Левитирующий двигатель своими руками: Левитирующий двигатель(мотор мендосино). Украшение для рабочего стола

Как сделать левитирующий двигатель

У тихоокеанских островитян есть религия самолетопоклонников. Во время войны они видели, как приземляются самолеты, полные всяких хороших вещей, и они хотят, чтобы так было и теперь. Поэтому они устроили что то вроде взлетно посадочных полос, по сторонам их разложили костры, построили деревянную хижину, в которой сидит человек с деревяшками в форме наушников на голове и бамбуковыми палочками, торчащими как антенны — он диспетчер, — и они ждут, когда прилетят самолеты. Они делают все правильно.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Вечный двигатель: Мендосинский мотор, модели и их описание
• Ховерборд своими руками: строим макет левитирующей доски
• Мотор Мендосино. Играем в магнитики.
• Анатолий Зайцев: левитирующий транспорт может заменить даже метро
• Мендосинский мотор
• Мотор Мендосино. Играем в магнитики.
• Как сделать левитрон своими руками
• Мендосинский мотор

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как сделать солнечный Мендосинский мотор

Вечный двигатель: Мендосинский мотор, модели и их описание

Вот только сегодня утром на работе думал пройти 1ую часть , пришёл с работы , зашёл на пикабу и на те вам. Ну как не может, вату же двигает, фольгу! Да им много чего двигать можно, фантики от конфет пудово должен. Ротор будет вырывать при перемене нагрузки. Так что придется создавать для оси дополнительную опору подшипниками.

А чтоб еще увеличить мощность, придется фотоэлементы заменить на подачу напряжения. Так что сложно и бесполезно. Подключить солнечные панели напрямую, вот как. Не будет лишней растраты энергии на преобразованиях и на трение с воздухом. Еще будут одновременно 4 панели использоваться, а не полторы. Изобрести генератор, который будет вырабатывать ток при перемешении в нем ваты.

Трение о воздух тоже ничтожно. К тому моменту, когда на нем станут заметны эррозионные процессы, ось уже протрет фторопласт, выточит дыру в стекле и там застрянет. Трение о воздух нифига не ничтожно. Погуглите волчки в обычной среде и в вакууме.

Совершенно по-разному себя ведут. Это на фоне современных ютубных бубнильщиков и гундосильщиков так. Обычный хороший голос, но не дикторский.

Мне кажется, тут таже тема, что и с двигателями. В определенный момент, нужно чтобы ток тек именно в том направлении, в котором нужно и чтобы магнитное поле было именно таким, каким оно получалось бы с определенной полярностью. Или я не прав? Всё верно, если и ставить зеркало , то нужно направить его так, чтобы оно свет направляло на верхнюю часть ротора.

Вообще такое зеркало поможет запускать такой двигатель при более слабом освещении. Такая моща будет! Слушай чувак, а я тут подумал ты вроде что-то понимаешь в физике или это что-то другое , вот у фотонов есть своя скорость, точно не помню какая вообщем скорость света, но когда фотон бьется о поверхность то он теряет скорость.

Это как сработает или нет? Я не спал сутки и залился большим объемом кофе, заранее извиняюсь за упоротый и возможно глупый вопрос. Фотон же не теряет скорость после отражения. Фотон может изменить скорость только при переходе из одной среды в другую. Давно мучает вопрос, а почему подшипники не делают на воздушно-магнитной подушке чтобы ликвидировать трение?

У него лампочка на Вт!! Перед нами преступник дамы и господа! Срочно пишем коллективное заявление в полицию! У меня в городе в одном из строительный магазинов их продают и на Вт и на Под видом тепловыделяющих элементов. И не подкопаешься! Можно ли замерять прецессию этой штуки во времени? Предлагаю установить на пенопласт в емкости с водой и дать покрутиться часа 3.

На сколько точно сориентируется по меридиану? Ребята, а нет ни у кого подробной инструкции как подобный собрать двигатель, или раскидайте сами, как катушку с фотоэлементами собрать правильно, с магнитами то я въехал главное их разместить правильно, а вот изготовление катушки и как присобачить к ней фотоэлементы вызывает определённую трудность, будучи не физиком и далёким от всех работ с электроникой поясните на пальцах если не в ломы, где можно купить куда наматать, к чему припаять и чтоб тадааа и всё работало.

У меня была другая идея перпетум мобиле, но поскольку я не физик, и руки не из плеч, реализовать эту идею нет возможности. Если закрепить на пятку опоры и кончик штыря еще пару отталкивающихся магнитов, то ротор совсем не будет иметь контакта с опорой. Да конечно Странно, что никто не догадался. Хотя может дело в том, что не очень просто будет уравновесить систему только в магнитном поле? Интересно, а если между панелями натыкать мелких светодиодов, часы могут получиться?

Вечный двигатель — не то что вечно крутится, а то что выдаёт энергию не забирая её. Тут просто двигатель который крутится от солнечной батареи. Это НЕ генератор, он не вырабатывает ток а потребляет его. Желательно водонепроницаемого. Приделать с помощью ремней или шестерен, или еще каким-либо возможным способом генератор. И вот источник энергии в походе». Отковырять солнечные панели, поместить на одну плоскость, а дальше хоть в водонепроницаемый чехол его суй. Получишь бесполезный в походе генератор, потому что энергии там кот наплакал.

Если погрузить левитирующие магниты в магнитную яму — все будет висеть в воздухе без всяких точек опор. Например, летающий волчок можно легко загуглить. Он висит в воздухе пока вращается, однако само вращение требуется, чтобы волчок просто другим полюсом не повернулся. Однако, если мы берем систему с несколькими магнитными «опорами» — то вращение не требуется. А мог тупо и не делать. Делать магнитную яму сложнее, нежели на двусторонний скотч магниты нацепить. Что ты видишь?

