Levitasi Magnetik: deskripsi, fitur, dan contoh

2024 Pengarang: Henry Conors | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-02-12 08:54

Seperti yang Anda ketahui, Bumi, karena tatanan dunia yang berlaku, memiliki medan gravitasi tertentu, dan impian manusia selalu untuk mengatasinya dengan cara apa pun. Levitasi magnetik adalah istilah yang lebih fantastis daripada mengacu pada kenyataan sehari-hari.

Awalnya, itu berarti kemampuan hipotetis untuk mengatasi gravitasi dengan cara yang tidak diketahui dan memindahkan orang atau benda di udara tanpa peralatan tambahan. Namun, sekarang konsep "levitasi magnetik" sudah cukup ilmiah.

Beberapa ide inovatif sedang dikembangkan sekaligus, yang didasarkan pada fenomena ini. Dan semuanya di masa depan menjanjikan peluang besar untuk aplikasi serbaguna. Benar, levitasi magnetik akan dilakukan bukan dengan metode magis, tetapi menggunakan pencapaian fisika yang sangat spesifik, yaitu bagian yang mempelajari medan magnet dan segala sesuatu yang berhubungan dengannya.

Hanya sedikit teori

Di antara orang-orang yang jauh dari ilmu pengetahuan, ada pendapat bahwa levitasi magnetik adalah penerbangan magnet yang dipandu. Sebenarnya, di bawah iniistilah tersebut menyiratkan mengatasi objek gravitasi dengan bantuan medan magnet. Salah satu cirinya adalah tekanan magnet, yang digunakan untuk "melawan" gravitasi bumi.

Sederhananya, ketika gravitasi menarik benda ke bawah, tekanan magnet diarahkan sedemikian rupa sehingga mendorongnya kembali. Ini adalah bagaimana magnet melayang. Kesulitan dalam menerapkan teori ini adalah medan statis tidak stabil dan tidak fokus pada titik tertentu, sehingga mungkin tidak dapat menahan gaya tarik secara efektif. Oleh karena itu, diperlukan elemen bantu yang akan memberikan stabilitas dinamis medan magnet, sehingga levitasi magnet merupakan fenomena yang teratur. Berbagai metode digunakan sebagai stabilisator untuk itu. Paling sering - arus listrik melalui superkonduktor, tetapi ada perkembangan lain di bidang ini.

levitasi teknis

Sebenarnya, variasi magnet mengacu pada istilah yang lebih luas untuk mengatasi gaya tarik gravitasi. Jadi, levitasi teknis: tinjauan metode (sangat singkat).

Kami tampaknya telah menemukan sedikit dengan teknologi magnetik, tetapi ada juga metode listrik. Berbeda dengan yang pertama, yang kedua dapat digunakan untuk manipulasi dengan produk yang terbuat dari berbagai bahan (dalam kasus pertama, hanya yang magnet), bahkan dielektrik. Pisahkan juga levitasi elektrostatik dan elektrodinamik.

Kemampuan partikel untuk bergerak di bawah pengaruh cahaya telah diprediksi oleh Kepler. TETAPIadanya tekanan ringan dibuktikan oleh Lebedev. Pergerakan partikel ke arah sumber cahaya (levitasi optik) disebut fotoforesis positif, dan dalam arah yang berlawanan - negatif.

Levitasi aerodinamis, berbeda dari optik, cukup banyak diterapkan dalam teknologi saat ini. Ngomong-ngomong, "bantal" adalah salah satu varietasnya. Bantalan udara paling sederhana diperoleh dengan sangat mudah - banyak lubang dibor di substrat pembawa dan udara terkompresi dihembuskan melaluinya. Dalam hal ini, gaya angkat udara menyeimbangkan massa benda, dan mengapung di udara.

Metode terakhir yang diketahui sains saat ini adalah levitasi menggunakan gelombang akustik.

Apa contoh levitasi magnetik?

Fiksi ilmiah memimpikan perangkat portabel seukuran ransel, yang dapat "mengangkat" seseorang ke arah yang ia butuhkan dengan kecepatan tinggi. Sains sejauh ini mengambil jalan yang berbeda, lebih praktis dan layak - sebuah kereta api diciptakan yang bergerak menggunakan levitasi magnetik.

Sejarah kereta super

Untuk pertama kalinya, ide komposisi menggunakan motor linier diajukan (dan bahkan dipatenkan) oleh insinyur-penemu Jerman Alfred Zane. Dan itu pada tahun 1902. Setelah ini, pengembangan suspensi elektromagnetik dan kereta yang dilengkapi dengannya muncul dengan keteraturan yang patut ditiru: pada tahun 1906, Franklin Scott Smith mengusulkan prototipe lain, antara tahun 1937 dan 1941. sejumlah paten pada topik yang sama diterima oleh Hermann Kemper, danbeberapa saat kemudian, warga Inggris Eric Lazethwaite menciptakan prototipe kerja seukuran mesin. Pada tahun 60-an, ia juga berpartisipasi dalam pengembangan Tracked Hovercraft, yang seharusnya menjadi kereta tercepat, tetapi tidak, karena proyek itu ditutup karena dana yang tidak mencukupi pada tahun 1973.

