Էլեկտրագրավիտացիան հեշտ է

Այսօր մշտական ​​մագնիսներ են հայտնաբերվել օգտակար հավելվածմարդկային կյանքի շատ ոլորտներում: Երբեմն մենք չենք նկատում նրանց ներկայությունը, բայց գրեթե ցանկացած բնակարանում տարբեր էլեկտրական սարքերում և մեխանիկական սարքեր, եթե ուշադիր նայեք, կարող եք գտնել. Էլեկտրական սափրիչ և բարձրախոս, վիդեո նվագարկիչ և Պատի ժամացույց, Բջջային հեռախոսև միկրոալիքային վառարանը, սառնարանի դուռը և վերջապես, ամենուր կարող եք մշտական ​​մագնիսներ գտնել:

Դրանք օգտագործվում են բժշկական տեխնոլոգիաների և չափիչ սարքավորումների, տարբեր գործիքների և ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ, DC շարժիչներում, մ. բարձրախոսների համակարգեր, կենցաղային էլեկտրական սարքերում և շատ ու շատ այլ վայրերում՝ ռադիոտեխնիկա, գործիքաշինություն, ավտոմատացում, հեռամեխանիկա և այլն, այս ոլորտներից ոչ մեկը չի կարող անել առանց մշտական ​​մագնիսների օգտագործման:

Մշտական ​​մագնիսներ օգտագործող հատուկ լուծումները կարող են անվերջ թվարկվել, այնուամենայնիվ, այս հոդվածի թեման կլինի էլեկտրական ճարտարագիտության և էներգետիկայի մեջ մշտական ​​մագնիսների մի քանի կիրառությունների հակիրճ ակնարկ:

Օերսթեդի և Ամպերի ժամանակներից ի վեր լայնորեն հայտնի է դարձել, որ հոսանք կրող հաղորդիչները և էլեկտրամագնիսները փոխազդում են մագնիսական դաշտըմշտական ​​մագնիս: Շատ շարժիչների և գեներատորների շահագործումը հիմնված է այս սկզբունքի վրա: Պետք չէ հեռուն փնտրել օրինակների համար: Ձեր համակարգչի էլեկտրամատակարարման օդափոխիչն ունի ռոտոր և ստատոր:

Շեղբերով շարժիչը ռոտոր է մշտական ​​մագնիսներով, որոնք դասավորված են շրջանագծով, իսկ ստատորը էլեկտրամագնիսի միջուկն է։ Ստատորի մագնիսացումը հակադարձելով՝ էլեկտրոնային սխեման ստեղծում է ստատորի մագնիսական դաշտը պտտելու էֆեկտ, մագնիսական ռոտորը հետևում է ստատորի մագնիսական դաշտին՝ փորձելով ձգվել դեպի այն՝ օդափոխիչը պտտվում է։ Ռոտացիան իրականացվում է նմանատիպ եղանակով կոշտ սկավառակ, և աշխատեք նույն ձևով:

Մշտական ​​մագնիսներն իրենց կիրառությունը գտել են նաև էլեկտրական գեներատորներում։ Կիրառվող տարածքներից են, օրինակ, տնային հողմային տուրբինների սինխրոն գեներատորները:

Գեներատորի ստատորի վրա շրջագծով կան գեներատորի պարույրներ, որոնք հողմաղացի շահագործման ընթացքում հատվում են ռոտորի վրա տեղադրված շարժվող (շեղբերին փչող քամու ազդեցությամբ) մշտական ​​մագնիսների փոփոխական մագնիսական դաշտով: Հնազանդության մեջ գեներատորի կծիկների հաղորդիչները մագնիսներով անցել են ուղղակի հոսանքը սպառողների միացում:

Նման գեներատորները օգտագործվում են ոչ միայն հողմային տուրբիններում, այլև որոշ արդյունաբերական մոդելներում, որտեղ գրգռման ոլորուն փոխարեն ռոտորի վրա տեղադրվում են մշտական ​​մագնիսներ։ Մագնիսներով լուծույթների առավելությունը ցածր անվանական արագություններով գեներատոր ստանալու հնարավորությունն է:

Հաղորդող սկավառակը պտտվում է մշտական ​​մագնիսի դաշտում։ Ընթացիկ սպառումը, անցնելով սկավառակի միջով, փոխազդում է մշտական ​​մագնիսի մագնիսական դաշտի հետ, և սկավառակը պտտվում է։

