Несколько способов применения неодимовых магнитов. Магнитная левитация - что это такое и как это возможно

Существует большое количество устройств, относящихся к так называемым « ». Среди них имеются многочисленные конструкции генераторов тока, позволяющие получать электричество из магнита. В этих устройствах применяются свойства постоянных магнитов, способных к совершению внешней полезной работы.

В настоящее время ведутся работы по созданию , способного приводить в движение устройство вырабатывающее ток. Исследования в этой области еще до конца не закончены, однако, на основе полученных результатов можно вполне представить себе его устройство и принцип действия.

Как получить электричество из магнита

Для того, чтобы понять как работают подобные устройства, необходимо точно знать, чем они отличаются от обычных электрических двигателей. Все электродвигатели, хотя и пользуются магнитными свойствами материалов, движение свое осуществляют исключительно под действием тока.

Для работы настоящего магнитного двигателя используется только лишь постоянная энергия магнитов, с помощью которой выполняются все необходимые перемещения. Основной проблемой этих устройств является склонность магнитов к статическому равновесию. Поэтому на первый план выходит создание переменного притяжения, с использованием физических свойств магнитов или механических приспособлений в самом двигателе.

Принцип действия двигателя на постоянных магнитах основан на крутящем моменте отталкивающих сил. Происходит действие одноименных магнитных полей постоянных магнитов, расположенных в статоре и роторе. Их движение осуществляется во встречном направлении по отношению друг к другу. Для того, чтобы решить проблему притяжения был использован медный проводник с пропущенным по нему электрическим током. Такой проводник начинает притягиваться к магниту, однако при отсутствии тока, притяжение прекращается. В результате, обеспечивается цикличное притяжение и отталкивание деталей статора и ротора.

Основные виды магнитных двигателей

За весь период исследований было разработано большое количество устройств, позволяющих получить электричество из магнита. Каждый из них имеет собственную технологию, однако все модели объединяет . Среди них не существует идеальных вечных двигателей, поскольку магниты через определенное время полностью утрачивают свои качества.

Наиболее простое устройство у антигравитационного магнитного двигателя Лоренца. В его конструкцию входят два диска с разноименными зарядами, подключенные к питанию. Половина этих дисков размещается в полусферическом магнитном экране, после чего начинается их постепенное вращение.

Самым реальным функционирующим устройством считается простейшая конструкция роторного кольцара Лазарева. Он состоит из емкости, которую разделяет пополам специальная пористая перегородка или керамический диск. Внутри диска устанавливается трубка, а сама емкость заполняется жидкостью. Вначале жидкость попадает в низ емкости, а затем под действием давления начинает пот трубке перемещаться вверх. Здесь жидкость начинает капать из загнутого конца трубки и вновь попадает в нижнюю часть емкости. Для того, чтобы это сооружение приняло форму двигателя, под каплями жидкости располагается колесико с лопастями.

Непосредственно на лопастях устанавливаются магниты, образующее магнитное поле. Вращение колесика ускоряется, вода перекачивается быстрее и, в конце концов, устанавливается определенная предельная скорость работы всего устройства.

Основой линейного двигателя Шкондина является система расположения одного колеса в другом колесе.Вся конструкция состоит из двойной пары катушек с разноименными магнитными полями. За счет этого обеспечивается их движение в разные стороны.

В альтернативном двигателе Перендева используется только магнитная энергия. Конструкция состоит из двух кругов - динамичного и статичного. На каждом из них с одинаковой последовательностью и интервалами расположены магниты. Свободная сила самоотталкивания приводит в бесконечное движение внутренний круг.

Применение устройств на постоянных магнитах

Результаты исследований в данной области уже сейчас заставляют задумываться о перспективах применения магнитных устройств.

