Магнетизм. Магнитная левитация.

МАГНИТНАЯ ЛЕВИТАЦИЯ

Актуальность исследования магнитной левитации и её практического применения обусловлена необходимостью поиска новых экологически чистых источников энергии.

Цель исследования: изучить явление магнитной левитации, выяснить, где и как это явление применяется, оценить перспективы использования магнитной левитации.

Задачи исследования: изучить литературу по теме исследования; познакомиться с понятиями магнит, сильный магнит, магнетизм; экспериментальным путём проверить возможность использования магнитной левитации; установить, может ли явление магнитной левитации быть использовано в целях уменьшения негативного воздействия на окружающую среду.

Гипотеза: увеличение интенсивности использования явления магнитной левитации приведёт к снижению отрицательного воздействия на окружающую среду.

Методы исследования: теоретический (анализ данных, полученных при изучении информации по теме исследования, обобщение, сравнение); экспериментальный (физические эксперименты); обработка результатов эксперимента, визуализация полученных данных.

Существует 3 основных вида магнитов: - постоянные: ферритовые (наиболее неодимовые распространены) - временные -электромагниты Неоди́мовый магни́т  — мощный постоянный магнит. Известен своей мощностью притяжения и высокой стойкостью к размагничиванию. Магнитные свойства неодимовых магнитов во много раз сильнее, чем у привычных нам «обычных» ферритовых магнитов и сохраняются гораздо дольше.

Начать исследование я решил со знакомства с магнитами и их свойствами.

Я проделал несложные опыты, в результате которых выяснил, что

1) Магнит притягивает к себе только железо

2) Вокруг магнита есть что-то, чем он может действовать на предметы на расстоянии, это что-то и назвали «Магнитным полем»

Магнит имеет два полюса.

Невозможно получить магнит только с одним полюсом.

Одинаковые полюса магнитов отталкиваются, противоположные притягиваются.

Магнитное поле можно увидеть.

Магнитное поле заставляет железные частички

располагаться

вдоль магнитных линий.

Магнитные свойства можно передать обычному железу. 

Если железные изделия какое-то время побудут в магнитном поле, они приобретут своё собственное магнитное поле. Правда, оно весьма недолговечно.

Магнитное поле Земли

Наша планета Земля - это огромный магнит, полюса которого находятся совсем рядом от географических полюсов планеты. Магнитное поле всех наших магнитов взаимодействует с ее магнитным полем. На этом и основана работа компаса.

Электро магнитное поле

Чтобы продемонстрировать способность магнита создавать магнитное поле, пригодное для практического использования, соберём простейший электромотор с использованием магнита, батарейки и медной рамки. К отрицательному полюсу батарейки поместим магнит, а к положительному — медную рамку. В результате действия электромагнитного поля рамка начнёт вращаться.

Магнитная левитация  — метод подъёма объекта с помощью одного только магнитного поля. Магнитное давление используется для компенсации ускорения свободного падения или любых других ускорений.

Применение магнитной левитации

Поезда на магнитной подушке, маглевы – самый быстрый вид наземного транспорта. И хотя в эксплуатацию пока введено всего три небольших трека, исследования и испытания прототипов магнитных поездов проходят в разных странах.

Впервые в России 5–7 сентября 2018 года пройдет 24 Международная конференция Maglev 2018.

У такого транспорта множество достоинств: самая высокая скорость из всех видов наземного транспорта; низкое потребление электроэнергии (энергия расходуется в три раза эффективнее, чем у автомобиля и в пять раз эффективнее, чем у самолёта); возможность достичь скорости, многократно превышающие скорости, используемые в реактивной авиации; низкий шум.

Основной недостаток Маглева – его дороговизна, именно из-за высоких затрат на постройку и обслуживание данный вид транспорта до сих пор не получил широкого распространения.

Ещё магнитная левитация используется, например, в магнитных подшипниках. Обычные подшипники очень быстро приходят в негодность из-за трения между ними. В магнитных подшипниках детали изнашиваются во много раз меньше, потому что механического контакта между ними нет.

Широко применяются такие устройства, как вертикальные ветрогенераторы на магнитной левитации. Именно использование в них магнитных подшипников помогает получать электроэнергию из энергии ветра.

ХОВЕРБОРД (летающий скейт)

В 2015 году были представлены два прототипа «летающего скейта»: HENDO и Lexus. Хотя они отличаются друг от друга своим устройством, оба эти прототипа левитируют за счет магнитов. К сожалению, ни один из них не производят для продаж, потому что:

ховерборды летают только над специальными поверхностями;

эти поверхности очень дорогие;

короткое время работы (около 5 минут);

очень тяжело производить.

ненадежны.

Однако создатели обещали, что очень скоро каждый ребенок сможет полетать на чудо-скейте!

Опыты с магнитной левитацией

Опыт 1

Я проверил, действительно ли существует магнитная левитация, правда ли, что предметы могут висеть в воздухе?

Взяв два магнита, я попробовал приблизить их друг к другу одинаковыми полюсами. Но они очень сильно сопротивляются! В результате верхний магнит висит в воздухе.

Это подтверждает наличие магнитной левитации.

Опыт 2

К необычным свойствам сильных магнитов можно отнести способность создавать электромагнитное поле в медном проводнике, который сам по себе не является магнитным материалом.

Я взял медную трубу, которая не притягивается магнитом.

Если магнит бросить внутрь этой трубы, мы увидим, что его падение заметно замедляется.

Это тоже своего рода левитация.

Модель Маглева

Для создания модели поезда на магнитной подушке требуется около 100 неодимовых магнитов. Высокая стоимость самих магнитов откладывает демонстрацию и описание данного опыта. Автор оставляет за собой право решения данной проблемы другим способом.

Вывод :

• В работе доказана необходимость интенсивного развития технологий, основанных на магнитной левитации, так как широкое использование данного явления приведёт к снижению отрицательного воздействия на окружающую среду, что так необходимо в настоящее время!

Магнитная левитация – это не фантастика. Это явление уже применяется в механизмах.

Мы смогли проделать опыты, смогли своими глазами увидеть, что тяжёлые металлические предметы могут парить в воздухе.