Тут генератор — это солнечная панель, и подключить ее напрямую будет куда эффективнее. В ветряках же, генератор — ветер, который вращает лопасти, которые передают вращающий момент на ротор. Суём этот генератор в вакуум, смазываем, делаем так, чтобы свет попадал с той стороны, где нужно, через муфту вал подключаем к редуктору? Чтобы избежать потерь на раскручивание, можно сделать коробку передач, когда при достижении определённой скорости подключается следующее звено редукторов.

И вауаля! Конечный оборот у нас уже не в минуту, а, скажем, !!! А потом к этому генератору другой двигатель, подключённый по схеме выше, и так до бесконечности. И вообще, таким образом, развиваем скорость света!!! Масса тела от скорости не зависит, эту формулу лучше забудьте, а книги по физике, в которых сказано, что масса тела меняется со скоростью — в мусор. Не забывай что редуктор прибавляя скорость пропорционально уменьшает силу. В конце концов мотор просто не сможет провернуть редуктор не хватит силы.

Генератор при подключении нагрузки будет вырабатывать тормозящий электромагнитный момент, что уже начинает тормозит первую систему. Ты серьёзно что ли???? Вы вообще гуманитарии тут все что ли? По-твоему, направление света изменяет направление вращения? Этот свет что, по-твоему, подобен ветру и «дует» на солнечные панели? Чтоб ты знал, «Плюс и минус» у солнечной панельки неизменны, с какой стороны ни свети! Нет, не потому, а потому что принципиальная схема фени из видео подразумевает подключения фотоэлементов к катушке противоположными контактами, дабы в аналогичных положениях, относительно источника света в катушке возникал ток одинаковой направленности не несмотря на поворот в градусов.

Иными словами при освещении двух противоположно расположенных фотоэлементов одновременно токи в них будут противоположнонаправленны и скомпенсируются правило Кирхгофа, мать его что сведет намагничивание котушки на нет и никакого вращательного момента не будет.

Так что да, свет с двух сторон не даст вращаться. И аналогия с ветром в конкретном данном случае в принципе уместна. Если он в видео подключен так, что «в катушке возникал ток одинаковой направленности», то от переноса источникасвета или добавления второго никакой другой направленности тока не возникнет.

Я понял. Объясняю проще. Устройство в видео состоит из двух катушек и четырех фотоэлементов. По два фотоэлемента на катушку. Рассмотрим набор из катушки и её двух фотоэлементов. Прошу посмотреть на криво нарисованные иллюстрации чуть ниже.

Очевидно же, в каком направлении действует вращающая сила? Провернем конструкцию на пол оборота, чтобы убедиться в том, что она корректно работает. Все ок, активный фотоэлемент крутит в нужном направлении.

А в какую же сторону оно будет крутить сейчас? Ток-то нулевой суммарный. Да иди ты в пень. И думай сначала, а потом пиши про ЕГЭ. А ещё, ради приличия, посмотри видео в посте, даже он объясняет почему если свет будет с двух сторон — вращаться не будет, слушай про переполюсовку.

Направления света тут вообще нет. Если свет будет светить с двух сторон, две противоположные световые панели будут активны — система будет равносильна цепи с двумя источниками одинакового ЭДС и разного направления тока, без. Минусую как быдло и гуманитарий с высшим образованием энергетика.

Ховерборд своими руками: строим макет левитирующей доски

Сейчас пока над этим не думаю, не до того, но как увижу любую инфу по вопросу, все равно всегда изучаю. Я думаю разгадка в магнитах. И раньше так думал, и сейчас. Левитирующие диски Шарля. Менее трагично, но не менее драматично сложилась жизнь у Джона Шарля — человека, открывшего эффект, названный его именем, и построивший модели летающих тарелок, названных левитирующими дисками Шарля.

Чувак, левитирующий — это подвешенный в гравитационном поле антигравитацией. А это настольный магнитный подвес в домашнем.

Мотор Мендосино. Играем в магнитики.

Мендосинский бесколлекторный магнитно-левитационный солнечный мотор Ларри Спринга , или мендосинский мотор англ. Мотор состоит из ротора многоугольного обычно квадратного сечения, насаженного на вал. Ротор имеет два набора обмоток с питанием от солнечных батарей. Вал расположен горизонтально, на каждом его конце находится постоянный кольцевой магнит. Магниты на валу обеспечивают левитацию , так как находятся над отталкивающими магнитами, расположенными в основании. Дополнительный магнит, находящийся под ротором, создаёт магнитное поле для обмоток ротора. Когда свет падает на одну из солнечных батарей, она генерирует электрический ток, который течёт по обмотке ротора. Этот ток производит магнитное поле, которое взаимодействует с полем магнита под ротором. Это взаимодействие приводит ротор во вращение.

Анатолий Зайцев: левитирующий транспорт может заменить даже метро

Левитирующий двигатель мендосинский мотор , который вы можете купить в нашем магазине. Представляет из себя экзотическую модель электродвигателя. Ротор состоит из четырёх солнечных панелей и двух независимых обмоток насаженных на вал. Сам ротор левитирует в воздухе на магнитной подушке.

Все остальное, даже скоростная железная дорога, считается сдерживающим фактором.

Мендосинский мотор

Регистрация и вход. Поиск по картине Поиск изображения по сайту Указать ссылку. Загрузить файл. Крутой поиск баянов. Везде Темы Комментарии Видео. О сайте Активные темы Помощь Правила Реклама.