В будущем отпадет надобность во всевозможных и зарядных устройствах. Вместо них будут использоваться магнитные двигатели самых разных размеров, приводящие в движение миниатюрные генераторы тока. Таким образом, множество ноутбуков, планшетов, смартфонов и прочей аналогичной аппаратуры будут непрерывно работать в течение продолжительного времени. Эти источники питания смогут переставляться со старых моделей на новые.

Магнитные устройства с более высокой мощностью смогут вращать такие генераторы, которые заменят оборудование современных электростанций. Они легко смогут работать вместо двигателей внутреннего сгорания. В каждой квартире или доме будет установлена индивидуальная система энергообеспечения.

Для многих людей магнит до сих пор является загадкой, хотя с данным металлом и явлением в принципе, люди познакомилась очень давно. Уже тогда была разработана целая система по изготовлению различных магнитов. Сегодня же это далеко не редкость и даже мощные магниты можно сделать в домашних условиях.

Создание магнита с подручных средств

Конечно, для многих это покажется даже чем-то сверхъестественным и возможно даже будет шоком, но даже сейчас, сидя дома, большинство людей могут изготовить магнит своими руками. Ниже представлено четыре способа, в которых описано, как сделать мощный магнит в домашних условиях.

Способ №1

Первый и наверняка поэтому самый простой способ: для его осуществления нужно лишь взять любой предмет, который можно намагнитить (предмет должен быть металлическим) и провести им несколько раз вдоль постоянного магнита, причем делать это следует только в одном направлении. Но, к сожалению, такой магнит будет недолговечным и очень быстро потеряет свои магнитные свойства.

Способ №2

Данный метод намагничивания производится с помощью батарейки или аккумулятора на 5 или 12 вольт. Чаще всего он применятся для намагничивания отверток и выполняется следующим образом:

Берется медная проволока определенной длины, которой будет достаточно для того, чтобы обмотать стержень отвертки 280 - 350 раз. Лучше всего подходит проволока из трансформаторов, или та, что предназначена для их производства.
Изолируется предмет, в данном случае, при помощи изоленты выполняется обмотка всего стержня отвертки.
Выполняется сама обмотка и подключение ее к батарее. Один конец - к плюсу, другой – к минусу. Обмотку следует проводить виток к витку, равномерно. Изоляция также должна быть плотной.

В результате данных манипуляций, с отверткой будет намного приятнее работать. Такой операцией можно превратить любые старые ненужные отвертки в действительно удобный инструмент.

Способ №3

Этот вариант описывает то, как сделать мощный магнит довольно простым способом. На самом деле он полностью уже был описан выше, но конкретно этот способ подразумевает под собой другой материал. В данном случае будет использоваться обычный металл, а точнее небольшой кусок из него, желательно кубической формы и более мощная катушка. Теперь количество витков нужно увеличить в 2-3 раза, чтобы намагничивание прошло успешно.

Способ №4

Этот метод очень опасен и категорически запрещен для исполнения людьми, не являющимися профессионалами в сфере электрики. Выполняется строго с соблюдением техники безопасности, главное помнить, что ответственность за жизнь и здоровье несете только Вы и никто больше.

Он рассказывает о том, как сделать сильный магнит в домашних условиях, при этом затратив небольшую сумму денег. В этом случае будет использоваться еще более мощная катушка, намотанная исключительно из меди, а также плавкий предохранитель для сети в 220 вольт.

Предохранитель нужен для того, чтобы катушку можно было вовремя отключить. Сразу же после подключения в сеть он сгорит, но при этом за такой промежуток времени успеет пройти процесс намагничивания. Сила тока в таком случае будет максимальной для сети и магнит будет достаточно мощным.

Мощный электромагнит своими руками

Во-первых, нужно разобраться с тем, что это такое. Электромагнит представляет из себя целое устройство, которое при подаче на него определенного тока, работает как обычный магнит. Сразу же после прекращения он теряет эти свойства. О том, как сделать мощный магнит из обычной катушки и железа было описано выше. Так вот, если вместо железа использовать магнитопровод, то как раз и получится тот самый электромагнит.

