0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Магнитогидродинамический двигатель эксперимент для школьников своими руками

Китайцы испытали магнитогидродинамический двигатель для подлодок

Сопловая часть магнитогидродинамического двигателя «Ямато-1»

Китайская корпорация CSIC в середине октября текущего года провела первые успешные испытания прототипа магнитогидродинамического двигателя, «тихого» движителя без подвижных частей для перспективных подводных лодок. Как сообщает Global Times, испытания установки проводились на корабле, приписанном к порту в Санье в провинции Хайнань. Испытания двигателя были признаны успешными.

Самая простая конструкция магнитогидродинамического двигателя представляет собой канал, по которому движется жидкость, и расположенные по его сторонам электромагниты. Во время работы на электромагниты подается напряжение, возникает магнитное поле, которое провоцирует появление в жидкой среде движущей силы. При этом жидкость, проходящая по каналу, должна быть электролитической, то есть проводить ток.

В случае с морским магнитогидродинамическим двигателем электролитической жидкостью выступает морская вода. Поскольку в таком двигателе отсутствуют подвижные части, он практически не шумит — уровень гидродинамического шума проходящей сквозь установку воды и работающих электромагнитов на порядки меньше шума стандартных движителей надводных и подводных кораблей.

Согласно заявлению CSIC, во время испытаний корабль с новой установкой смог достичь расчетной скорости. На каком именно корабле проводились испытания и какой конкретно скорости он смог достичь, не раскрывается. Также не уточняется, был ли опытовый корабль подводным или надводным. Испытания состоялись 18 октября 2017 года.

Следует отметить, что попытки создать морской магнитогидродинамический двигатель предпринимались и раньше. В 1980х годах такой двигатель считался «установкой будущего» для тихих подводных лодок. В 1984 году даже вышел роман американского писателя Тома Клэнси «Охота за «Красным октябрем». В книге советская подлодка «Красный октябрь» имела именно магнитогидродинамические двигатели.

Считалось, что магнитогидродинамические двигатели, помимо тихой работы, позволят кораблям развивать скорости большие, чем позволяли традиционные движители с гребными винтами. Во время испытаний «Ямато-1» и нескольких других прототипов судов с новыми установками высоких скоростей достичь так и не удалось. Проект закрыли.

На «Ямато-1» стоял магнитогидродинамический двигатель с шестью движителями и электромагнитами, которые охлаждались жидким гелием. Сегодня «Ямато-1» находится в морском музее в Кобе, а магнитогидродинамический двигатель судна — в музее морской науки в Токио.

Свежее

Китайцы впервые испытали крупнейший гидросамолет над морем

Астрономы увидели прецессию орбиты звезды вблизи черной дыры

ВВС США займутся заимствованием технологий аэротакси

Багажник на несколько дней задержал колонизацию трупа мясными мухами

Алгоритм научили создавать реалистичные 3D-фотографии

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Магнитный двигатель: миф или реальность?

Идея разработки вечного бестопливного двигателя не нова, за разработку такого агрегата во все времена брались именитые ученные своего времени. Однако ни технических средств для реализации задумки, не возможностей того времени не хватало. В некоторых случаях дело доходило только до теоретического обоснования, но существуют примеры реально разработанных альтернативных двигателей, которые призваны создать конкуренцию классическим электрическим машинам. Одним из таких вариантов является магнитный двигатель.

Миф или реальность?

Вечный двигатель знаком практически каждому еще со школьной скамьи, только на уроках физики четко утверждалось, что добиться практической реализации невозможно из-за сил трения в движущихся элементах. Среди современных разработок магнитных моторов представлены самоподдерживающие модели, в которых магнитный поток самостоятельно создает вращательное усилие и продолжает себя поддерживать в течении всего процесса работы. Но основным камнем преткновения является КПД любого двигателя, включая магнитный, так как он никогда не достигает 100%, со временем мотор все равно остановится.