Мотор Мендосино. Играем в магнитики.

Сайт помогает найти что-нибудь интересное в огромном ассортименте магазинов и сделать удачную покупку. Если Вы купили что-то полезное, то, пожалуйста, поделитесь информацией с другими. Также у нас есть DIY сообщество , где приветствуются обзоры вещей, сделанных своими руками. Установка её в Москвич. Своими руками. Последний раз. Зарегистрироваться Логин или эл.

Кристаллом мною назван левитирующий неодимовый магнит – он обклеен Однако существует возможность сделать левитацию реальной, Катушки электромагнитов использованы с двигателя ведущего вала.

Как сделать левитрон своими руками

Игорь, надо конструкцию просто перевернуть. Так как это у обычного волчка. Нижняя часть должна упираться в кольцевой магнит, а верхняя висеть над ней. Сила гравитации тогда сама будет выравнивать направление вращения оси.

Мендосинский мотор

Радиоконструктор «Солнечный мотор » — это очень интересный и разносторонний набор. В нем содержатся детали для сборки модели «Солнечный привод», «Мендосинский двигатель», «Левитирующий якорь», в комплекте: солнечные батареи, провод, неодимовые магниты, корпус, ось, подробная инструкция. С помощью набора можно собрать модель устройства, работающих от солнечной батареи. Параметры: Габариты упаковки: глубина упаковки: 3 см; ширина упаковки: 15 см; высота упаковки: 10 см Назначение: опыты, развитие Сезон: круглогодичный Производство: Микроконт. Страна производитель: Россия Комплектация: набор конструктор.

Комментарий: От пользователя: URL:.

Противоположные фотоэлементы соединяются встречно-параллельно минусы с плюсами и к каждой паре параллельно подпаяна своя катушка вит. Перед намоткой необходимо приклеить все фотоэлементы, с заранее припаянными тонкими проволочками от монтажного провода , продетыми сквозь проткнутые иглой боковые картонки наружу. В каждой боковушке 2 отверстия и из каждого из них будет выходить пара скрученных и укороченных до мм отрезков. К ним после намотки подпаиваются выводы катушек. Я всё соединял внутри, но это сложнее.. Если после сборки не крутится, а раскачивается — поменяйте местами выводы одной из катушек.

Мендосинский мотор. Изготовление во всех подробностях Дмитрий Коржевский. Как сделать солнечный Мендосинский мотор How-todo.

Мендосинский мотор. Виды и устройство. Работа и применение

Технология вечного двигателя была интересна во все времена. Именно поэтому многие ученые, в том числе обычные люди пытаются решить вопрос его создания. Считается, что создание вечного двигателя произведет мировую революцию и сделает его создателя известным и богатым человеком. Но необходимо учитывать, что наукой на данный момент отвергается возможность его разработки, ведь придется нарушить физические законы. В сети постоянно появляются подобного рода двигатели, но до сих пор решить данную проблему так и не удалось.

Одним из таких двигателей является мендосинский мотор. Данное изобретение часто называют солнечным вечным двигателем. У него нет проводов, шлангов или иных кабелей, через которые подводится питание. И если не знать, как он работает, то этот движок можно назвать фантастическим. Он может вращаться просто так и при этом находиться в левитирующем состоянии. Но не все так просто.

Мендосинский мотор появился в 1994 году благодаря стараниям американца Ларри Спринга. Свое название двигатель получил благодаря окрестности Мендосино, которая находится на побережье Калифорнии. Долгий период времени данный агрегат располагался в магазине Лари. Спустя некоторое время он стала пользоваться большой популярностью среди местных жителей. Объяснялось это просто – ротор крутился без остановки, при этом находился практически в подвешенном состоянии.

В уникальном устройстве движка Спринга ось опиралась на стекла благодаря заостренным пяткам. Однако в современных конструкциях несколько изменилась. Сегодня ось буквально левитирует. С одной стороны ось опирается только о воздушное пространство. Только с другой стороны ось ротора опирается о стену, чтобы обеспечивалось равновесное положение. Подобная конструкция дает возможность устройству действовать бесконечно долго, но при соблюдении одного условия — это наличие солнечной энергии.

Устройство

Мендосинский мотор, как и большая часть электродвигателей, включает в свою структуру ротор и статор. Однако по своей сути агрегат не является стандартным движком. В данном случае в качестве статора выступает подставка, которая имеет постоянный магнит, а также магнитную опору. Ротор же выполнен в виде каркаса из диэлектрика с комплектом солнечных элементов.

Активация батареек происходит в момент падения на них фотонов солнца. Благодаря этому батареи начинают создавать электрический ток. Этот ток направляется на катушки, которые наматываются на ротор. При прохождении электротока через катушки, которые окружают ротор, появляется магнитное поле. Благодаря взаимодействию данного поля со статорным полем, то есть возникающим от постоянного магнита, ротор начинает вращаться.

Для небольшого устройства требуется всего лишь несколько ватт мощности, что позволяет ротору вращаться довольно быстро. Однако для промышленных агрегатов нескольких ватт мощности будет маловато, потребуются солнечные элементы на порядок больше.

Ротор, который располагается на валу из металла, обладает прямоугольным сечением и устанавливается горизонтально. В результате это позволяет планомерно размещать солнечные батареи. На концах вала ставятся магниты кольцевого вида. Такое устройство с боковым расположением магнитов обеспечивает левитирование ротора. В то же время трение здесь почти отсутствует.