Для того, чтобы разобраться с тем, как сделать сильный магнит в домашних условиях, который будет работать от сети, нужно всего лишь вспомнить немного информации из курса школьной физики и понять, что при увеличении катушки, а также магнитопровода, возрастет и мощность магнита. Но при этом потребуется больше тока, для раскрытия полного потенциала магнита.

Но самыми мощными все же остаются именно неодимовые, они обладают всеми самыми желанными свойствами и при своей силе имеют небольшой размер и вес. О том, как делать неодимовые магниты собственными руками и возможно ли это вообще и пойдет речь дальше.

Изготовление неодимового магнита

Из-за сложного состава и специальной методики производства, вопрос о том, как сделать неодимовый магнит своими руками в домашних условиях отпадает сам собой. Но многих все же интересует, как делать неодимовые магниты, ведь, казалось бы, если можно сделать обычный магнит, то и неодимовый также вполне реально изготовить.

Но все не так просто, как кажется в действительности. Производством таких магнитов занимаются серьезные компании, они используют специальные технологии очень мощного намагничивания материала. И это помимо того, что используется достаточно сложный в добыче и производстве сплав. Поэтому на данный вопрос можно четко ответить – никак. Если у кого-то получится это сделать, то он с легкостью сможет открыть свое производство, так как необходимое оборудование у него уже будет.

Применение созданных магнитов

Применение в промышленно-хозяйственных целях

Применяются в различных электроприборах. Особенно часто встречаются в устройствах, оборудованных динамиками. Любая динамическая головка включает в себя магнит, ферритовый или неодимовый, в редких случаях используются и другие. Также используются магниты в мебельном производстве, игрушках. На производствах, при фильтрации сыпучих материалов.

Применение в домашних условиях

Магниты на холодильник – это одно из самых распространенных направлений применения магнитов. Также некоторые используют их для остановки счетчиков, для того чтобы снизить плату на коммунальные услуги, но делать так категорически запрещено, да и нецелесообразно.

Заключение

Исходя из этой статьи можно понять то, как сделать мощный магнит в домашних условиях, при этом не затратив на это каких-то особых усилий и материальных средств. Но не стоит экспериментировать с мощной сетью людям, которые не разбираются в электричестве и вообще не имеют представления о том, как это работает, потому как это серьезно и очень опасно для жизни человека.

Про неодимовые магниты на сегодняшний день не слышал, наверное, только глухой. Они производятся из сплава – NdFeB, который обладает замечательными магнитными свойствами (он не только мощно магнитит, но и очень устойчив к размагничиванию). Неодимовые магниты купить в Москве несложно, а вот пользы в хозяйстве они могут принести немало. Рассмотрим несколько нетривиальных способов использования таких магнитов в хозяйстве. Итак,

Самое простое и веселое - это игрушки и головоломки. Для этого используются довольно слабенькие маленькие магниты, как правило, в форме шариков. Из них собираются различные сложные формы и скульптуры. Но не стоит забывать, что такие магниты НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ нельзя давать детям до 4 лет! Проглоченная пара таких магнитов, защепив стенку кишечника или желудка, запросто может вызвать ее перфорацию со всеми вытекающими.

Неодимовые магниты отлично используются в качестве фиксаторов. В принципе, пара средних магнитов вполне способны заменить настольные тиски. При всем при том магниты применять удобнее, так как с их помощью можно фиксировать детали сложной формы.

Автомобилистам будет, наверное, интересно использование неодимовых магнитов в качестве маслофильтра. Если повесить его на сливную пробку двигательного картера, то он задержит в этом месте все металлические включения, которые потом будет легко удалить.

Благодаря своей силе, такие магниты можно с успехом использовать и в поисковых мероприятиях. Например, найти в ковре упавшую иглу, или в речке пулемет времен Великой отечественной войны (для этого продаются специальные поисковые магниты с проушиной для веревки). Можно так же использовать для поиска арматуры в стенах.

