигурено магнитно въртящо се устройство, включващо ротор, фиксиран върху въртящ се вал с постоянни магнити, разположени върху него, като постоянните магнити са разположени по такъв начин, че техните магнитни полюси с една полярност са разположени по външната периферна повърхност в посока на въртене и техните магнитни полюси на другите полярности са подредени по протежение на вътрешната периферна повърхност, като всяка двойка съответни магнитни полюси и другата полярност са наклонени по отношение на радиалната линия; детекторно средство за периодично възбуждане на електромагнитното средство, взаимодействащо с ротора, електромагнитното средство е разположено с предната повърхност към ротора за възбуждане на магнитно поле с противоположна полярност към неговите полюси от мястото, където водещият постоянен магнит, според състояние на въртене на ротора, преминава през предната повърхност на електромагнитното средство в посоката на въртене и роторът съдържа балансьори за балансиране на неговото въртене. Постоянните магнити могат да бъдат направени под формата на плоски магнити. Балансьорите за балансиране на въртенето на ротора са изработени от немагнитен материал. Съгласно друг аспект на настоящото изобретение е осигурено магнитно въртящо се устройство, включващо първи ротор, фиксиран върху въртящ се вал с постоянни магнити, разположени върху него, докато постоянните магнити на първия ротор са разположени по такъв начин, че няколко магнитни полюса на една и съща полярност са разположени по външната му периферна повърхност в посока на въртене, а няколко магнитни полюса с различна полярност са разположени по вътрешната й периферна повърхност, като всяка двойка съответстващи магнитни полюси на едната и другата полярност е разположена наклонено по отношение на радиалната линия на детекторното средство за възбуждане на първото електромагнитно средство, взаимодействащо с ротора, а вторият ротор, който се върти заедно с първия ротор и е фиксиран върху въртящ се вал, има няколко постоянни магнита, разположени върху него, докато постоянните магнити на втория ротор са разположени с една магнитна полярност по външната периферия riy повърхност в посоката на въртене, а другата магнитна полярност по вътрешната периферна повърхност и всяка двойка съответни магнитни полюси от едната и другата полярност е наклонена спрямо радиалната линия, второто електромагнитно средство е магнитно свързано с първото електромагнитни средства, така че при намагнитване на страната, обърната към роторите, противоположни по полярност една спрямо друга и създаване на магнитно поле, идентично по полярност на съответните постоянни магнити на роторите, така че те да се отблъскват взаимно, електромагнитните средства се възбуждат при стартиране точка, разположена между водещия и следващите постоянни магнити на ротора, се сравнява с централната точка на първото и второто електромагнитно средство и се изключва, когато последният магнит премине, и двата ротора имат няколко балансира за балансиране. Описание на чертежите:

Фиг. 1 е изглед в перспектива, схематично изобразяващ въртящо се устройство съгласно настоящото изобретение;

Фиг. 2 е страничен изглед на магнитното въртящо се устройство, показано на фиг. един;

Фиг. 3 е изглед отгоре на ротора на магнитното въртящо се устройство, показано на фиг. 1 и 2;

Фиг. четири - електрическа схемавериги в магнитното въртящо се устройство, показано на фиг. един;

Фиг. 5 е изглед отгоре, показващ разпределението на магнитно поле, генерирано между ротор и електромагнит (електромагнитно средство) в магнитното въртящо се устройство, показано на ФИГ. 1 и 2;