Поэтому все практические модели требуют повторного вмешательстве через определенное время или каких-либо сторонних элементов, работающих от независимого источника питания. Наиболее вероятным вариантом бестопливных двигателей и генераторов выступает магнитная машина. В которой основной движущей силой будет магнитное взаимодействие между постоянными магнитами, электромагнитными полями или ферромагнитными материалами.

Актуальным примером реализации являются декоративные украшения, выполненные в виде постоянно двигающихся шаров, рамочек или других конструкций. Но для их работы необходимо использовать батарейки, которые питают постоянным током электромагниты. Поэтому далее рассмотрим тот принцип действия, который подает самые обнадеживающие ожидания.

Читать еще:  Красивая открытка для женщин своими руками. Мастер-классы

Устройство и принцип работы

Сегодня существует достаточно большое количество магнитных двигателей, некоторые из них схожи, другие имеют принципиально отличительную конструкцию.

Для примера мы рассмотрим наиболее наглядный вариант:

Принцип действия магнитного двигателя

Как видите на рисунке, мотор состоит из следующих компонентов:

  • Магнит статора здесь только один и расположен он на пружинном маятнике, но такое размещение требуется только в экспериментальных целях. Если вес ротора окажется достаточным, то инерции движения хватит для преодоления самого малого расстояния между магнитами и статор может иметь стационарный магнит без маятника.
  • Ротор дискового типа из немагнитного материала.
  • Постоянные магниты, установленные на роторе в форме улитки в одинаковое положение.
  • Балласт — любой увесистый предмет, который даст нужную инерционность (в рабочих моделях эту функцию может выполнять нагрузка).

Все, что нужно для работы такого агрегата, придвинуть магнит статора на достаточное расстояние к ротору в точке самого наибольшего удаления, как показано на рисунке. После этого магниты начнут притягиваться по мере приближения формы улитки по кругу, и начнется вращение ротора. Чем меньше размер магнитов и чем более плавная форма получится, тем легче произойдет движение. В месте максимального сближения на диске установлена собачка, которая сместит маятник от нормального положения, чтобы магниты на притянулись в статическое положение.

Разновидности магнитных двигателей и их схемы

Сегодня существует много моделей бестопливных генераторов, электрических машин и моторов, чей принцип действия основан на природных свойствах постоянных магнитов. Некоторые варианты были спроектированы именитыми ученными, достижения которых стали основополагающим камнем в фундаменте науки. Поэтому далее мы рассмотрим самые популярные из них.

Николы Тесла

В данном примере мы рассмотрим одну из разработок известного ученого, конструкция которой приведена на рисунке ниже:

Магнитный двигатель Тесла

Конструктивно магнитный двигатель Тесла состоит из таких элементов:

  • электрического генератора, который представлен двумя дисками из проводника, помещенными в униполярной магнитной среде;
  • гибкого ремня, изготовленного из проводящего материала, расположенного по периферии дисков;
  • независимых магнитов, сохраняющих униполярность полей при вращении дисков.

Такой двигатель, по словам изобретателя, может функционировать и в качестве генератора, вырабатывая электрическую энергию при вращении дисков.

Минато

Этот пример нельзя назвать самовращающимся двигателем, так как для его работы требуется постоянная подпитка электрической энергией. Но такой электромагнитный мотор позволяет получать значительную выгоду, затрачивая минимум электричества для выполнения физической работы.

Схема двигателя Минато

Как видите на схеме, особенностью этого вида является необычный подход к расположению магнитов на роторе. Для взаимодействия с ним на статоре возникают магнитные импульсы за счет кратковременной подачи электроэнергии через реле или полупроводниковый прибор.

При этом ротор будет вращаться, пока его элементы не размагнитятся. Сегодня все еще ведутся разработки по улучшению и повышению эффективности устройства, поэтому назвать его полностью завершенным нельзя.

Николая Лазарева

Это не только простейший гравитационный двигатель, но и одна из реально работающих моделей вечного двигателя. Пример приведен на рисунке ниже:

Двигатель Лазарева

Как видите, для изготовления такого двигателя или генератора вам потребуется:

  • колба;
  • жидкость;
  • трубка;
  • прокладка из пористого материала;
  • крыльчатка и нагрузка на вал.