С давних пор магниты применяются фокусниками для создания иллюзии левитации. С появлением неодима, такие фокусы вышли на новый уровень.

Можно так же с успехом намагничивать таким магнитом различные стальные предметы (отвертки, биты, пинцеты иглы и пр.). Ими же можно даже заново намагнитить размагнитившийся обычный магнит.

Фиксация инвентаря и инструментария. Специальные держатели с магнитными свойствами помогут вам в грамотном планировании рабочего пространства.

Выправление вмятин, начиная от кузовного ремонта и заканчивая ремонтом духовых инструментов.
Для удаления данных с магнитных носителей (жестких дисков, аудио- и видеокассет, кредитных карт). Мощное магнитное поле отлично удаляет всю информацию. Быстро и без дополнительных усилий.

В общем, неодимовые магниты являются просто незаменимым помощником в хозяйстве. Только при работе с ними, особенно мощными строго соблюдайте технику безопасности. Если между магнитящимися предметами попадет палец или другая часть тела (про детей я уже писал), это может очень плохо закончится.

Берегите себя!
По материалам: http://neo-magnets.ru/

Чтобы понять, как увеличить силу магнита, нужно разобраться в процессе намагничивания. Это произойдет, если магнит расположить во внешнем магнитном поле противоположной стороной к исходной. Увеличение же мощности электромагнита происходит тогда, когда увеличивается подача тока или умножаются витки обмотки.

Увеличить силу магнита можно с помощью стандартного набора необходимого оборудования: клея, набора магнитов (нужны именно постоянные), источника тока и изолированного провода. Они понадобятся для осуществления тех способов увеличения силы магнита, которые представлены ниже.

Усиление с помощью более мощного магнита

Этот способ заключается в использовании более мощного магнита для усиления исходного. Для осуществления надо поместить один магнит во внешнее магнитное поле другого, обладающего большей мощностью. Также с этой же целью применяют электромагниты. После удержания магнита в поле другого, произойдет усиление, но специфика заключается в непредсказуемости результатов, поскольку для каждого элемента такая процедура будет работать индивидуально.

Усиление с помощью добавления других магнитов

Известно, что каждый магнит имеет два полюса, причем каждый притягивает противоположный знак других магнитов, а соответствующий – не притягивает, лишь отталкивает. Как увеличить мощность магнита, используя клей и дополнительные магниты. Здесь предполагается добавление других магнитов с целью увеличения итоговой мощности. Ведь, чем больше магнитов, тем, соответственно, будет больше сила. Единственное, что нужно учесть, - это присоединение магнитов одноименными полюсами. В процессе они будут отталкиваться, согласно законам физики. Но задача состоит в склеивании, несмотря на сложности в физическом плане. Лучше использовать клей, который предназначен для склеивания металлов.

Метод усиления с использованием точки Кюри

В науке есть понятие точки Кюри. Усиление или ослабление магнита можно произвести, нагревая или охлаждая его относительно самой этой точки. Так, нагревание выше точки Кюри или сильное охлаждение (гораздо ниже нее) приведет к размагничиванию.

Надо заметить, что свойства магнита при нагревании и охлаждении относительно точки Кюри имеют скачкообразное свойство, то есть, добившись правильной температуры можно усилить его мощность.

Метод №1

Если возник вопрос, как сделать магнит сильнее, если его сила регулируется электрическим током, то сделать это можно с помощью увеличения тока, который подается на обмотку. Здесь идет пропорциональное увеличение мощности электромагнита и подачи тока. Главное, ⸺ постепенная подача, чтобы не допустить перегорания.

Метод №2

Для осуществления этого метода надо увеличить количество витков, но длина должна оставаться неизменной. То есть, можно сделать один-два дополнительных ряда провода, чтобы общее количество витков стало больше.

В этом разделе рассмотрены способы, как увеличить силу магнита в домашних условиях, для экспериментов можно заказать на сайте МирМагнитов .