Во время работы наблюдается состояние, когда магниты на валу точно располагаются над магнитными подставками, что дает ротору вращаться в воздухе без какого-либо взаимодействия. В ряде моделей на одной из сторон вала может располагаться стенка из стекла, дерева или металла. Это делается для того, чтобы вал не имел возможности смещаться в сторону.

Принцип работы

Мендосинский мотор имеет следующий принцип работы:

• Ротор обладает прямоугольной формой, на каждой стороне которой располагается своя солнечная батарейка. Когда фотоны света направляются на одну из солнечных элементов, размещенных на роторе, происходит генерация электротока.
• Электроток идет в обмотку ротора, находящуюся над магнитом статора. В результате появления электротока в обмотке, образуется магнитное поле, вследствие чего ротор начинает отталкиваться данной обмоткой от магнита статора.
• Далее свет падает на следующую солнечную панель, благодаря чему электроток действуют на следующую обмотку. Образуется магнитное поле, которое также приводит в движение ротор. То есть наблюдается постоянное перемещение: свет появляется на одной панели, идет генерация электротока, происходит возбуждение обмотки и наблюдается вращение ротора. И так периодически. И так пока на панели падает необходимое количество света солнца, будет вращаться движок.
• Подвеска ротора выполняется с использованием постоянных магнитов с целью получения минимального коэффициента трения. Такой подход вызван тем что создается весьма небольшая мощность движка. Это лишает возможности преодолевать существенной больший коэффициент трения. В то же время ось ротора может подпираться стенкой, дабы обеспечить дополнительную устойчивость, а также равновесное состояние. В подобном состоянии агрегат способен функционировать бесконечно долго, единственным условиям является то, что установка получает постоянно небольшой приток солнечной энергии.

Если говорить точно, то в данной установке происходит выталкивание проводников катушек благодаря силе тока. Так как на катушки ток подается поочередно, то и их выталкивание осуществляется поочередно. В результате мендосинский мотор можно назвать бесколлекторным магнитно-левитационным солнечным двигателем, который обладает малой мощностью.

Применение

На данный момент мотор не является запатентованным. Основная причина заключается в том, что у него нет полезного применения. Такое устройство не сможет раскрутить генератор, чтобы было можно полноценно вырабатывать электрический ток. В теории можно было быть создать сотни и тысячи таких устройств, чтобы они генерировали электрический ток. Однако на практике это будет невероятно дорого и нерентабельно. Гораздо проще на той же площади установить солнечные панели для выработки электрического тока. Будет гораздо проще и эффективнее.

На мотор можно навесить лопасти вентилятора, чтобы они вращались и охлаждали помещение. Но здесь также имеются ограничения. Повесить можно будет лишь декоративные лопасти, которые будут создавать едва заметный поток воздуха. На текущий момент времени вся ценность устройства кроется в его лаконичности, эстетичности, необычности и возможности левитировать. Поэтому сегодня данное устройство продается китайцами в качестве конструктора для учебных целей и готового изделия в качестве необычного предмета.

Плюсы и минусы

К достоинствам можно отнести:

• Необычность.
• Эффект левитации.
• Альтернативный источник энергии, но на данный момент не нашедший применения.
• Простота исполнения.
• Декоративность.

К недостаткам можно отнести:

• Отсутствие полезного применения в промышленности.
• Достаточная дороговизна.

Самодельный мендосинский мотор

В интернете полно инструкций и рекомендаций, при помощи которых при должном желании можно собрать собственный мендосинский мотор. Если не хочется сильно заморачиваться, то можно приобрести готовый китайский конструктор для сборки. Такой настольный конструктор вполне можно приобрести в качестве подарка ребенку.

Для начала нужно будет подготовить материалы и инструменты. В качестве материалов нужно взять:

• Шпон, доски и рейки.
• Деревянный штырь диаметром 13 мм.
• Специальный клей.
• Обмоточную проволоку диаметром 0,28 или 0,3 мм длиной минимум 30 метров.
• Четыре специальные солнечные панели.
• Два кольцевых магнита.
• Опорные магниты.
• Магниты для статора.

Для начала следует разложить магниты на валу. В качестве основания берется деревянный штырь длиной 25 см. кольцевые магниты закрепляются на валу. Следует подобрать интервал между магнитами, чтобы «плавающий» магнит находился в устойчивом положении, то есть, чтобы он удерживался в воздухе. Определив расстояние, производится монтаж второй пары магнитов. При этом магниты должны несколько отстоять от стены, чтобы была стабильность левитации. Тем не менее, стабильность будет обеспечиваться в точке контакта со стеной.

Далее нужно собрать ротор, который выполняется из шпона. Его нужно обмотать медным проводом. Делается 10 витков в одну сторону, потом 10 — в другую сторону. Такие же действия повторяются при пересечении первичной обмотки. Затем необходимо подсоединить солнечные панели. Они крепятся на основании таким образом, чтобы образовался своеобразный квадрат. Панели соединяются с обмоткой ротора. Осталось поместить ротор поверх собранной конструкции с магнитами и направить на панель солнечный свет. Полученный мендосинский мотор должен начать вращаться.

Похожие темы:

• Квантовый двигатель. Виды и устройство. Работа и применение
• Гравитационный двигатель. Виды и устройство. Работа и применение
• Индуктивность. Особенности. Виды катушек и контур. Работа
• Электромагнитные волны. Опыты Герца. Излучения
• Эффект Холла. Виды и применения. Работа и особенности
• Катушка Тесла. Устройство и виды. Работа и применение
• Неодимовые магниты. Устройство и применение. Виды
• Сверхпроводящие магниты. Устройство и работа. Применение

Как сделать самодельную магнитную левитацию

••• Ким Стил/Photodisc/Getty Images

Обновлено 25 апреля 2017 г. между ними. Магниты — это материалы, излучающие магнитное поле, которое притягивает определенные металлы. Магниты имеют множество применений в современном мире, от промышленности до стереосистем. Преподавание магнетизма часто связано с демонстрацией более интересных эффектов магнетизма. Одним из самых популярных проявлений магнетизма является магнитная левитация.

С помощью очень простой настройки можно заставить один магнит заставить другой магнит левитировать — парить в воздухе. Его даже можно заставить нести груз. Это потому, что у каждого магнита есть два полюса и подобные полюса отталкивают друг друга. Магнитная левитация — отличная демонстрация относительной силы двух фундаментальных сил, магнетизма и гравитации. Хотя вся Земля гравитационно притягивает плавающий магнит и его груз, всего один крошечный магнит может преодолеть это нисходящее притяжение с помощью магнетизма и заставить его подняться в воздух.

Держите по одному магниту в каждой руке. Приблизьте их друг к другу. Если они попытаются притянуть друг друга ближе, поверните одного из них. Если они пытаются раздвинуть друг друга, отметьте маркером стороны, обращенные друг к другу. Вы знаете, что эти отмеченные стороны являются одним и тем же магнитным полюсом, потому что одноименные полюса отталкиваются.

Установите зажимную стойку. Выдвиньте зажимной рычаг как можно дальше, чтобы освободить место для работы. Отрегулируйте зажим по ширине трубы. Установите трубку в зажим. Установите трубку так, чтобы ее дно было чуть выше ширины вашего пальца плюс ширина одного из магнитов.

Поместите груз поверх одного из магнитов на немаркированной стороне. Положите магнит и груз на дно пробирки отмеченной стороной вниз и придерживайте его одним пальцем, чтобы он не выпал.

Поместите другой магнит прямо под дно пробирки маркированной стороной вверх. Уберите палец. Магнит на столешнице будет отталкивать магнит в трубке и заставит ее левитировать вместе с грузом, если он не слишком тяжелый.

Вещи, которые вам понадобятся

• Подставка-зажим
• 2 магнита
• Прозрачная трубка с горловиной такой же ширины, как и магниты
• Маркер
• Игрушка или груз не шире и не тяжелее магнитов
• с грузом на нем груз может быть слишком тяжелым.

  Если магнит не будет подниматься в воздух без нагрузки, то магниты слишком слабы для этой демонстрации. Магниты на холодильник не подойдут.

  Трубка необходима для того, чтобы левитирующий магнит не «выпадал» из удерживающего его магнитного поля.

  Если вы не можете найти подставку для зажима, ее можно легко заменить. Вырежьте отверстие в куске картона, сделав отверстие такого же диаметра, как у трубки. Подвесьте трубку над столом на двух стопках книг. Возможно, вам придется приклеить трубку к картону.

Связанные статьи

Ссылки

• Лаборатория магнитов: магниты от миниатюрных до мощных

Советы

• Если груз тяжелый, магнит не будет подниматься вместе с ним.
• Если магнит не будет подниматься в воздух без груза, то магниты слишком слабы для этой демонстрации. Магниты на холодильник не подойдут.
• Трубка необходима для того, чтобы левитирующий магнит не «выпадал» из удерживающего его магнитного поля.
• Если вы не можете найти подставку для зажима, ее можно легко заменить. Вырежьте отверстие в куске картона, сделав отверстие такого же диаметра, как у трубки. Подвесьте трубку над столом на двух стопках книг. Возможно, вам придется приклеить трубку к картону.

Об авторе

Джейсон Томпсон работает на себя как независимый писатель с 2007 года. Он пишет рекламные объявления, обзоры книг и видеоигр, технические статьи и дипломные работы. Он начал работать с Mechanical Turk, а затем начал заключать контракты с частными лицами и компаниями напрямую через Интернет.

Авторы фотографий

Ким Стил/Photodisc/Getty Images

Магнитная левитация — SparkFun Learn

Авторы:
Алекс Великан

Избранное

Любимый

12

Введение

Да будет свет! В этом уроке мы создадим простой магнитный левитатор. В этом руководстве будет рассмотрена часть теории, как использовать датчик магнитного поля и как использовать его для создания базовой схемы левитации. Наконец, мы пойдем немного дальше и создадим плавающий свет с беспроводным питанием.

Необходимые материалы

Для выполнения примеров из этого руководства вам потребуются следующие материалы:

Внимание! LM358 запланирован на EOL. Мы рекомендуем AS358 в качестве замены операционного усилителя общего назначения. Деталь совместима с 358.

Другие используемые детали, которые мы не носим:

• Аналоговый датчик Холла
• 1N5401 Диод
• Катушка индуктивности 1 мГн

Необходимые инструменты

Инструменты, необходимые для этого проекта, — это мультиметр и паяльник, но доступ к осциллографу также поможет при тестировании.

Цифровой мультиметр — базовый

В наличии

ТОЛ-12966

16,50 $

23

Избранное

Любимый

57

Список желаний

Паяльник — 60 Вт (регулируемая температура)

В наличии

ТОЛ-14456

16,50 $

16

Избранное

Любимый

42

Список желаний

Набор инструментов — набор отверток и бит

В наличии

ТОЛ-10865

10,95 $

7

Избранное

Любимый

26

Список желаний

Рекомендуемая литература

Если вы не знакомы со следующими понятиями, мы рекомендуем ознакомиться с этими учебными пособиями, прежде чем продолжить.

Как пользоваться макетной платой

Добро пожаловать в удивительный мир макетов. Здесь мы узнаем, что такое макетная плата и как с ее помощью построить свою самую первую схему.