Принцип действия заключается в том, что вода по тонкой трубке из-за избытка давления будет подниматься вверх и скапывать на прокладку и вращать крыльчатку. Далее вода будет просачиваться сквозь губку и под воздействием магнитного поля Земли дальше стекать в нижний резервуар. Цикл будет повторяться до тех пор, пока жидкость не исчезнет, что в идеально герметичном контуре не произойдет никогда. Для усиления момента на вращаемый вал добавляют магнитные усилители.

Говарда Джонсона

В своих исследованиях Джонсон руководствовался теорией потока непарных электронов, действующих в любом магните. В его двигателе обмотки статора формируются из магнитных дорожек. На практике эти агрегаты получили реализацию в конструкции роторного и линейного двигателя. Пример такого устройства приведен на рисунке ниже:

Двигатель Джонсона

Как видите, на оси вращения в двигателе устанавливаются сразу и статор и ротор, поэтому классически вал вращаться здесь не будет. На статоре магниты повернуты одноименным полюсом к роторным, поэтому они взаимодействуют на силах отталкивания. Особенность работы ученого заключалась в длительном вычислении расстояний и зазоров между основными элементами мотора.

Перендева

Данный вид двигателя, как и предыдущий, представляет собой еще одну модель магнитного взаимодействия между статором и ротором, где обе части содержат постоянные магниты. Схема конструкции обоих представляет собой диск или кольцо, в котором точечно устанавливаются вектолиты.

Магниты статора и ротора в двигателе Переднева

Как видите на рисунке, положение активных элементов имеет угол смещения, который и определяет эффективность вращения машины. Взаимодействие магнитных потоков в двигателе происходит при задании начального крутящего момента. Точность положения и угла наклона можно отстроить только в лабораторных или заводских условиях.

Читать еще:  Делаем спиральную терку своими руками

Василия Шкондина

Получить вечный генератор Василию Шкодину не удалось, КПД такого магнитного двигателя и сегодня не превышает 83%. Но и этого более чем достаточно, чтобы его повсеместно применяли для велосипедов, байков и самокатов. Он может эксплуатироваться как в режиме тяги, так и для рекуперации электроэнергии.

Двигатель Шкондина

На рисунке приведена конструкция магнитного двигателя Шкодина, как видите, и ротор и статор представляют собой кольца. Из магнитных деталей он содержит 1 неодимовых магнитов. Ротор устройства содержит 6 электромагнитов, смещенных на одинаковое расстояние друг относительно друга.

Свинтицкого

Еще в конце 90-х украинский конструктор предложит модель самовращающегося магнитного двигателя, который стал настоящим прорывом в технике. За основу им был взят асинхронный двигатель Ванкеля, которому не удалось решить проблему с преодолением 360° оборота.

Игорь Свинтицкий эту проблему реши и получил патент, обратился в ряд компаний, однако асинхронное магнитное чудо техники никого не заинтересовало, поэтому проект был закрыт и за его масштабное тестирование ни одна компания не взялась.

Джона Серла

От электрического мотора такой магнитный двигатель отличает взаимодействие исключительно магнитного поля статора и ротора. Но последний выполняется наборными цилиндрами с таблетками из специального сплава, которые создают магнитные силовые линии в противоположном направлении. Его можно считать синхронным двигателем, так как разница частот в нем отсутствует.

Двигатель Серла

Полюса постоянных магнитов расположены так, что одни толкает следующий и т.д. Начинается цепная реакция, приводимая в движение всю систему магнитного двигателя , до тех пор, пока магнитной силы будет хватать хотя бы для одного цилиндра.

Алексеенко

Интересный вариант магнитного двигателя представил ученый Алексеенко, который создал устройство с роторными магнитами необычной формы.

Двигатель Алексеенко

Как видите на рисунке, магниты имеют необычную изогнутую форму. Которая максимально сближает противоположные полюса. Что делает магнитные потоки в месте сближения значительно сильнее. При начале вращения отталкивание полюсов получается значительно большим, что и должно обеспечить непрерывное движение по кругу.