Усиление обычного магнита

Множество вопросов возникает, когда обычные магниты перестают выполнять свои прямые функции. Это часто происходит из-за того, что бытовые магниты таковыми не являются, ведь, по сути, они намагниченные металлические части, которые теряют свойства с течением времени. Усилить мощность таких деталей или вернуть им свойства, которые были изначально, невозможно.

Надо заметить, что прикреплять к ним магниты, даже более мощные, не имеет смысла, поскольку, при их соединении обратными полюсами, внешнее поле становится гораздо слабее или вообще нейтрализуется.

Это можно проверить с помощью обычной бытовой занавески-москитки, которая должна закрываться посередине при помощи магнитов. Если на слабые исходные магниты сверху прикрепить более мощные, то в результате штора вообще потеряет свойства соединения с помощью притяжения, потому что противоположные полюса нейтрализуют внешние поля друг друга на каждой из сторон.

Эксперименты с неодимовыми магнитами

Неомагнит довольно популярен, его состав: неодим, бор, железо. Такой магнит обладает высокой мощностью и отличается стойкостью к размагничиванию.

Как усилить неодим? Неодим очень подвержен коррозии, то есть быстро ржавеет, поэтому неодимовые магниты покрывают никелем, чтобы повысить срок службы. Также они напоминают керамику, их легко разбить или расколоть.

Но пытаться увеличивать его мощность искусственным способом нет смысла, потому что это постоянный магнит, он имеет определенный для себя уровень силы. Поэтому, если вам необходимо иметь более мощный неодим, лучше приобрести его, учитывая нужную силу нового.

Заключение: в статье рассмотрена тема, как увеличить силу магнита, в том числе, как увеличить мощность неодимового магнита. Получается, что существует несколько способов увеличить свойства магнита. Потому что бывает просто намагниченный металл, увеличить силу которого невозможно.

Наиболее простые способы: с помощью клея и других магнитиков (они должны быть приклеены идентичными полюсами), а также – более мощного, во внешнем поле которого должен находится исходный магнит.

Рассмотрены способы увеличения силы электромагнита, которые заключаются в дополнительной обмотке проводами или усилении поступления тока. Единственное, что нужно учитывать - это силу поступления тока в целях безопасности и сохранности аппарата.

Обычные и неодимовые магниты не способны поддаваться на увеличение собственной мощности.

Слово «левитация» происходит от английского «levitate» - парить, подниматься в воздух. То есть левитация — это преодоление объектом гравитации, когда он парит и не касается опоры, не отталкиваясь при этом от воздуха, не используя реактивную тягу. С точки зрения физики, левитация — это устойчивое положение объекта в гравитационном поле, когда сила тяжести скомпенсирована и имеет место возвращающая сила, обеспечивающая объекту устойчивость в пространстве.

В частности магнитная левитация — это технология подъёма объекта с помощью магнитного поля, когда для компенсации ускорения свободного падения или любых других ускорений используется магнитное действие на объект. Именно о магнитной левитации и пойдет речь в данной статье.

Магнитное удержание объекта в состоянии устойчивого равновесия можно реализовать несколькими способами. Каждый из способов имеет свои особенности, и к каждому можно предъявить претензии, вроде «это не настоящая левитация!», и так оно на самом деле и будет. Настоящая левитация в чистом виде недостижима.

Так, теорема Ирншоу доказывает, что, используя только ферромагнетики, невозможно устойчиво удерживать объект в гравитационном поле. Но несмотря на это, с помощью сервомеханизмов, диамагнетиков, сверхпроводников и систем с вихревыми токами возможно достичь подобие левитации, когда какой-нибудь механизм помогает объекту сохранять равновесие, когда тот поднят над опорой магнитной силой. Однако обо всем по порядку.