Որքան մեծ է հոսանքը, այնքան մեծ է սկավառակի պտտման հաճախականությունը, քանի որ ոլորող մոմենտն առաջանում է Լորենցի ուժի կողմից, որը գործում է սկավառակի ներսում լիցքավորված մասնիկների վրա մշտական ​​մագնիսի մագնիսական դաշտից շարժվող լիցքավորված մասնիկների վրա: Ըստ էության, նման հաշվիչը ցածր էներգիայի չափիչ է, որն ունի մագնիս ստատորի վրա:

Օգտագործվում է թույլ հոսանքները չափելու համար - շատ զգայուն չափիչ գործիքներ. Այստեղ պայտի մագնիսը փոխազդում է փոքր հոսանք կրող կծիկի հետ, որը կախված է մշտական ​​մագնիսի բևեռների միջև ընկած բացվածքում։

Չափման գործընթացում կծիկի շեղումը տեղի է ունենում մագնիսական ինդուկցիայի պատճառով ստեղծված ոլորող մոմենտով, որը տեղի է ունենում, երբ հոսանքն անցնում է կծիկի միջով: Այսպիսով, կծիկի շեղումը պարզվում է, որ համաչափ է արդյունքում առաջացող մագնիսական ինդուկցիայի արժեքին բացվածքում և, համապատասխանաբար, կծիկի մետաղալարերի հոսանքին: Փոքր շեղումների դեպքում գալվանոմետրի սանդղակը գծային է:

Անշուշտ, ձեր խոհանոցում միկրոալիքային վառարան կա: Եվ ունի երկու մշտական ​​մագնիս: Միկրոալիքային տիրույթ ստեղծելու համար տեղադրվում է միկրոալիքային վառարան: Մագնետրոնի ներսում էլեկտրոնները վակուումով շարժվում են կաթոդից դեպի անոդ, և շարժման ընթացքում նրանց հետագիծը պետք է թեքվի այնպես, որ անոդի վրա ռեզոնատորները բավականաչափ ուժեղ գրգռվեն։

Էլեկտրոնի հետագիծը թեքելու համար մագնետրոնի վակուումային խցիկի վերևում և ներքևում տեղադրվում են օղակաձև մշտական ​​մագնիսներ: Մշտական ​​մագնիսների մագնիսական դաշտը թեքում է էլեկտրոնների հետագծերը այնպես, որ ստացվում է էլեկտրոնների հզոր հորձանուտ, որը գրգռում է ռեզոնատորները, որոնք էլ իրենց հերթին միկրոալիքային տիրույթում էլեկտրամագնիսական ալիքներ են առաջացնում՝ սնունդը տաքացնելու համար։

Որպեսզի կոշտ սկավառակի գլուխը ճշգրիտ տեղադրվի, դրա շարժումները տեղեկատվության գրման և ընթերցման ընթացքում պետք է շատ ճշգրիտ վերահսկվեն և վերահսկվեն: Կրկին մշտական ​​մագնիսը օգնության է հասնում։ Կոշտ սկավառակի ներսում, ֆիքսված մշտական ​​մագնիսի մագնիսական դաշտում, շարժվում է գլխի հետ կապված հոսանք կրող կծիկ։

Երբ հոսանք է կիրառվում գլխի կծիկի վրա, այս հոսանքի մագնիսական դաշտը, կախված դրա արժեքից, մղում է կծիկը մշտական ​​մագնիսից ավելի ուժեղ կամ թույլ, այս կամ այն ​​ուղղությամբ, ուստի գլուխը սկսում է շարժվել և բարձր ճշգրտությամբ: . Այս շարժումը վերահսկվում է միկրոկոնտրոլերի միջոցով:

Էներգաարդյունավետության բարձրացման նպատակով որոշ երկրներում ձեռնարկությունների համար կառուցվում են էներգիայի մեխանիկական պահպանման սարքեր։ Սրանք էլեկտրամեխանիկական փոխարկիչներ են, որոնք գործում են իներցիոն էներգիայի կուտակման սկզբունքով պտտվող թռչող անիվի կինետիկ էներգիայի տեսքով, որը կոչվում է.