Опыты с магнитом

Людмила Великородная
Опыты с магнитом

Экспериментирование – эффективный метод познания закономерностей и явлений окружающего мира и как никогда экспериментирование является одной из актуальнейшей проблем современности.

Детское экспериментирование имеет огромный развивающий потенциал. Главное его достоинство в том, что оно даёт детям реальные представления о различных сторонах изучаемого объекта, о его взаимоотношениях с другими объектами и средой обитания.

Эксперимент обогащает память ребёнка, активизирует его мыслительные процессы, включает в себя активные поиски решения задач, т. е. экспериментирование является хорошим средством интеллектуального развития дошкольников.

В детском экспериментировании наиболее мощно проявляется собственная активность детей, направленная на получения новых знаний, сведений.

Цель: развитие познавательной активности детей в процессе знакомства со свойствами магнитов.

• Знакомство с понятием «магнит«.

• Формирование представлений о свойствах магнита.

• Актуализация знаний об использовании свойств магнита человеком.

• Формирование умений приобретать знания посредством проведения практических опытов, делать выводы, обобщения.

• Воспитание навыков сотрудничества, взаимопомощи.

Что такое магнит? Это тело, способное притягивать железные и стальные предметы. Известен давно, еще древние китайцы более двух тысяч лет назад знали о магнитах. Магнит – от названия региона, где обнаружили магнитные залежи – Магнисия. Это в Малой Азии.

Существует и другое объяснение слова «магнит» — по названию древнего города Магнесия, где эти камни нашли древние греки. Сейчас эта местность называется Маниса, и там до сих пор встречаются магнитные камни. Кусочки найденных камней называют магнитами или природными магнитами. Со временем люди научились сами изготавливать магниты, намагничивая куски железа.

Необыкновенная способность магнитов притягивать к себе железные предметы или прилипать к железным поверхностям всегда вызывала у людей удивление. Сегодня мы поближе познакомимся с их свойствами.

Опыт 1: Что притягивает магнит

Проведение опыта с магнитом легко организовать. Вам понадобится несколько опытных материалов – легких и знакомых малышу.Например: носовой платок; бумажная салфетка; карандаш; гайка; копейка; кусочек пенопласта; карандаш и т. д. И, конечно, магнит. Предложите ребенку подносить магнит к каждому экспонату и понаблюдать. Этот опыт можно расширить,используя изделия из различного металла: алюминия, золота, серебра, никеля и железа. Проводя опыт, вы можете объяснить особенности металлов, показывая, чем железо отличается от других.

Опыт 2: Очень легкий опыт с магнитом для детей в форме игры.

Положите в контейнер скрепки или другие железные мелкие предметы, засыпьте их мукой или манкой. Предложите ребенку, подумать, как можно достать клад. Просеять? Наощупь? А может с магнитом удобнее? Этот эксперимент поможет детям понять, что магнетизм действует на железные предметы и через другие материалы, например, бумагу и стекло. На картонный или деревянный лист насыпьте скрепки и, водя магнитом под материалом, продемонстрируйте движение железных деталей. Такой же опыт можно сделать еще и с листом стекла. Например, на обычный журнальный столик со стеклянным верхом положите несколько железных предметов и водите магнитом снизу.Вывод: магнит может примагничивать железо через бумагу разной плотности, нетолстую доску или стекло. Взять бабочку с магнитиком посадить ее на лист картона, и, водя с оборотной стороны магнитом, «пересаживайте» бабочку с одной стороны картона на другой

Читать еще:  Пышное платье для куклы крючком. Видео мастер-класс

Опыт 3: магнит, вода и магнитное поле. Удивительными детям кажутся эксперименты с водой. Возьмите стаканчик из прозрачного пластика или стекла, опустите туда скрепки и начинайте водить магнитом по стенке стакана. Предметы из воды будут «ползти» вверх за движением магнита.