Электромагнитная левитация с системой слежения

Применив схему на базе электромагнита и фотореле можно заставить левитировать небольшие металлические предметы. Предмет будет парить в воздухе на некотором расстоянии от неподвижно закрепленного на стойке электромагнита. Электромагнит получает питание, пока фотоэлемент, закрепленный в стойке, не затенен парящим предметом, пока на него попадает достаточно света от неподвижно закрепленного контрольного источника, это значит, что объект нужно притянуть.

Когда объект достаточно приподнят, электромагнит отключается, поскольку в этом момент тень от перемещенного в пространстве объекта падает на фотоэлемент, перекрывая свет источника. Объект начинает падать, но упасть не успевает, так как снова включился электромагнит. Так, отрегулировав чувствительность фотореле, можно добиться эффекта, при котором объект будет как-бы висеть на одном месте в воздухе.

На самом деле объект непрерывно то падает, то вновь немного приподнимается электромагнитном. Получается иллюзия левитации. На этом принципе основана работа «левитирующих глобусов» - довольно необычных сувениров, где к глобусу прикреплена магнитная пластина, с которой и взаимодействует электромагнит, скрытый в подставке.

Графитовый грифель от простого карандаша является диамагнетиком, то есть веществом, которое намагничивается против внешнего магнитного поля. В определенных условиях происходит полное вытеснение магнитного поля из материала диамагнетика, например графитовый грифель обладает высокой магнитной восприимчивостью, и начинает парить над неодимовыми магнитами даже при комнатной температуре.

Для устойчивости эффекта магниты следует собрать в шахматном порядке (полюса магнитов), тогда графитовый стержень не выскользнет из «магнитной ловушки» и будет левитировать.

Редкоземельный магнит с индукцией всего 1 Тл может висеть между пластинами висмута, а в магнитном поле с индукцией 11 Тл можно между пальцами стабилизировать «левитацию» маленького неодимового магнита, поскольку руки человека являются диамагнетиком, как и вода.

Известен достаточно широко распространенный опыт с левитирующей лягушкой. Животное аккуратно помещают над магнитом, который создает магнитную индукцию больше 16 Тл и лягушка, демонстрируя диамагнитные свойства, фактически зависает в воздухе на небольшом расстоянии от магнита.

Пластина из оксида иттрия-бария-меди охлаждается до температуры жидкого азота. В этих условиях пластина . Если теперь положить неодимовый магнит на подставку над пластиной, а затем подставку из под магнита вытащить, то магнит зависнет в воздухе — будет левитировать.

Даже небольшой магнитной индукции порядка 1 мТл достаточно чтобы магнит, будучи положен на пластину, приподнялся над охлажденным высокотемпературным сверхпроводником на несколько миллиметров. Чем выше индукция магнита — тем выше он поднимется.

Дело здесь в том, что одно из свойств сверхпроводника — выталкивание магнитного поля из сверхпроводящей фазы, и магнит, отталкиваясь от этого магнитного поля противоположного направления как-бы всплывает и продолжает парить над охлажденным сверхпроводником до тех пор, пока он не выйдет из сверхпроводящего состояния.

Вихревые токи (токи Фуко), наводимые переменными магнитными полями в массивных проводниках также способны удерживать предметы в левитирующем состоянии. Например катушка с переменным током может левитировать над замкнутым кольцом из алюминия, а алюминиевый диск будет парить над катушкой с переменным током.

Объяснение здесь такое: по закону Ленца, индуцируемый в диске или в кольце ток будет создавать такое магнитное поле, что его направление станет препятствовать причине его вызывающей, то есть в каждый период колебаний переменного тока в индукторе, в массивном проводнике будет индуцироваться магнитное поле противоположного направления. Так, массивный проводник или катушка подходящий формы смогут левитировать все время пока включен переменный ток.

Аналогичный механизм удержания проявляется, когда роняют внутри медной трубы — магнитное поле индуцированных вихревых токов направлено противоположно магнитному полю магнита.

Андрей Повный