Избранное

Любимый

75

Как пользоваться мультиметром

Изучите основы использования мультиметра для измерения непрерывности, напряжения, сопротивления и силы тока.

Избранное

Любимый

65

Введение в операционные усилители с LTSpice

Продолжая с того места, где мы остановились в разделе «Начало работы с LTSpice», мы углубимся в LTSpice, представив операционные усилители (OpAmps).

Избранное

Любимый

12

Основы теории

Что касается магнитной левитации, то существует два вида левитации: притягивающая и отталкивающая. В этом руководстве мы собираемся использовать привлекательную схему левитации, так как с ней намного проще работать. Как известно, у магнита два полюса, северный и южный. Магнитные поля с одинаковой полярностью отталкиваются друг от друга, тогда как противоположные полюса притягиваются. Для магнитной левитации нам нужно фиксированное магнитное поле, обеспечиваемое постоянными магнитами, и магнитное поле, которым мы можем управлять для позиционирования постоянных магнитов.

Изображение предоставлено Geek3 через Википедию, CC BY-SA 3.0

Чтобы создать магнитное поле, которым можно управлять, мы можем использовать индуктор. Катушки индуктивности хранят энергию подобно конденсаторам; в то время как конденсаторы сохраняют напряжение в виде электрического поля, катушки индуктивности сохраняют ток, создавая магнитное поле. Здесь мы будем использовать магнитное поле катушки индуктивности для взаимодействия с магнитами. При притягательной левитации индуктор используется для противодействия силе тяжести, которая затем притягивает магнит к индуктору.

Если магнит окажется слишком близко к индуктору, напряженность поля магнита будет достаточно сильной, чтобы прилипнуть к индуктору, независимо от того, какой ток проходит через индуктор. Однако, если магнит находится слишком далеко от индуктора, напряженность магнитного поля будет слишком слабой по сравнению с гравитацией, чтобы ее можно было поднять обратно. Таким образом, хитрость заключается в том, чтобы найти окно, где магнит недостаточно силен, чтобы подтянуться сам по себе, но благодаря притяжению противодействующего поля индуктора магнит способен преодолеть гравитацию. Чтобы отслеживать его положение, мы будем использовать датчик магнитного поля, называемый датчиком на эффекте Холла.

Датчик Холла

Датчик Холла — это устройство, используемое для измерения напряженности магнитного поля. Выход датчика прямо пропорционален напряженности магнитного поля, проходящего через него. Нам понадобится датчик SS496B, который имеет аналоговое напряжение и выход . Существуют и другие датчики на эффекте Холла, которые действуют как переключатель и включаются или выключаются только при наличии магнитного поля. В следующем разделе мы увидим, как датчик реагирует на присутствие наших магнитов.

Тестирование датчика Холла

Давайте сначала проверим, как работает датчик. С макетной платой подключите 5V к контакту напряжения питания, земля к земле, а к выходному контакту подключите либо щуп осциллографа, чтобы наблюдать за изменением напряжения, либо мы можем использовать мультиметр в режиме напряжения, чтобы наблюдать за изменением напряжения.

Без магнита выходное напряжение составляет около 2,5 В . С одной стороны магнита по мере приближения магнита к датчику напряжение уменьшается. Если вы перевернете магнит и поднесете его ближе к датчику, вы увидите увеличение выходного напряжения. Обратите внимание, на какой стороне напряжение уменьшается. Это может помочь сделать отметку перманентным маркером, который пригодится в нашем следующем тесте.

Примечание: Магниты, использованные на фотографиях, круглые, диаметром около 0,5 дюйма и высотой 0,1 дюйма, но подойдут и квадратные магниты. Важно то, что это неодимовые (также известные как редкоземельные) магниты.

Прежде чем перейти к следующему тесту, нам нужно удлинить выводы нашего датчика, добавив провод. Рекомендуется добавить термоусадочную трубку вокруг каждого паяного соединения, чтобы убедиться, что они не замыкаются друг на друга, но немного изоленты вокруг выводов также подойдет. На изображении ниже датчик имеет красный провод для подачи положительного напряжения, черный для отрицательного и желтый провод для аналогового выхода.

Пока паяльник горячий, самое время припаять провод к индуктору. Использование разных цветов для двух контактов индуктора может помочь в устранении неполадок в дальнейшем.

Создание схемы управления

Как упоминалось в Основах теории, важно, чтобы магнит располагался достаточно близко к магнитному полю индуктора, чтобы он мог взаимодействовать с магнитом, но не настолько близко, чтобы собственное магнитное поле магнита способен подтянуться к индуктору независимо от мощности. Что нам нужно, так это способ управления индуктором, чтобы, когда магнит находится слишком далеко, индуктор притягивал магнит ближе, но выключался, когда он подходит слишком близко, чтобы гравитация все еще могла притягивать его обратно.

Прежде чем мы начнем подключать электронику, необходимо сделать подставку, чтобы держать индуктор над землей. В этом руководстве не рассматривается изготовление подставки, но ниже приведена фотография подставки, используемой для справки. Индуктор висит примерно на 5 дюймов над столом, а болт 8-32 (длиной ~ 1,5 дюйма) и гайка используются для крепления индуктора к подставке.

Совет: Убедитесь, что магнит может прилипнуть к болту. Железный материал болта будет «фокусировать» линии магнитного поля на индукторе, и магнит будет подтягиваться к центру индуктора.