Օրինակ, Գերմանիայում ATZ-ը մշակել է կինետիկ էներգիայի պահպանման սարք՝ 20 ՄՋ հզորությամբ, 250 կՎտ հզորությամբ և մոտավորապես 100 Վտժ/կգ էներգիայի հատուկ ինտենսիվությամբ։ 6000 պտ/րոպե արագությամբ պտտվող 100 կգ քաշով, 1,5 մետր տրամագծով գլանաձև կառուցվածքով, բարձրորակ առանցքակալներ են անհրաժեշտ։ Արդյունքում, ստորին առանցքակալը պատրաստվել է, իհարկե, մշտական ​​մագնիսների հիման վրա:

Ուսումնասիրելով Ֆարադեյի սկավառակը և այսպես կոչված. «Ֆարադեյի պարադոքսը», մի քանի պարզ փորձեր կատարեց և մի քանի հետաքրքիր եզրակացություններ արեց։ Նախ այն մասին, թե ինչին պետք է առավելագույն ուշադրություն դարձնեք այս (և նմանատիպ) միաբևեռ մեքենայում տեղի ունեցող գործընթացներն ավելի լավ հասկանալու համար։

Faraday սկավառակի շահագործման սկզբունքը հասկանալն օգնում է նաև հասկանալ, թե ինչպես են աշխատում ընդհանրապես բոլոր տրանսֆորմատորները, կծիկները, գեներատորները, էլեկտրական շարժիչները (ներառյալ միաբևեռ գեներատորը և միաբևեռ շարժիչը) և այլն:

Գրառման մեջ կան նկարներ և մանրամասն տեսանյութ տարբեր փորձարկումներով, որոնք ցույց են տալիս բոլոր եզրակացությունները առանց բանաձեւերիիսկ հաշվարկները՝ «մատների վրա»։

Ստորև բերված բոլորը ըմբռնման փորձ է՝ առանց ակադեմիական հուսալիության հավակնությունների:

Մագնիսական դաշտի գծերի ուղղությունը

Հիմնական եզրակացությունը, որ ես արել եմ ինձ համար. առաջին բանը, որին դուք միշտ պետք է ուշադրություն դարձնեք նման համակարգերում, դա է մագնիսական դաշտի երկրաչափություն, էլեկտրահաղորդման գծերի ուղղություն և կոնֆիգուրացիա:

Միայն մագնիսական դաշտի գծերի երկրաչափությունը, դրանց ուղղությունը և կոնֆիգուրացիան կարող են որոշակի հստակություն բերել միաբևեռ գեներատորում կամ միաբևեռ շարժիչում, Ֆարադեյի սկավառակում, ինչպես նաև ցանկացած տրանսֆորմատորի, կծիկի, էլեկտրական շարժիչի, գեներատորի և այլնի գործընթացների ըմբռնմանը:

Ինքս ինձ համար կարևորության աստիճանը բաշխեցի հետևյալ կերպ. 10% ֆիզիկա, 90% երկրաչափություն(մագնիսական դաշտ) հասկանալու, թե ինչ է կատարվում այս համակարգերում:

Ամեն ինչ ավելի մանրամասն նկարագրված է տեսանյութում (տես ստորև):

Պետք է հասկանալ, որ Ֆարադեյի սկավառակը և լոգարիթմական կոնտակտներով արտաքին սխեման այսպես թե այնպես կազմում են հայտնի շրջանակ- այն ձևավորվում է սկավառակի մի հատվածով իր կենտրոնից մինչև իր եզրին գտնվող սահող կոնտակտի հետ միացման կետը, ինչպես նաև. ամբողջ արտաքին միացում(կոնտակտների համար հարմար հաղորդիչներ):

Լորենցի ուժի ուղղությունը, Ամպեր

Ամպերի ուժը Լորենցի ուժի հատուկ դեպք է (տես Վիքիպեդիա)։

Ստորև բերված երկու նկարները ցույց են տալիս Լորենցի ուժը, որը գործում է դրական լիցքերի վրա ամբողջ միացումում («շրջանակ»)՝ բլիթային մագնիսի դաշտում։ այն դեպքում, երբ արտաքին սխեման կոշտ միացված է պղնձե սկավառակին(այսինքն, երբ չկան սահող կոնտակտներ, և արտաքին միացումն ուղղակիորեն զոդված է սկավառակի վրա):

1 բրինձ. - այն դեպքում, երբ ամբողջ շղթան պտտվում է արտաքին մեխանիկական ուժով («գեներատոր»):
2 բրինձ. - այն դեպքում, երբ շղթայի միջոցով ուղղակի հոսանք է մատակարարվում արտաքին աղբյուրից («շարժիչ»):

Սեղմեք նկարներից մեկի վրա՝ մեծացնելու համար։

Լորենցի ուժը դրսևորվում է (հոսանք է առաջանում) միայն մագնիսական դաշտում շարժվող շղթայի հատվածներում։

Միաբևեռ գեներատոր

Այսպիսով, քանի որ Ֆարադեյի սկավառակի կամ միաբևեռ գեներատորի լիցքավորված մասնիկների վրա գործող Լորենցի ուժը հակառակ կգործի շղթայի և սկավառակի տարբեր հատվածների վրա, ապա այս մեքենայից հոսանք ստանալու համար շղթայի միայն այդ հատվածները (եթե հնարավոր է) պետք է լինեն. շարժման մեջ դնել (պտտել) Լորենցի ուժերի ուղղությամբ, որտեղ կհամընկնեն: Մնացած հատվածները կամ պետք է լինեն անշարժ, կամ բացառվեն շղթայից, կամ պտտել հակառակ ուղղությամբ.