Фиг. 6 е обяснителна диаграма, показваща въртящия момент, който кара ротора да се върти в магнитното ротационно устройство от ФИГ. 1 и 2. Магнитното поле, създадено от електромагнитни средства, и магнитното поле от постоянни магнити взаимно се отблъскват. В допълнение, магнитното поле от постоянните магнити се изглажда от магнитни полета от други близки постоянни магнити и електромагнитни средства. Следователно между тях се създава въртящ момент, достатъчен за въртене на ротора. Тъй като роторът има висока инерционна сила, когато роторът започне да се върти, неговата скорост се увеличава под въздействието на инерционната сила и силата на въртене. Магнитното въртящо се устройство, свързано с едно изпълнение на настоящото изобретение, ще бъде допълнително описано с позоваване на следните чертежи . Фиг. 1 и 2 са схематични изображения на магнитно ротационно устройство, свързано с едно изпълнение на настоящото изобретение. В цялото описание терминът "магнитно въртящо се устройство" включва електрически мотор и в съответствие с основната му цел да получи въртяща сила от магнитните сили на постоянните магнити, се отнася до въртящи се устройства, използващи силите на магнитно поле. Както е показано на фиг. 1, в магнитното въртящо се устройство съгласно едно изпълнение на настоящото изобретение, въртящ се вал 4 е фиксиран с възможност за въртене към рамка 2 с лагери 5. Първи магнитен ротор 6 и втори магнитен ротор 8 са фиксирани към вала 4, и двата от които генерират ротационни сили; и въртяща се маса 10, която има множество прътовидни магнити 9, монтирани върху нея за получаване на ротационни сили като енергия. Те са фиксирани по такъв начин, че да могат да се въртят с въртящия се вал 4. Първият и вторият магнитни ротори 6 и 8 са разположени, както ще бъде описано подробно по-долу във връзка с ФИГ. 1 и 2, съответно първият електромагнит 12 и вторият електромагнит 14, които се захранват едновременно с въртенето на първия и втория магнитни ротори 6 и 8, и двата обърнати един към друг и всеки разположен с магнитна междина. Първият и вторият електромагнит 12 и 14 са монтирани съответно на конзолата 16, те образуват линия на магнитна индукция. Както е показано на фиг. 3, всеки от първия и втория магнитни ротори 6 и 8 има няколко плоски магнита 22А - 22Н, разположени върху дискообразната им повърхност за развиване на магнитно поле и създаване на въртящи се сили и няколко балансира 20А - 20Н, направени от немагнитни материали за балансиране магнитните ротори 6 и 8 Съгласно едно примерно изпълнение, всеки от първия и втория магнитни ротори 6 и 8 има осем плоски магнита 22A-22H на равни интервали върху дискообразната повърхност 24 върху едната половина на външната периферна повърхност и осем балансиращи устройства 20A-20H по другата половина на външната периферна повърхност. Както е показано на фиг. 3, всеки от плоските магнити 22А - 22Н е позициониран така, че надлъжната ос 1 сключва ъгъл D по отношение на радиалната централна линия 11 на дискообразната повърхност 24. В това изпълнение ъгълът D е настроен на 30° и 56°. Подходящ ъгъл обаче може да бъде зададен в зависимост от радиуса на дискообразната повърхност 24 и броя на плоските магнити 22А - 22Н, които да бъдат поставени върху дискообразната повърхност 24. Както е показано на фиг. 2, условия ефективно използване магнитно поле, за предпочитане е плоските магнити 22A - 22H на първия магнитен ротор 6 да са разположени така, че техните N-полюси да стърчат навън, докато плоските магнити 22A - 22H на втория магнитен ротор 8 да са разположени така, че техните S- стълбове стърчат навън. Извън първия и втория магнитни ротори 6 и 8 са първият и вторият електромагнит 12 и 14, обърнати към първия и втория ротори 6 и 8, съответно, с магнитна междина. Когато първият и вторият електромагнити 12 и 14 се задействат, те създават магнитно поле, идентично по полярност на съответните им плоски магнити 22А до 22Н, така че да се отблъскват взаимно. С други думи, както е показано на ФИГ. 2, тъй като пластинчатите магнити 22А - 22Н на първия магнитен ротор 6 имат своите N-полюси, обърнати навън, първият електромагнит 12 се възбужда така, че страната, обърната към първия магнитен ротор 6, произвежда N-полярност. По подобен начин, тъй като пластинчатите магнити 22A-22H на втория магнитен ротор 8 имат своите S-полюси, обърнати навън, вторият електромагнит 14 се захранва така, че страната, обърната към пластинчатите магнити 22A-22H, създава S-полярност. Първият и вторият електромагнити 12 и 14, които са магнитно свързани чрез скобата 16, са намагнетизирани така, че страните, обърнати