البيئة

الإرتفاع المغناطيسي: الوصف والميزات والأمثلة

جدول المحتويات:

الإرتفاع المغناطيسي: الوصف والميزات والأمثلة
الإرتفاع المغناطيسي: الوصف والميزات والأمثلة

فيديو: Chapter 7 Electromagnetic Fields Level 2 2024, يوليو

فيديو: Chapter 7 Electromagnetic Fields Level 2 2024, يوليو
Anonim

كما تعلمون ، بسبب النظام العالمي السائد ، للأرض مجال جاذبية معين ، وكان حلم الشخص دائمًا هو التغلب عليه بأي وسيلة. الإرتفاع المغناطيسي هو مصطلح رائع بدلاً من الواقع اليومي.

في البداية ، كان يُفهم على أنه قدرة افتراضية للتغلب على الجاذبية بطريقة غير معروفة وتحريك الأشخاص أو الأشياء عبر الهواء بدون معدات مساعدة. ومع ذلك ، الآن مفهوم "الإرتفاع المغناطيسي" هو علم بالفعل.

يتم تطوير العديد من الأفكار المبتكرة في وقت واحد ، والتي تقوم على هذه الظاهرة. وكلهم في المستقبل يعدون بفرص كبيرة للاستخدام متعدد الاستخدامات. صحيح أن الإرتفاع المغناطيسي لن يتم عن طريق السحر ، ولكن باستخدام الإنجازات المحددة للغاية للفيزياء ، أي قسم دراسة المجالات المغناطيسية وكل ما يتعلق بها.

Image

قليل من النظرية

بين الناس البعيدين عن العلم ، هناك رأي مفاده أن الإرتفاع المغناطيسي هو رحلة موجهة للمغناطيس. في الواقع ، هذا المصطلح يعني التغلب على موضوع الجاذبية باستخدام مجال مغناطيسي. أحد خصائصه هو الضغط المغناطيسي ، ويستخدم "لمحاربة" الجاذبية.

ببساطة ، عندما تسحب الجاذبية جسمًا لأسفل ، يتم توجيه الضغط المغناطيسي بحيث يدفعه في الاتجاه المعاكس - لأعلى. لذا هناك رفع المغناطيس. تكمن الصعوبة في تنفيذ النظرية في أن المجال الثابت غير مستقر ولا يركز في نقطة معينة ، لذلك قد لا يقاوم الجذب بشكل كامل. لذلك ، هناك حاجة إلى العناصر المساعدة التي ستعطي المجال الديناميكي استقرارًا ديناميكيًا بحيث يكون رفع المغناطيس ظاهرة منتظمة. كمثبتات لذلك ، يتم استخدام تقنيات مختلفة. في معظم الأحيان - تيار كهربائي من خلال الموصلات الفائقة ، ولكن هناك تطورات أخرى في هذا المجال.

Image

الإرتفاع الفني

في الواقع ، يشير التنوع المغناطيسي إلى المصطلح الأوسع للتغلب على جاذبية الجاذبية. لذا ، الإرتقاء التقني: مراجعة الطرق (مختصر جداً).

يبدو أننا قد توصلنا إلى حل بسيط باستخدام التكنولوجيا المغناطيسية ، ولكن لا تزال هناك طريقة كهربائية. على عكس الأول ، يمكن استخدام الثاني لمعالجة المنتجات من مجموعة متنوعة من المواد (في الحالة الأولى ، ممغنطة فقط) ، حتى العوازل. كما يتم فصل الإرتفاع الكهروستاتيكي والكهروديناميكي.

تنبأ كيبلر بإمكانية الجزيئات تحت تأثير الضوء للقيام بالحركة. وقد أثبت ليبيديف وجود الضغط الخفيف. حركة الجسيم في اتجاه مصدر الضوء (الإرتفاع البصري) تسمى الرحلان الضوئي الإيجابي ، وفي الاتجاه المعاكس ، سلبي.

Image

الإرتفاع الديناميكي الهوائي ، الذي يختلف عن البصري ، قابل للتطبيق على نطاق واسع في تقنيات اليوم. بالمناسبة ، "الوسادة" هي أحد أصنافها. من السهل جدًا الحصول على وسادة هوائية أبسط - يتم حفر العديد من الثقوب في الركيزة الحاملة ويتم نفخ الهواء المضغوط من خلالها. في هذه الحالة ، تعمل قوة الرفع الهوائي على موازنة كتلة الجسم ، وترتفع في الهواء.

الطريقة الأخيرة المعروفة للعلم في الوقت الحالي هي الرفع باستخدام الموجات الصوتية.

Image

ما هي بعض الأمثلة على الإرتفاع المغناطيسي؟

حلم الخيال العلمي بالأجهزة المحمولة بحجم حقيبة الظهر التي يمكن أن "ترفع" الشخص في الاتجاه الذي يحتاجه بسرعة كبيرة. حتى الآن ، اتخذ العلم مسارًا مختلفًا وعمليًا وأكثر جدوى - تم إنشاء قطار يتحرك باستخدام الإرتفاع المغناطيسي.

سوبر قطار التاريخ

لأول مرة ، تم تقديم فكرة تكوين باستخدام محرك خطي (وحتى براءة اختراع) من قبل المخترع الألماني ألفريد زين. وكان ذلك في عام 1902. بعد ذلك ، ظهر تطور التعليق الكهرومغناطيسي والقطار المجهز به بشكل منتظم يحسد عليه: في عام 1906 ، اقترح فرانكلين سكوت سميث نموذجًا أوليًا آخر ، بين عامي 1937 و 1941. حصل هيرمان كيمبر على عدد من براءات الاختراع حول نفس الموضوع ، وبعد ذلك بقليل ، ابتكر البريطاني إريك ليزوايت نموذجًا أوليًا لمحرك بالحجم الطبيعي. في الستينيات ، شارك أيضًا في تطوير Tracked Hovercraft ، الذي كان من المفترض أن يكون أسرع قطار ، لكنه لم يفعل ، لأنه تم إغلاق المشروع في عام 1973 بسبب عدم كفاية التمويل.

بعد ست سنوات فقط ، ومرة ​​أخرى في ألمانيا ، تم بناء قطار وسادة مغناطيسي حصل على رخصة ركاب. كان مسار الاختبار ، الذي تم وضعه في هامبورغ ، أقل من كيلومتر واحد ، لكن الفكرة ألهمت المجتمع لدرجة أن القطار عمل أيضًا بعد إغلاق المعرض ، بعد أن تمكن من نقل 50 ألف شخص في ثلاثة أشهر. سرعته ، بالمعايير الحديثة ، لم تكن رائعة - فقط 75 كم / ساعة.

لم يكن معرضًا ، ولكن Muggle تجاري (كما كان يسمى القطار باستخدام المغناطيس) ، ركض بين مطار برمنغهام ومحطة السكك الحديدية منذ عام 1984 ، واستمر لمدة 11 عامًا. كان المسار أقصر ، فقط 600 متر ، وارتفع القطار 1.5 سم فوق القطار.

Image

النسخة اليابانية

في المستقبل ، تراجعت الإثارة حول قطارات الوسائد المغناطيسية في أوروبا. ولكن بحلول نهاية التسعينات ، كانت دولة ذات تقنية عالية مثل اليابان مهتمة بها بنشاط. على أراضيها ، تم بالفعل وضع العديد من الطرق الطويلة التي تطير على طولها Maglev ، باستخدام ظاهرة مثل الإرتفاع المغناطيسي. تمتلك نفس الدولة أيضًا سجلات عالية السرعة وضعتها هذه القطارات. وأظهر آخرها سرعة قصوى تزيد عن 550 كم / ساعة.

استخدام آفاق أخرى

من ناحية ، يتمتع الناس في Muggle بجاذبية لقدراتهم على التحرك السريع: وفقًا لحسابات المنظرين ، يمكن تفريقهم حتى 1000 كيلومتر في الساعة في المستقبل القريب. بعد كل شيء ، يتم تحريكها بواسطة الإرتفاع المغناطيسي ، وتتباطأ مقاومة الهواء فقط. لذلك ، فإن إعطاء أقصى مخطط ديناميكي هوائي للتكوين يقلل بشكل كبير من تأثيره. علاوة على ذلك ، نظرًا لحقيقة أنها لا تلمس القضبان ، فإن تآكل وتمزق هذه القطارات بطيء للغاية ، وهو مربح اقتصاديًا للغاية.

إضافة أخرى هي انخفاض تأثير الصوت: تتحرك Muggles بصمت تقريبًا مقارنة بالقطارات التقليدية. المكافأة هي أيضًا استخدام الكهرباء فيها ، مما يقلل من الآثار الضارة على الطبيعة والجو. بالإضافة إلى ذلك ، فإن وسادة الوسادة المغناطيسية قادرة على التغلب على المنحدرات الحادة ، وهذا يلغي الحاجة إلى وضع خطوط السكك الحديدية التي تتجاوز التلال والمنحدرات.

تطبيقات الطاقة

لا يمكن اعتبار الاتجاه العملي الأقل إثارة للاهتمام الاستخدام الواسع للمحامل المغناطيسية في المكونات الرئيسية للآليات. تركيبها يحل مشكلة خطيرة من ارتداء المواد المصدر.

كما تعلم ، فإن المحامل الكلاسيكية تتلاشى بسرعة كبيرة - فهي تواجه باستمرار أحمالًا ميكانيكية عالية. في بعض المناطق ، لا تعني الحاجة إلى استبدال هذه الأجزاء تكاليف إضافية فحسب ، بل تعني أيضًا مخاطر عالية للأشخاص الذين يخدمون الآلية. تظل المحامل المغناطيسية عاملة لفترة أطول ، لذا يُنصح باستخدامها في أي ظروف قاسية. على وجه الخصوص ، في مجال الطاقة النووية أو تكنولوجيا الرياح أو الصناعات ، مصحوبة بدرجات حرارة منخفضة للغاية / عالية.

Image