Hanya enam tahun kemudian, sekali lagi di Jerman, kereta maglev dibangun dan dilisensikan untuk transportasi penumpang. Jalur uji yang diletakkan di Hamburg panjangnya kurang dari satu kilometer, tetapi gagasan itu sendiri sangat menginspirasi masyarakat sehingga kereta itu berfungsi bahkan setelah pameran ditutup, setelah berhasil mengangkut 50.000 orang dalam tiga bulan. Kecepatannya, menurut standar modern, tidak terlalu bagus - hanya 75 km / jam.

Bukan pameran, tetapi maglev komersial (begitu mereka menyebut kereta menggunakan magnet), beroperasi antara bandara Birmingham dan stasiun kereta api sejak 1984, dan bertahan selama 11 tahun di posisinya. Panjang relnya pun lebih pendek, hanya 600 m, dan kereta naik 1,5 cm di atas rel.

Jepang

Kedepannya, keseruan kereta maglev di Eropa mereda. Tetapi pada akhir tahun 90-an, negara berteknologi tinggi seperti Jepang menjadi tertarik secara aktif pada mereka. Beberapa rute yang cukup panjang telah diletakkan di wilayahnya, di mana maglev terbang, menggunakan fenomena seperti levitasi magnetik. Negara yang sama juga memiliki rekor kecepatan yang dibuat oleh kereta-kereta ini. Yang terakhir menunjukkan batas kecepatan lebih dari 550 km/jam.

Selanjutnyaprospek untuk digunakan

Di satu sisi, maglev menarik karena kemampuannya untuk bergerak cepat: menurut teori, mereka dapat dipercepat hingga 1.000 kilometer per jam dalam waktu dekat. Bagaimanapun, mereka ditenagai oleh levitasi magnetik, dan hanya hambatan udara yang memperlambatnya. Oleh karena itu, memberikan garis besar aerodinamis maksimum pada komposisi sangat mengurangi dampaknya. Selain itu, karena fakta bahwa mereka tidak menyentuh rel, keausan kereta tersebut sangat lambat, yang sangat hemat biaya.

Kelebihan lainnya adalah pengurangan efek kebisingan: kereta maglev bergerak hampir tanpa suara dibandingkan dengan kereta konvensional. Bonusnya juga penggunaan listrik di dalamnya, yang mengurangi efek berbahaya pada alam dan atmosfer. Selain itu, kereta maglev mampu mendaki lereng yang lebih curam, menghilangkan kebutuhan untuk meletakkan trek di sekitar bukit dan lereng.

Aplikasi energi

Arah praktis yang tidak kalah menarik dapat dianggap sebagai penggunaan bantalan magnetik secara luas dalam komponen utama mekanisme. Pemasangannya memecahkan masalah serius keausan bahan sumber.

Seperti yang Anda ketahui, bantalan klasik cepat aus - bantalan tersebut terus-menerus mengalami beban mekanis yang tinggi. Di beberapa daerah, kebutuhan untuk mengganti suku cadang ini tidak hanya berarti biaya tambahan, tetapi juga risiko tinggi bagi orang-orang yang memperbaiki mekanisme tersebut. Bantalan magnetik tetap beroperasi berkali-kali lebih lama, sehingga penggunaannya sangat disarankan untukkondisi ekstrim apapun. Khususnya di pembangkit listrik tenaga nuklir, teknologi angin, atau industri dengan suhu yang sangat rendah/tinggi.

Pesawat

Dalam masalah bagaimana menerapkan levitasi magnetik, pertanyaan yang masuk akal muncul: kapan, akhirnya, pesawat yang lengkap, di mana levitasi magnetik akan digunakan, diproduksi dan disajikan kepada umat manusia yang progresif? Lagi pula, ada bukti tidak langsung bahwa "UFO" seperti itu ada. Ambil, misalnya, "vimana" India di era paling kuno atau "discoplanes" Hitler yang sudah lebih dekat dengan kita dalam hal waktu, menggunakan, antara lain, metode elektromagnetik untuk mengatur gaya angkat. Gambar perkiraan dan bahkan foto model kerja telah dipertahankan. Pertanyaannya tetap terbuka: bagaimana mewujudkan semua ide ini? Tetapi hal-hal tidak berjalan lebih jauh daripada prototipe yang tidak terlalu layak untuk penemu modern. Atau mungkin informasi ini masih terlalu rahasia?