4M Kituri educationale, Electromagneti, Articole, Magneti, Levitatia magnetica, Curiozitati despre magneti

Masini ce folosesc levitatie magnetica? – Tehnologia japoneza aduce sfarsitul tuturor motoarelor si bateriilor

Set de levitatie magnetica Dialev, culoare lemn pin, cu magneti puternici pentru experimente si demonstratii stiintifice.
16
ian.

Masini ce folosesc levitatie magnetica?

Tinem minte cu totii cat de uimiti eram de filmele SF gen Star Wars de acum zeci de ani in care eroii se urmareau in masini fara roti, care zburau la cativa centrimetri de sol. Dar lucrurile nu s-au oprit aici, ci SF-ul a devenit realitate datorita nenumaratelor descoperiri si inovatii. Si avem tot mai multe aplicatii in zona de automotive si stiinta in general a acestor proprietati senzationale de levitatie magnetica ale anumitor materiale.

Tehnologia japoneza poate aduce sfarsitul tuturor motoarelor si bateriilor

In zilele noastre, masinile folosesc baterii si motoare pentru a se deplasa. Acest mod de miscare este foarte ineficient, deoarece depasirea frecarii si a gravitatiei consuma cea mai mare parte a energiei. Dar Japonia prezinta o solutie inovatoare, levitatia magnetica. Acesta va fi sfarsitul (presupus) al motoarelor cu hidrogen si combustibil fosil.

Levitatia magnetica va elimina ideea de motor si baterie?

Un grup de cercetatori japonezi din cadrul unitatii de masini cuantice a Institutului de Stiinta si Tehnologie din Okinawa (OIST) raporteaza ca au creat o pista propice pentru levitatie magnetica. Aceasta nu necesita energie externa pentru intretinere.

Prin aceasta, intelegem ca are nevoie de energie, dar numai la pornire pentru generarea campului magnetic de care are nevoie initial vehiculul pentru a se deplasa. Dupa aceea, obiectele, inclusiv masinile, vor functiona deplasandu-se pe aceasta pista fara a utiliza niciun alt tip de energie de impingere, cum ar fi bateriile sau motoarele.

In ce consta aceasta inventie revolutionara?

Pe o suprafata, levitatia magnetica face ca obiectele, masinile in cazul nostru, sa se ridice cu cativa centimetri deasupra acestei piste. Acest lucru elimina frecarea fata de sol. Astfel masina se poate deplasa fara a fi nevoie de baterii, motoare sau orice forma de forta mecanica sau electrica.

Pentru a obtine acest efect, masina trebuie sa fie facuta din materiale diamagnetice. Magnetii amplasati de-a lungul sinelor ofera un camp magnetic intens care face ca obiectul sa „pluteasca” la suprafata soselei. Pentru a genera miscarea in acest camp magnetic este nevoie de energia initiala.

Un exemplu in care se aplica levitatia magnetica este trenul Maglev. Electromagnetii supraconductori puternici conduc trenuri care se misca fara motoare sau baterii. Cu toate acestea, acest tren necesita energie electrica continua pentru a-l mentine ridicat.

Curiozitati despre magneti: trenurile Maglev - Levitatie Magnetica
Trenul Maglev este un mijloc de transport in comun care poate atinge o viteza de 500km/h. Acest tren foloseste tehnologie bazata pe levitatie magnetica.

Acest lucru se datoreaza urmatorului fapt: cand electricitatea este oprita, campul magnetic peste care pluteste trenul este oprit si acesta nu are cum sa se mentina in aer. Acum, oamenii de stiinta OIST au imbunatatit aceasta metoda, facand astfel incat sa fie nevoie doar de electricitate in momentul pornirii sistemului pentru a crea campul magnetic.

Pentru a face acest lucru, au folosit grafit pulverizat, care este un material din carbon cristalizat. Printr-un proces chimic, au creat o pasta amestecand-o cu o ceara. Astfel, cercetatorii au realizat o placa sub care se afla mai multi magneti dispusi intr-o grila continua.

Aceste materiale sunt suficient de puternice pentru a provoca efectul de levitatie magnetica. In acest fel, masa este setata pentru deplasarea obiectelor prin eliminarea frecarii, facand miscarea mai eficienta pentru aplicatii precum transportul fara baterii sau motoare. Iar vehiculul devine mai usor prin eliminarea unor parti inutile, gen roti, mecanisme de amortizare a socurilor, motor si transmitere a miscarii.

Ce sunt materialele diamagnetice si ce rol au in levitatia magnetica?

Materialele diamagnetice sunt materiale care prezinta o susceptibilitate magnetica negativa. Aceasta inseamna ca atunci cand un astfel de material este expus la un camp magnetic extern, el genereaza un camp magnetic intern in directia opusa campului extern, ceea ce duce la o forta de respingere. Efectul diamagnetic este foarte slab in comparatie cu alte tipuri de magnetism (feromagnetism sau paramagnetism), dar poate fi observat in toate materialele, desi este mascat in cele care au alte proprietati magnetice dominante.

Exemple de materiale diamagnetice:

Levitatie magnetica - Grafitul este un element diamagnetic foarte comun.
Iata unul dintre cele mai bune exemple de material diamagnetic. Grafitul este un material diamagnetic. Prin intermediul acestui material comun, usor de gasit/exploatat, levitatia magnetica este posibila.

Rolul materialelor diamagnetice in levitatia magnetica:

Diamagnetismul poate fi folosit pentru a obtine levitatia magnetica, unde un obiect este sustinut si stabilizat in aer fara a atinge nimic fizic. Principiul de baza este ca materialul diamagnetic respinge campul magnetic aplicat, generand o forta de levitatie.

Principiile levitatiei magnetice diamagnetice:

  • Forta de respingere: Materialele diamagnetice sunt respinse de campurile magnetice. Cand un camp magnetic puternic este aplicat, materialul diamagnetic este impins in afara campului magnetic.
  • Stabilitatea levitatiei: Pentru a realiza levitatia stabila, campul magnetic trebuie sa fie configurat in asa fel incat sa contracareze gravitatia. Acest lucru se poate realiza, de exemplu, folosind magneti superconductori (care genereaza campuri magnetice puternice si stabile)
  • Efecte cuantice: La temperaturi foarte scazute, unele materiale pot intra in stare de superconductie si manifesta un diamagnetism perfect (efectul Meissner), ceea ce permite levitatia foarte stabila si eficienta.

Aplicari ale levitatiei magnetice diamagnetice:

  • Trenuri Maglev: Unele trenuri de mare viteza folosesc levitatia magnetica pentru a elimina frecarea cu sinele. Astfel sunt posibile viteze mult mai mari, o deplasare mai silentioasa si eficienta.
  • Dispozitive medicale: Levitatoarele magnetice sunt folosite in anumite proceduri medicale si de cercetare pentru manipularea delicata a materialelor biologice sensibile.
  • Cercetare fundamentala: Levitarea obiectelor mici (cum ar fi broastele sau picaturile de apa) in campuri magnetice puternice este utilizata in cercetarile stiintifice pentru a studia efectele gravitatiei reduse. Se observa astfel comportamentele substantelor chimice si a organismelor vii in conditii controlate.
In concluzie, materialele diamagnetice joaca un rol important in levitatia magnetica datorita proprietatii lor de a genera forte de respingere in prezenta campurilor magnetice. Ca urmare, vedem tot mai multe aplicatii inovatoare si avansate in diverse domenii, care ne imbunatatesc viata.

Provocarile pe care levitatia magnetica trebuie sa le depaseasca 

Prototipul experimental realizat de cercetatatori are dimensiuni mici. Pentru a-l aduce la o scara reala, unde poate avea aplicatii practice, trebuie rezolvate cateva probleme. Prima problema cu care se confrunta levitatia magnetica este necesitatea de a reduce energia cinetica la nivelul suprafetei. Acest lucru se datoreaza faptului ca miscarea in domeniul cuantic trebuie sa fie racita. In plus, aceasta racire este necesara pentru a creste autosuficienta si sensibilitatea la dimensiuni macro.

Cealalta problema adusa de scalarea la dimensiune reala este asa-numita amortizare a vortexului. Acest concept se explica astfel: un sistem care este oscilant tinde sa-si piarda aceasta conditie din cauza fortelor externe si in timp. Astfel daca dorim o levitatie magnetica eficienta, trebuie sa gasim o modalitate de a preveni pierderea energiei grafitului scufundat intr-un camp magnetic.

In concluzie, in 10-20 de ani vehiculelel vor folosi levitatia magnetica. Utilizarea motoarelor si a bateriilor va scadea ca pondere in componenta vehiculelor. Iar viitorul SF pe care il vedeam doar in filme va deveni realitate, vehiculele devenind tot mai eficiente, prin reducerea frecarii si a gravitatiei.

Cum te putem ajuta?

Daca levitatia magnetica ti-a starnit interesul, iti recomandam si urmatorul articol: Tren MAGLEV ultrarapid?

Va recomandam cu caldura sa vizitati si site-ul magazinului nostru supermagneti.ro. Sigur vei gasi un produs magnetic care sa te atraga!

De asemenea iti recomandam si magazinul partenerilor nostri de la thunderlaser.ro . Aici poti gasi laserul perfect pentru tine sau intreprinderea ta. Pentru consultanta si sfaturi, echipa noastra iti sta la dispozitie, nu ezita sa ne contactezi.

Invata prin joaca, iata recomandarile noastre pentru tine si copilul tau:

Grafit pirolitic bloc 20x20x1 mm

Kit magnetic pentru 10 experimente, Magnet Science, KidzLabs, 4M

Joc educativ de levitatie magnetica, Maglev Train, Green Science, 4M

 

 

Lasă un răspuns

Cerere oferta / Publicare in SEAP