После того, как индуктор установлен, нам нужно прикрепить датчик Холла к головке болта. Если на датчике есть оголенный металл, используйте кусок изоленты, чтобы изолировать датчик от болта, и закрепите датчик большим количеством изоленты, как показано ниже. Обратите внимание, что изогнутая сторона датчика обращена от индуктора.

Схема компаратора

Для управления катушкой индуктивности мы собираемся использовать операционный усилитель в конфигурации, называемой компаратором, который сравнивает выходной сигнал датчика Холла с опорным напряжением, подключенным к другому входному контакту. . Опорное напряжение устанавливается с помощью потенциометра, действующего как делитель напряжения — это создает регулируемое аналоговое напряжение между 0В и 5В . Напряжение потенциометра представляет собой то напряжение, которое мы хотим, чтобы датчик Холла считывал, что зависит от того, насколько далеко находится магнит.

В этой схеме используются две шины напряжения: 5 В и 12 В . Шина 12 В питает катушку индуктивности и операционный усилитель, а шина 5 В используется для источника опорного напряжения и датчика Холла. Два источника питания идеальны, потому что, если шина 12 В переходит в режим ограничения тока и напряжение падает, датчик Холла не будет иметь достаточно высокого напряжения, чтобы определить, когда магнит находится достаточно близко. Однако вы можете обойтись и одной шиной питания, используя линейный стабилизатор напряжения LM7805. Если вы планируете использовать два блока питания, убедитесь, что вы соедините земли вместе , иначе схема не будет работать корректно.

Примечание: На схеме U2 указан как SS494, но следует использовать SS496 , так как он имеет большую чувствительность, но распиновка такая же.

Схема схемы компаратора

Нечеткое изображение схемы компаратора

После того, как схема построена, мы будем использовать мультиметр для измерения напряжения на неинвертирующем входе (вывод 2 операционного усилителя) и включить ручку на потенциометре, пока он не покажет 0В . Затем мы поместим магнит на расстоянии около 2 см от сенсора или толщиной с большой палец. По сути, магнит должен находиться в «наилучшем месте» — в положении немного дальше, чем положение, в котором магнит хочет самостоятельно подтянуться и прилипнуть к индуктору.

Судя по выходному напряжению операционного усилителя (контакт 1), оно должно быть 9-12 В . С магнитом, все еще на месте, мы собираемся медленно поворачивать потенциометр и увеличивать опорное напряжение, пока не увидим изменение напряжения с 12 В до 0 В . Небольшое перемещение магнита вверх и вниз должно изменить выходной сигнал операционного усилителя с высокого на низкий и с низкого на высокий.

Компаратор пытается удерживать напряжения между входными контактами равными и устанавливает на выходе высокий или низкий уровень, чтобы значение датчика соответствовало эталонному значению. На следующем шаге мы присоединим нашу катушку индуктивности к выходу операционного усилителя и попытаемся заставить магнит левитировать!

Левитация магнита

Теперь, когда мы понимаем, как компаратор будет управлять индуктором, давайте попробуем левитировать магнит. Операционные усилители хорошо справляются с управлением сигналами, но для приложений с большим током, подобных этому, нам понадобится полевой МОП-транзистор. Отключите питание цепи, которую мы построили в предыдущем разделе, и подключите следующую цепь. Не пропустите диод! Когда катушка индуктивности отключается, создаваемое ею магнитное поле разрушается, что может вызвать сильный всплеск напряжения и повредить MOSFET. На схеме указан диод 1N4007, но диод 1N5401 должен лучше работать с пиками обратного тока.

Примечание: На схеме U2 указан как SS494, но следует использовать SS496 , так как он имеет большую чувствительность, но распиновка такая же.

Схема схемы компаратора с индуктором

Нечеткое изображение схемы компаратора с индуктором

При выключенном питании поверните ручку потенциометра до упора в одну сторону, чтобы установить опорное напряжение к 5В . Затем включите питание и убедитесь, что на выходе операционного усилителя отображается значение 9.0189 0В . Расположите магниты между большим и средним пальцами, как показано ниже. Ваш большой палец сможет поймать магнит, если он притянется к индуктору, а ваш средний палец уравновесит магниты и поймает их, если магниты упадут.

Другой рукой медленно уменьшить опорное напряжение. Когда вы приблизитесь к точке перехода из построения схемы управления, магниты должны начать левитировать. Если магниты подпрыгивают до большого пальца, снова увеличьте напряжение и повторите попытку. С некоторой практикой и небольшими, но точными движениями магниты должны быть в состоянии левитировать.

Совет: Если магнит пытается перевернуться так, что метка на магнитах направлена ​​в сторону от индуктора, магнитные поля одинаковы и отталкивают друг друга. Реверсивное подключение катушки индуктивности решит эту проблему.

Возможность считывать ток с источника питания 12 В — хороший способ увидеть, где находится точка левитации. Когда магнит находится слишком близко, ток должен быть меньше 10 мА. С магнитами, которые я использую, величина используемого тока составляет около 80 мА, и я могу левитировать в окне 2-3 см от индуктора. Немного потренировавшись, вы сможете заставить свои магниты левитировать!

Беспроводное питание

Если левитация магнита недостаточно крута, вы можете добавить еще больше сложности, добавив светодиод с беспроводным питанием. Этот шаг требует еще нескольких инструментов, которые есть не у всех. Для этого раздела вам понадобится следующее:

Сборка передающей катушки

Индуктор, используемый для левитации магнитов, обеспечивает мощность, достаточную только для удержания магнита на месте. Для беспроводной передачи энергии нам потребуется сделать второй индуктор, который мы будем наматывать с помощью магнитной проволоки. Магнитная проволока представляет собой тонкую проволоку с еще более тонким изоляционным слоем. Это позволяет виткам проводов стать еще ближе друг к другу и увеличивает создаваемую индуктивность по сравнению с тем же количеством витков провода с обычной изоляцией.

Беспроводная передача энергии работает по тому же принципу, что и трансформатор, где один индуктор индуцирует ток в другом индукторе, за исключением того, что вместо использования железного сердечника для передачи потока от одного индуктора к другому используется воздух, аналогичный катушка тесла. Одна из проблем беспроводной передачи энергии заключается в том, что она очень неэффективна. Первичная сторона трансформатора будет потреблять много энергии, чтобы генерировать немного мощности на вторичной обмотке.

Создание основного

Первичная обмотка состоит из 25 витков магнитной проволоки калибра 30 с диаметром в центре 1 дюйм. Поскольку инженеры не в состоянии что-либо выбрасывать, я использовал пустую катушку соединительного провода с отрезанным концом, чтобы снять магнитный провод.

Чтобы катушка не разматывалась, вы можете отрезать небольшой кусок дополнительного магнитного провода и обернуть его вокруг первичной обмотки с двух сторон, чтобы он держал форму. Эмалевое покрытие провода затрудняет прилипание припоя к проводу. Поэтому с помощью наждачной бумаги счистите часть эмали, чтобы можно было припаять пару контактов, как показано ниже, или припаяйте провод непосредственно к катушке, чтобы добраться до макетной платы.

Изготовление вторичной обмотки

Вторичная сторона была изготовлена ​​таким же образом, за исключением того, что на этот раз использовалось 100 витков магнитной проволоки вместе с диодом и двумя конденсаторами для преобразования мощности переменного тока в мощность постоянного тока для светодиода. См. схему ниже.

Схема создания вторичной обмотки беспроводной передачи энергии

Отрежьте несколько дополнительных кусков магнитной проволоки, чтобы скрепить вторичную обмотку, как это было сделано с первичной обмоткой. На этот раз отрежьте большие куски, чтобы петля вокруг радиатора светодиода удерживалась в центре вторичной обмотки. Кусок двустороннего скотча был использован для крепления магнитов к нижней части радиатора светодиода. Убедитесь, что при размещении магнитов метка на магнитах направлена ​​в сторону от светодиода.

Создание первичного драйвера и тестирование

Чтобы индуцировать ток во вторичной катушке, нам нужно сгенерировать сигнал переменного тока с помощью функции или генератора частоты, который позволит нам найти наилучшую частоту для использования с этими катушками индуктивности, которые мы сделанный. Как и в случае с операционным усилителем для схемы левитации, функциональный генератор не может генерировать очень большой ток, поэтому нам нужно будет использовать другой MOSFET для управления нашей первичной катушкой. Схема довольно проста, входной сигнал прямоугольной формы имеет амплитуду 5V и смещение постоянного тока 2.5V (нам нужна прямоугольная волна, которая достигает высокого уровня до 5 В, а низкого до 0 В). Обязательно прикрепите радиатор к этому мосфету, так как они довольно быстро нагреваются.

Чтобы найти наилучшую частоту для использования, я использовал свой измеритель LCR, который может измерить индуктивность моей вторичной катушки, а также получил точное значение для C1 из схемы и рассчитал резонансную частоту около 80 кГц. Существует баланс между частотой и потребляемым током от источника питания. Чем ниже частота, тем ярче будет светодиод, но эффективность крайне низкая, и MOSFET, управляющий первичной катушкой, будет сильно нагреваться. Лучший подход к этой проблеме — определить, насколько высокую частоту вы можете использовать, чтобы при этом иметь достаточную яркость светодиодов.

Присоединение первичного индуктора к левитирующему индуктору

Теперь, когда беспроводная передача энергии работает, пришло время прикрепить первичный индуктор беспроводной энергии к индуктору левитации. Немного изоленты прикрепите индуктор из 25 витков, который мы сделали, к нижней части индуктора левитации, где находится датчик Холла.

Нахождение нового расстояния левитации

Вес света и магнитов теперь значительно тяжелее, чем с одними магнитами. Когда первичная беспроводная сеть отключена от остальной цепи, используйте потенциометр эталонного напряжения, чтобы отрегулировать расстояние левитации. Из-за массы магниты должны быть значительно ближе, примерно на 1 см. Уменьшение напряжения на потенциометре уменьшит расстояние левитации. После того, как свет начнет левитировать, вы можете снова подключить первичную обмотку и включить или выключить выход функционального генератора, чтобы управлять светодиодом.

Ранее я упоминал, что это неэффективно. Но насколько неэффективно? Я измерил ток около 50 мА, а напряжение на светодиоде составило 2,72 В, поэтому схема получает мощность около 136 мВт. Напряжение питания установлено на 12 В, а при левитирующем магните и включенном свете схема потребляет 886 мА, или 10,6 Вт, что дает КПД 1,3%. Справедливости ради следует отметить, что схема левитации потребляет около 450 мА, так что эффективность беспроводной передачи энергии на самом деле составляет около 2,5%. Теперь, когда мы знаем, на какой частоте может работать наша беспроводная силовая цепь, функциональный генератор можно заменить новой схемой, использующей таймер 555 для генерации сигнала прямоугольной формы.

Ресурсы и дальнейшее развитие

Одним из способов дальнейшего развития этого проекта является повышение эффективности беспроводной передачи энергии. Если у вас есть доступ к измерителю LCR, который может измерять индуктивность, емкость, а также сопротивление, вы можете найти точные значения L1 и C1 вторичных обмоток и ввести значения в калькулятор резонанса LC.