към техните съответни ротори 6 и 8, са противоположни по полярност една спрямо друга. Това означава, че магнитните полета на електромагнитите 12 и 14 могат да бъдат ефективно използвани. Чувствителен елемент като микропревключвател 30 е осигурен на един от роторите, първия магнитен ротор 6 или втория магнитен ротор 8, за откриване на позицията на въртене на магнитните ротори 6 и 8. Това означава, както е показано на ФИГ. 3, че в посоката на въртене на пластинчатите магнити 22А - 22Н, първият и вторият магнитни ротори 6 и 8 съответно се захранват, когато водещият пластинчат магнит 22А преминава. С други думи, в посоката на въртене 32, електромагнитът 12 или 14 се захранва, когато началната точка S 0, разположена между водещия плосък магнит 22А и следващия плосък магнит 22В, е равна на централната точка R 0 на електромагнита 12 или електромагнита 14. Освен това, когато посоката 32 на въртене на плоските магнити 22А - 22Н, първият и вторият магнитни ротори 6 и 8 са изключени, когато последният плосък магнит 22А премине. В това примерно изпълнение, крайната точка E 0 е поставена симетрично от началната точка S 0 върху въртящата се дисковидна повърхност 24. Когато крайната точка E 0 е равна на централната точка R 0 на електромагнита 12 или електромагнита 14, електромагнитът 12 или 14, съответно, се изключва. Както ще бъде показано по-долу, с централната точка R 0 на електромагнита 12 или 14, произволно поставена между началната точка S 0 и крайната точка E 0 , магнитните ротори 6 и 8 започват да се въртят, ако електромагнитите 12 и 14 и техните плоски магнити 22A - 22H един срещу друг.на приятел. Когато микропревключвател, като чувствителния елемент 30, се използва за определяне на позицията на въртене, контактната точка на микропревключвателя може да се плъзга по повърхността на въртящата се дисковидна повърхност 24. Стъпката за началото S 0 и крайната точка E 0 е предвидена така, че контактът на микропревключвателя да се затваря между началната точка S 0 и крайната точка E 0 . Областта по протежение на периферията между тях излиза извън други периферни зони на въртящата се дископодобна повърхност 24. Очевидно може да се използва фотосензор или подобен вместо микропревключвател като чувствителния елемент 30 за откриване на позицията на въртене. Както е показано на фиг. 4, намотките на електромагнитите 12 и 14 са свързани към източник на постоянен ток 42 чрез подвижен релеен контакт 40, който е свързан към серията намотки. Серийна верига, включваща реле 40 (соленоид) и чувствителен елемент 30 или микропревключвател, е свързана към източник на постоянен ток 42. В допълнение, от гледна точка на преобразуване на мощността, превключвател 44 като слънчева клетка е свързан към източника на постоянен ток 42. За предпочитане източникът на постоянен ток 42 може да бъде постоянно зареждан слънчева енергияили други подобни. В магнитното въртящо се устройство, показано на фиг. 1 и 2, разпределението на магнитното поле, показано на фиг. 5 се формира между равнинни магнити 22А - 22Н, разположени на всеки от магнитните ротори 6 и 8 и електромагнитите 12 и 14, които съответно са обърнати към тях. Когато електромагнитът 12 или 14 е захранен, магнитното поле на пластинчатия магнит върху пластинчатите магнити 22А до 22Н в близост до електромагнита 12 или 14 се изкривява в надлъжна посока в съответствие с посоката на въртене. В резултат между тях възниква пулсираща сила. Както е видно от деформацията на магнитното силово поле, пулсиращата сила има голям компонент в надлъжна или перпендикулярна посока и създава въртящ момент, както е показано със стрелка 32. По същия начин, магнитното поле на плосък магнит върху плоски магнити 22A - 22H, който след това влиза в магнитното поле на електромагнита 12 или 14, се деформира, докато се движи към противоположния полюс на предишния плосък магнит в плоските магнити 22A до 22H, тоест магнитното поле е по-изкривено и по този начин изгладено. Това означава, че пулсиращата сила, генерирана между плоските магнити в плоските магнити 22A - 22H, които вече са влезли в магнитното поле на електромагнитите 12 или 14, е по-голяма от пулсиращата сила, генерирана между следващите входящи плоски магнити в плоските магнити 22A - 22H и електромагнитите 12 или 14. Съответно, въртящата се сила, посочена със стрелка 32, действа върху въртящата се дисковидна повърхност 24. Въртящата се дисковидна повърхност 24, на която вече е приложена сила, продължава да се върти поради инерционните сили , дори когато той вече е без захранване, след като крайната точка E 0 е преминала контакт с централната