Еще один эксперимент – действие магнита на расстоянии. Начертите на листе бумаги на различном расстоянии линии. У каждой положите скрепку. Попросите ребенка проанализировать, на какое расстояние действует магнит, приближая его к опытным материалам. Магнит проявляет свою силу только на определенном расстоянии от предмета. Когда расстояние между предметом и магнитом значительное, предмет оказывается вне области действия. Таким образом, возможно уменьшить магнитную силу или вообще ее нейтрализовать. Это явление можно показать с помощью монетки. Обвяжите ее ниткой, приклейте нить к картону и положите его на стол. Поднесите магнит к монетке на расстояние одного метра. Перемещайте магнит ближе к монете, пока монетка не начнет двигаться. Измерьте расстояние линейкой. Поднесите магнит еще ближе, чтобы монета притянулась к нему. Снова измерьте. Когда магнит находится в пределах линии, он притягивает монету. Но когда магнит оказывается вне линии, монета остается на месте

Магнитное поле «глушит» песок Еще один эксперимент на это свойство с песком. Опустите иглу в стакан и насыпьте в него немного песка. Поднесите магнит к стенкам стакана – игла не реагирует на магнит. Теперь поместите иглу в стакан с водой и проделайте с магнитом то же самое. Игла будет следовать за магнитом к краям стакана Объясните, что магнитное поле проникает через воду. Если бы стенки стакана состояли из какого-нибудь магнитного материала, то игла все равно притягивалась бы к магниту, но не с такой силой. Магнитное поле ослаблялось бы стенками стакана.

Опыт 4: магнит-проводник

Магнит может передавать свойства притяжения через железо. Для этого эксперимента вам понадобится сильный магнит. Действия лучше делать вертикально. Подвесьте к магниту скрепку, а к ней – следующую. Попросите ребенка вам помочь, прикрепляя «звенья» к магнитной цепи. Еще почти подобным экспериментом можно показать, что магнитное поле легко создать искусственно. Уберите магнит от цепочки скрепок, если потом подносить их друг к другу, то они начнут притягиваться, как если бы работал магнит. Это происходит потому, что атомы в железном предмете под влиянием магнитного поля выстраиваются в такой же ряд, как и в магните, на время приобретая его свойства.

Конспект занятия с использованием опытов с магнитом «В гостях у фокусника!» Простые опыты с магнитом. Цель: развитие познавательной активности ребенка в процессе знакомства со скрытыми свойствами магнита. Задачи:.

«Вода и ее свойства» — опыты с детьми Этот опыт мы с детьми проводили в течении 3 месяцев, наблюдая за водой и ее свойствами. В каком состоянии бывает вода и какое важное значение.

Эксперимент с магнитом «Рыбалка» в подготовительной к школе группе Цель: Развивать творческое воображение детей в процессе поиска способов применения магнитов, придумывания сюжетов для игр с их использованием.

Картотека «Опыты с камнями» Опыт 1 Цель: показать разнообразие камней по внешним признакам. Материал: разнообразные камни, мисочки с водой. Рассмотрим, какие бывают.

Конспект занятия по экспериментированию в подготовительной группе «Знакомство с магнитом и его свойствами» Конспект занятия по экспериментированию в подготовительной группе «Знакомство с магнитом и его свойствами» Цель: развитие познавательной.

Опыты для дошкольников ОПЫТ №1 «УДИВИТЕЛЬНЫЙ ПЕСОК» Цель: познакомить со свойствами и качествами песка, его происхождением, развивать смекалку. Материал: 3 стеклянные.

Опыты для детей 1. Карандаши Понадобится: полиэтиленовый пакет, простые карандаши, вода. Показать полностью… Опыт: Наливаем воду в полиэтиленовый пакет.

Опыты с фруктами .

Опыты с водой Цель: расширять знания детей о свойствах воды (вкус, цвет, запах, текучесть). Задачи: 1. развивать познавательной интерес, любознательность,.

Опыты с воздухом Существование воздуха Опыт 1 Цель: Доказать существование воздуха Переверните стакан вверх дном и медленно опустите его в воду. Обратить.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector