Levitatia magnetica

 

Daca ati ajuns aici, cu siguranta stiti sa va distrati, asa ca haideti sa aflam impreuna ce este levitatia magnetica. 🙂

Ce este oare levitatia magnetica?

Sigur v-ati jucat cel putin o data cu magneti, nu? Si sigur ati observat actiunea celor doi poli ai magnetilor: polii opusi se atrag, polii similari se resping. Daca am plasa doi magneti unul peste altul cu polii similari indreptati unul spre celalalt, magnetii s-ar respinge atat de puternic incat cel de deasupra ar incepe de pluteasca.

Ei bine, pe acelasi principiu functioneaza si levitatia magnetica, doar ca se mai complica un pic.

Daca ati incercat sa faceti exercitiul de mai sus, ati observat probabil ca starea de levitatie nu dureaza foarte mult (pret de cateva milisecunde). Samuel Earnshaw (matematician britanic) a demonstrat in anul 1842 ca este imposibil sa plasezi doi magneti in echilibru astfel. De ce? Simplu: magnetul de deasupra nu are nici un fel de sustinere si va incepe imediat sa intre in dezechilibru.

Dar cum la orice regula exista o exceptie, cineva a reusit sa dovedeasca contrariul. Fizicianul german Werner Braunbeck a demonstrat in 1939 ca exista campuri magnetice nesupuse Teoremei lui Earnshaw. Ca sa obtinem un camp magnetic in care un corp poate levita avem nevoie de urmatoarele:

• un minim de 4 magneti asezati intr-o anumita pozitie;
• un obiect diamagnetic (diamagnetismul este o forma de magnetism, ce se manifesta in prezenta unui camp magnetic extern).

Partenerii nostri de la Hobber au atins si ei acest subiect si au povestit putin despre el pe blog-ul lor. Il puteti accesa aici.

Cum arata in practica levitatia electromagnetica?

Levitatia electromagnetica este putin diferita, insa. Avem nevoie de o sursa de curent care actioneaza un electromagnet mascat in baza. Deasupra montajului avem un magnet disc perfect echilibrat.

Electromagnetul din baza este alimentat cu un curent care isi schimba sensul de foarte multe ori pe secunda. Astfel, si electromagnetul isi schimba polii alternativ, Nord-Sud. Deasupra montajului, magnetul disc este pozitionat cu un pol, Nord sau Sud, catre electromagnet. Pe acest magnet se poate pozitiona un obiect in levitatie, cu pana la 2,5 kg, in functie de montajul realizat. Practic electromagnetul din baza realizeaza foarte multe atractii si respingeri ale magnetului de deasupra intr-o secunda… ceea ce il face sa fie stabil si sa para ca pluteste.
Cam asa arata un dispozitiv de levitatie electromagnetica:

Imaginea de mai sus reprezinta un levitator magnetic ce poate sustine pana la 250 de grame. Il puteti gasi si cumpara de pe site-ul nostru.

La nevoie se pot comercializa si levitatoare care sa sustina obiecte mai mari, de pana la 1 sau 2,5 kg.

Levitatia electromagnetica a devenit tot mai populara, mai ales datorita aspectului sau. Pentru obtinerea efectului wow va trebui insa mereu sa asiguram o sursa de curent stabila. De asemenea, sa nu existe curenti de aer in zona in care amplasam levitatorul sau sa nu miscam masa pe care este amplasat. Echilibrul obtinut prin levitatie electromagnetica poate fi fragil, mai ales daca expunem anumite obiecte foarte inalte.

Pot si obiectele mai mari sa leviteze?

Este adevarat, procedeul anterior (cu cei 4 magneti si obiectul diamagnetic) se raporteaza la obiecte de dimensiuni mici. Dar putem oare sa facem sa leviteze si obiecte de dimensiuni mari?

Bineinteles! Cate solutii nu ne ofera noua fizica?

Imaginea de mai sus a fost aleasa intentionat: acela este un tren ce functioneaza pe principiul levitatiei magnetice. Denumit trenul Maglev, acesta nu doar isi sustine greutatea cu ajutorul levitatiei ci se si deplaseaza in baza ei. Dar cum?

In prezent exista 4 tehnologii maglev:

• Tehnologia bazata pe magneti supraconductori: dezvoltata pe principiul suspensiei electrodinamice. Este utilizata forta de respingere a magnetilor. Trenurile ce functioneaza pe principiul suspensiei electrodinamice sunt prevazute si cu roti. Acest lucru este necesar deoarece magnetii ajung la capacitate maxima abia dupa depasirea vitezei de 100 km/ora!
• Tehnologia bazata pe electromagneti: dezvoltata pe principiul suspensiei electromagnetice care se bazeaza pe forta de atractie a magnetilor.
• Tehnologia bazata pe magneti permanenti: se folosesc bucle de sarma nealimentate plasate pe sine si magneti permanenti plasati pe tren. Tehnologia este cunoscuta si sub denumirea de Inductrack si este de 3 tipuri in functie de viteza de deplasare dorita.
• Tehnologia bazata pe suspensia magnetodinamica: aceasta este inca in curs de dezvoltare si testare.

Bazandu-ne si aici pe descoperirile lui Braunbeck, vom avea nevoie de ajutor pentru a produce acele campuri magnetice in care sa aiba loc levitatia magnetilor. In cazul trenurilor Maglev se folosesc:

• Magneti diamagnetici – diamagnetismul reprezinta proprietatea substantelor/ obiectelor de a produce un camp magnetic ce se opune unui camp magnetic exterior. Acest fenomen apare datorita campului magnetic exterior ce modifica viteza de rotatie a electronilor in jurul nucleului fiecarui atom al obiectului/ substantei.
• Supraconductori – sunt acele materiale conductoare a caror rezistenta electrica devine zero la temperaturi mai mici decat temperatura lor critica.

Avantaje si dezavantaje ale trenurilor Maglev:

 

 

 

 

 

 

 

Asadar, unde este cel mai des folosita levitatia magnetica?

• In constructia jucariilor educative pentru copii;
• In domeniul publicitar: prezentarea de obiecte intr-o modalitate unica;
• In industria high-tech: exemplul trenurilor maglev prezentat mai sus.

Unde gasim produse ce folosesc levitatia magnetica?

Ei bine, trenurile Maglev nu au ajuns inca la noi si probabil ca va mai dura suficient de mult. Insa va putem ajuta cu mare drag cu metode inovative si fascinante de expunere a produselor. 🙂

Pe website-ul nostru gasiti mai multe modele de levitatoare ce vor oferi produselor dumneavoastra un aspect unic de prezentare. Atrag incontestabil atentia.