точка R 0 на електромагнита 12 или 14. Колкото по-голяма е инерционната сила, толкова по-плавно е въртенето. На начална фазаротационен ъглов момент, както е показано на фиг. 6 комуникира с въртящата се дискообразна повърхност 24. Това означава, че в началото на въртенето, както е показано на фиг. 6, когато полюсът на магнита на плочата M е леко изместен в посоката на въртене от полюса на електромагнита M″, се упражнява пулсираща сила между двата полюса M и M″ на магнита на плочата от въртящата се страна и електромагнита от неподвижната страна , съответно. Следователно, въз основа на връзката, показана на фиг. 6, ъгловият въртящ момент T се генерира въз основа на формулата T = Fa cos(-), където "a" е константа. Този ъглов импулс започва въртенето на въртящата се дискообразна повърхност 24. След като въртящата се дискообразна повърхност 24 започне да се върти, нейната скорост на въртене постепенно се увеличава поради инерционния момент, което позволява голямо въртене и движеща сила . След като се установи стабилно въртене на въртящата се дискообразна повърхност 24, е възможно да се развие необходимата електродвижеща сила в намотката на електромагнит (не е показан) чрез извеждането й навън близо до въртящата се маса 10, която е предназначена да се върти с въртящата се дисковидна повърхност 24. Тази електромагнитна енергия може да се използва за друга дестинация. Този принцип на въртене се основава на принципа на въртене на магнитно въртящо се устройство, което вече е разкрито в японската патентна заявка 61868 (1993) (US патент No. 4,751,486 H 01 F 7/14) от изобретателя. Това означава, че дори ако електромагнит, осигурен на един от роторите на магнитния въртящ се апарат в такава патентна заявка, е фиксиран, той се върти в съответствие с принципа на въртене, разкрит тук. Броят на пластинчатите магнити 22А до 22Н не е ограничен до "8", както е показано на ФИГ. 1 и 3. Могат да се използват произволен брой магнити. В примерното изпълнение, описано по-горе, въпреки че пластинчатите магнити 22A-22H са разположени по дължината на едната половина от периферната зона на дискообразната повърхност 24 и балансьорите 20A-20H са разположени по дължината на другата половина на периферната област, пластинчатите магнити също могат да бъдат разположени по протежение на други зони на дискообразна повърхност 24. За предпочитане, балансьори, в допълнение към магнитите, бяха осигурени по протежение на част от периферната зона на дискообразната повърхност. Противотежестите, които не е необходимо да се сглобяват в един блок, могат да бъдат направени под формата на един лист плоча, който се простира върху външната периферна зона на дискообразната повърхност. В допълнение, в описаното изпълнение, докато дизайнът е такъв, че позволява електромагнитите да бъдат захранвани за предварително определен период от време за всяко завъртане на въртящата се повърхност с форма на диск, е възможно да се проектира електрическата верига по такъв начин че, при увеличен брой обороти, да позволи възбуждането на електромагнитите за всеки оборот на въртяща се повърхност с форма на диск, като се започне от второто му завъртане напред. Освен това, в примерното изпълнение, описано по-горе, са използвани плоски магнити за постоянни магнити, но могат да се използват и други видове постоянни магнити. Всъщност всеки тип магнит може да се използва като постоянен магнит, стига няколко магнитни полюса от един тип да могат да бъдат подредени по външната повърхност на вътрешната периферия и няколко магнитни полюса от друг тип могат да бъдат подредени по вътрешната периферна повърхност на дискообразната повърхност, така че двойка съответни магнитни полюси от едната и от другата полярност е подредена с наклон по отношение на радиалната линия II, както е показано на фиг. 3. Въпреки че в горното изпълнение, плоски магнити 22А - 22Н са монтирани на магнитни ротори 6 и 8, те могат да бъдат електромагнити. В този случай електромагнитите 12 и 14 могат алтернативно да бъдат електромагнити или постоянни магнити. Съгласно магнитното ротационно устройство от настоящото изобретение, ротационната енергия може да бъде ефективно получена от постоянни магнити. Това става възможно чрез намаляване, доколкото е възможно, на тока, подаван към електромагнитите, така че само необходимото количество електроенергия да се консумира от електромагнитите. Трябва да се има предвид, че много промени и допълнения на изобретението стават очевидни за специалист в областта и е предвидено да се включат такива очевидни модификации и замествания в обхвата на претенциите, представени тук.

ИСК

1. Магнитно въртящо се устройство, съдържащо ротор, фиксиран върху въртящ се вал с постоянни магнити, поставени върху него, докато постоянните магнити са разположени по такъв начин, че техните магнитни полюси с една полярност са разположени по протежение на външната периферна повърхност в посоката на въртене , а техните магнитни полюси от другата полярност са разположени по вътрешната периферна повърхност, всяка двойка съответни магнитни полюси от едната и другата полярност е наклонена спрямо радиалната линия, детекторно средство за периодично възбуждане на електромагнитното средство, взаимодействащо с ротора , характеризиращ се с това, че електромагнитното средство е разположено с предната повърхност към ротора, за да възбуди полярността на магнитното поле, противоположна на неговите полюси, от мястото, където водещият постоянен магнит, според условията на въртене на ротора, преминава през предната повърхност на електромагнитното означава в посоката на въртене, а роторът съдържа балансьори за уравнението регулиране на въртенето му. 2. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че постоянните магнити са направени под формата на плоски магнити. 3. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че балансьорите за балансиране на въртенето на ротора са направени от немагнитен материал. 4. Магнитно въртящо се устройство, съдържащо първи ротор, фиксиран върху въртящ се вал с постоянни магнити, разположени върху него, и постоянните магнити на първия ротор са разположени по такъв начин, че няколко магнитни полюса с една полярност са разположени по външната му периферна повърхност по посока на въртене и колко магнитни полюса на другите полярности са разположени по вътрешната му периферна повърхност, като всяка двойка съответни магнитни полюси на едната и другата полярност са разположени косо спрямо радиалната линия, детекторното средство за възбуждане на първото електромагнитно средство, взаимодействащо с ротора, характеризиращо се с това, че е снабдено с второ електромагнитно средство и втори ротор, който се върти заедно с първия ротор, е фиксиран върху въртящ се вал и има няколко постоянни магнита, разположени върху него, докато постоянните магнити на втория ротор са разположени с една магнитна полярност по външната периферия последователна повърхност в посока на въртене, а другата магнитна полярност - по вътрешната периферна повърхност, като всяка двойка съответстващи магнитни полюси на едната и другата полярност е разположена наклонено спрямо радиалната линия, второто електромагнитно средство е магнитно свързано с първото електромагнитно означава, че когато са намагнетизирани, страните, обърнати към роторите, са противоположни по полярност една на друга и създават магнитно поле, идентично по полярност на съответните постоянни магнити на роторите, така че те се отблъскват взаимно, като електромагнитното средство е възбуждат се, когато началната точка, разположена между водещия и следващите постоянни магнити на ротора, се сравнява с централната точка на първото или второто електромагнитно средство и се изключват, когато последният магнит преминава, и двата ротора имат няколко балансира за балансиране завъртане. 5. Устройство съгласно претенция 4, характеризиращо се с това, че постоянните магнити са направени под формата на плоски магнити, а средствата за балансиране на ротора са направени от немагнитен материал.

Изучаването на Фарадеевия диск и т.нар. "Парадокс на Фарадей", прекара няколко прости експериментии направи някои интересни открития. На първо място, на какво трябва да се обърне най-голямо внимание, за да се разберат по-добре процесите, протичащи в тази (и подобна) еднополюсна машина.

Разбирането на принципа на действие на диска на Фарадей също помага да се разбере как работят всички трансформатори, намотки, генератори, електрически двигатели (включително еднополюсен генератор и еднополюсен двигател) и т.н.

В бележката, чертежи и подробно видео с различни преживявания, илюстриращи всички заключения без формулии изчисления, "на пръсти".

Всичко по-долу е опит за разбиране без претенции за академична достоверност.

Посока на линиите на магнитното поле

Основното заключение, което направих за себе си: първото нещо, на което винаги трябва да обръщате внимание в такива системи, е геометрия на магнитното поле, посока и конфигурация на силовите линии.

Само геометрията на линиите на магнитното поле, тяхната посока и конфигурация могат да внесат известна яснота в разбирането на процесите, протичащи в еднополюсен генератор или еднополюсен двигател, диск на Фарадей, както и всеки трансформатор, намотка, електродвигател, генератор и т.н.

За себе си разпределих степента на важност по следния начин - 10% физика, 90% геометрия(магнитно поле), за да разберем какво се случва в тези системи.

Всичко е описано по-подробно във видеото (виж по-долу).

Трябва да се разбере, че дискът на Фарадей и външната верига с плъзгащи се контакти по някакъв начин образуват добре познатите от училищните времена кадър- образува се от участък на диска от центъра му до кръстовището с плъзгащ се контакт на ръба му, както и цялата външна верига(подходящи проводници).

Посока на силата на Лоренц, Ампер

Силата на Ампер е специален случай на силата на Лоренц (виж Уикипедия).

Двете снимки по-долу показват силата на Лоренц, действаща върху положителните заряди в цялата верига ("рамка") в полето на магнит тип поничка за случая, когато външната верига е твърдо свързана към медния диск(т.е. когато няма плъзгащи се контакти и външната верига е директно запоена към диска).

1 ориз. - за случая, когато цялата верига се върти от външна механична сила ("генератор").
2 ориз. - за случая, когато през веригата се подава постоянен ток от външен източник ("двигател").

Кликнете върху една от снимките за уголемяване.

Силата на Лоренц се проявява (генерира се ток) само в участъци от веригата, ДВИЖЕЩИ СЕ в магнитно поле

Униполярен генератор

Така че, тъй като силата на Лоренц, действаща върху заредените частици на диска на Фарадей или униполярен генератор, ще действа противоположно на различни участъци от веригата и диска, тогава, за да се получи ток от тази машина, само тези участъци от веригата (ако възможно) трябва да се задвижи (върти), посоката на силите на Лоренц, в която ще съвпадне. Останалите секции трябва или да бъдат фиксирани, или да бъдат изключени от веригата, или завъртете в обратна посока.

Въртенето на магнита не променя равномерността на магнитното поле около оста на въртене (вижте последния раздел), следователно дали магнитът стои или се върти няма значение (въпреки че няма идеални магнити и нехомогенност на полето наоколоос на намагнитване, причинена от недостатъчно качество на магнита, също има известен ефект върху резултата).

Тук важна роля играе коя част от цялата верига (включително водещите проводници и контакти) се върти и коя е неподвижна (тъй като силата на Лоренц се появява само в движещата се част). И най-важното - в каква част от магнитното полевъртящата се част се намира и от коя част на диска се поема тока.

Например, ако дискът стърчи далеч отвъд магнита, тогава в частта на диска, стърчаща отвъд ръба на магнита, може да бъде премахнат токът с посока, обратна на тока, която може да бъде премахната в частта на диска разположен точно над магнита.

Униполярен мотор

Всичко по-горе за генератора е вярно и за режим "двигател".

Необходимо е да се приложи ток, ако е възможно, към тези части на диска, в които силата на Лоренц ще бъде насочена в една посока. Именно тези секции трябва да бъдат освободени, позволявайки им да се въртят свободно и да "разкъсат" веригата на съответните места чрез поставяне на плъзгащи се контакти (вижте фигурите по-долу).

Останалите области трябва, ако е възможно, да бъдат изключени или минимизирани.

Видео - опити и изводи

време различни етапитова видео:

3 мин. 34 сек- първи преживявания

7 мин. 08 сек- на какво да обърнете основно внимание и продължаване на експериментите

16 мин. 43 сек- ключово обяснение

22 мин. 53 сек- ОСНОВЕН ОПИТ

28 мин. 51 сек- Част 2, интересни наблюдения и още експерименти

37 мин. 17 сек- погрешно заключение на един от експериментите

41 мин. 01 сек- за парадокса на Фарадей

Какво отблъсква какво?

С един колега инженер по електроника обсъждахме тази тема дълго време и той изрази идея, изградена около думата " отблъснат".
Идеята, с която съм съгласен е, че ако нещо започне да се движи, то трябва да бъде отблъснато от нещо. Ако нещо се движи, то се движи спрямо нещо.

Просто казано, можем да кажем, че част от проводника (външната верига или диск) се отблъсква от магнита! Съответно, отблъскващи сили действат върху магнита (чрез полето). В противен случай цялата картина се срива и губи логика. За въртенето на магнита - вижте раздела по-долу.

На снимките (можете да щракнете, за да увеличите) - опции за режим "двигател".
За режима "генератор" работят същите принципи.

Тук действието-реакция се случва между двата основни "участника":

• магнит (магнитно поле)
• различни областипроводник (заредени частици проводник)

Съответно, когато дискът се върти и магнитът е неподвижен, тогава действието-реакция възниква между магнит и част от диска .

И когато магнитът се въртизаедно с диска, тогава действието-реакция възниква между магнит и външната част на веригата (фиксирани проводници). Факт е, че въртенето на магнита е относително външна площверигата е същата като въртенето на външната част на веригата спрямо фиксиран магнит (но в обратна посока). В този случай медният диск почти не участва в процеса на "отблъскване".

Оказва се, че за разлика от заредените частици на проводника (които могат да се движат вътре в него), магнитното поле е твърдо свързано с магнита. вкл. по окръжност около оста на намагнитване.
И още едно заключение: силата, която привлича два постоянни магнита, не е някаква мистериозна сила, перпендикулярна на силата на Лоренц, а това е силата на Лоренц. Всичко е свързано с "въртенето" на електроните и самия " геометрия". Но това е друга история...

Въртене на гол магнит

В края на видеото има забавно преживяване и заключение защо частелектрическата верига може да се накара да се върти, но не е възможно магнитът "поничка" да се върти около оста на намагнитване (при неподвижна DC електрическа верига).

Проводникът може да бъде счупен на места с обратна посока на силата на Лоренц, но магнитът не може да бъде счупен.

Факт е, че магнитът и целият проводник (външната верига и самият диск) образуват свързана двойка - две взаимодействащи системи, всеки от които затворен вътре в себе си . В случай на проводник - затворен електрическа верига, в случай на магнит - "затворени" силови линии магнитно поле.

В същото време в електрическа верига проводникът може да бъде физически прекъсвам, без да се прекъсва самата верига (чрез поставяне на диска и плъзгащи се контакти), в онези места, където силата на Лоренц се "разгръща" в обратна посока, "освобождава" различни участъци от електрическата верига, за да се движи (върти) всеки в своята противоположна посока един спрямо друг и прекъсва "веригата" на магнитното поле или магнитни силови линии, така че различни участъци от магнитното поле да не си пречат един на друг - очевидно невъзможно (?). Изглежда, че все още не са измислени прилики на "плъзгащи се контакти" за магнитно поле или магнит.

Следователно има проблем с въртенето на магнита - неговото магнитно поле е интегрална система, която винаги е затворена в себе си и неделима в тялото на магнита. При него противоположните сили в областите, където магнитното поле е в различни посоки, се компенсират взаимно, оставяйки магнита неподвижен.

при което, работаСилата на Лоренц, ампер във фиксиран проводник в полето на магнит, очевидно отива не само за нагряване на проводника, но и за изкривяване на линиите на магнитното полемагнит.

МЕЖДУ ДРУГОТО!Би било интересно да се проведе експеримент, при който през неподвижен проводник, разположен в полето на магнит, преминават огромен токи вижте как ще реагира магнитът. Ще се нагрее ли магнитът, ще се демагнетизира или може би просто ще се счупи на парчета (и тогава е интересно - на какви места?).

Всичко дотук е опит за осмисляне без претенции за академична достоверност.

Въпроси

Какво остава неясно и трябва да се провери:

1. Все още ли е възможно магнитът да се върти отделно от диска?

Ако дадете възможност и на диска, и на магнита, безплатно се въртят независимо, и подаде ток към диска през плъзгащите се контакти, дискът и магнитът ще се въртят ли? И ако да, в каква посока ще се върти магнитът? За експеримента ви е необходим голям Неодимов магнит- Още го нямам. При обикновен магнит няма достатъчно сила на магнитното поле.

2. Въртене на различни части на диска в различни посоки

Ако се прави свободно въртящи се независимо един от други от неподвижен магнит - централната част на диска (над "дупката на поничката" на магнита), средната част на диска, както и частта от диска, излизаща отвъд ръба на магнита, и прилага ток чрез плъзгащи контакти (включително плъзгащи контакти между тези въртящи се части на диска) - централната и крайната част на диска ще се въртят ли в една посока, а средната - в обратна посока?

3. Сила на Лоренц вътре в магнит

Силата на Лоренц действа ли върху частици вътре в магнит, чието магнитно поле е изкривено от външни сили?

Днес е още един експеримент за вас, който, надяваме се, ще ви накара да се замислите. Това е динамична левитация в магнитно поле. В този случай един пръстен магнит е разположен над същия, но по-голям. Магнитите се продават по-евтино в този китайски магазин.

Това е типичен левитрон, който вече беше показан преди (материал). Голям и малък магнит. Те са насочени един към друг от едноименните полюси, съответно се отблъскват, поради което възниква левитация. Има, разбира се, магнитна кухина или потенциална яма, в която седи горният магнит. Друг момент е, че се върти поради жироскопичния момент, не се обръща известно време, докато скоростта му намалее.

Каква е целта на експеримента?

Ако завъртим горната част само за да не се преобърне, възниква въпрос. За какво? Ако можете да вземете някаква игла за плетене, например дървена. Прикрепете здраво горния магнит към него и окачете товарача отдолу и поставете тази конструкция над втората. Така, на теория, той също трябва да виси, а по-ниското тегло няма да му позволи да се преобърне.

Ще бъде необходимо да се настрои балансът на масата на този въртящ се връх много точно. Ще се получи магнитна левитация без разходи за енергия.

Как работи?

Ето един пръстен магнит, дървена игла е здраво вкарана в него. Следва пластмасова пластина с отвор за стабилизиране на спиците. И накрая - тежест. Парче пластилин за по-удобно регулиране на избора на маса. Можете да отхапете малко и да вземете такава маса от цялата тази структура, така че малкият пръстеновиден магнит да попадне ясно в зоната на левитация.

Нека внимателно го поставим в долния магнит, той някак виси. С парче плексиглас можете да опитате да стабилизирате позицията му. Но по някаква причина това не му дава хоризонтална стабилизация.

Ако махнете плочата и върнете всичко обратно, тогава магнитът, заедно с оста, на която лежи, ще падне настрани. Когато се върти, по някаква причина се стабилизира в магнитната яма. Въпреки че, обърнете внимание, по време на това въртене той се движи от една страна на друга, вероятно с пет милиметра. По същия начин той осцилира във вертикално положение отгоре надолу. Изглежда, че този магнитен кладенец има известна реакция. Веднага щом горният магнит падне в ямата, той го улавя и задържа. Остава само жироскопичен момент, за да се гарантира, че този магнит няма да се преобърне.

Какъв беше смисълът на експеримента?

Проверете, ако направим показаната конструкция с оста, тя всъщност прави същото, предотвратявайки обръщането на магнита. Довежда го до зоната на потенциалната дупка, ние избираме теглото на тази структура. Магнитът е в дупка, но, влизайки в нея, по някаква причина не се стабилизира хоризонтално. Все пак тази структура пада встрани.

След този експеримент има основен въпрос: защо е толкова несправедливо, когато този магнит се върти като връх, виси в потенциален кладенец, всичко е идеално стабилизирано и уловено; и когато се създадат същите условия, всичко е същото, тоест маса и височина, ямата сякаш изчезва. Просто изскача.

Защо няма стабилизация на горния магнит?

Вероятно това е така, защото е невъзможно магнитите да бъдат перфектни. Както по форма, така и по намагнитване. Полето има някои дефекти, изкривявания и затова нашите два магнита не могат да намерят равновесно състояние в него. Те със сигурност ще се изплъзнат, защото между тях няма триене. И когато Levitron се върти, полетата изглеждат изгладени, горната част на конструкцията няма време да отиде настрани по време на въртене.

Това е разбираемо, но това, което мотивира автора на видеото да направи този експеримент, е наличието на потенциална дупка. Надявахме се, че тази яма има някаква граница на безопасност, за да задържи конструкцията. Но, уви, по някаква причина това не се случи. Бих искал да прочета вашето мнение за тази гатанка.

Има още материали по темата.