Մագնիսի պտույտը չի փոխում պտտման առանցքի շուրջ մագնիսական դաշտի միատեսակությունը (տես վերջին բաժինը), ուստի մագնիսի կանգնելը կամ պտույտը նշանակություն չունի (չնայած իդեալական մագնիսներ չկան, և դաշտային անհամասեռություն շուրջըմագնիսացման առանցքը, որն առաջացել է անբավարար մագնիսի որակը, նույնպես որոշակի ազդեցություն ունի արդյունքի վրա):

Այստեղ կարևոր դեր է խաղում ամբողջ սխեմայի (ներառյալ մատակարարման լարերը և կոնտակտները) պտտվող մասը, և որը անշարժ է (քանի որ Լորենցի ուժը առաջանում է միայն շարժվող մասում): Եվ ամենակարևորը - մագնիսական դաշտի որ հատվածումորտեղ է գտնվում պտտվող մասը, և սկավառակի որ մասից է հոսանքն անցնում:

Օրինակ, եթե սկավառակը դուրս է ցցվում մագնիսի սահմանից այն կողմ, ապա սկավառակի մագնիսի եզրից այն կողմ դուրս եկող հատվածում կարող եք հեռացնել հոսանք հոսանքին հակառակ ուղղությամբ, որը կարելի է հեռացնել սկավառակի հատվածում։ գտնվում է անմիջապես մագնիսի վերևում:

Միաբևեռ շարժիչ

Գեներատորի մասին վերը նշված բոլորը ճիշտ են նաև «շարժիչի» ռեժիմի համար:

Հնարավորության դեպքում հոսանք պետք է մատակարարվի սկավառակի այն մասերին, որոնցում Լորենցի ուժը կուղղվի մեկ ուղղությամբ: Հենց այս հատվածներն են պետք ազատել՝ թույլ տալով նրանց ազատ պտտվել և «կոտրել» շղթան համապատասխան վայրերում՝ տեղադրելով սահող կոնտակտներ (տես ստորև նկարները):

Մնացած տարածքները, հնարավորության դեպքում, պետք է կամ բացառվեն, կամ նվազագույնի հասցվեն դրանց ազդեցությունը:

Տեսանյութ - փորձեր և եզրակացություններ

Այս տեսանյութի տարբեր փուլերի ժամանակը.

3 րոպե 34 վրկ- առաջին փորձերը

7 րոպե 08 վրկ- ինչին պետք է հիմնական ուշադրություն դարձնել և փորձերի շարունակությունը

16 րոպե 43 վրկ- հիմնական բացատրություն

22 րոպե 53 վրկ- ՀԻՄՆԱԿԱՆ ՓՈՐՁ

28 րոպե 51 վրկ- Մաս 2, հետաքրքիր դիտարկումներև ավելի շատ փորձեր

37 րոպե 17 վրկ- փորձերից մեկի սխալ եզրակացությունը

41 րոպե 01 վրկ- Ֆարադեյի պարադոքսի մասին

Ինչի՞ց է վանվում։

Էլեկտրոնիկայի գործընկեր ինժեների հետ ես երկար քննարկեցինք այս թեման, և նա արտահայտեց մի միտք, որը կառուցված էր « բառի շուրջ: հրում է".
Այն միտքը, որի հետ ես համաձայն եմ, այն է, որ եթե ինչ-որ բան սկսում է շարժվել, ուրեմն պետք է սկսվի ինչ-որ բանից։ Եթե ​​ինչ-որ բան շարժվում է, ուրեմն այն շարժվում է ինչ-որ բանի համեմատ:

Պարզ բառերով կարելի է ասել, որ հաղորդիչի մի մասը (արտաքին միացում կամ սկավառակ) վանվում է մագնիսի կողմից: Համապատասխանաբար, վանող ուժերը գործում են մագնիսի վրա (դաշտի միջով): Հակառակ դեպքում ամբողջ պատկերը փլուզվում է ու կորցնում տրամաբանությունը։ Մագնիսների ռոտացիայի համար տե՛ս ստորև բերված բաժինը:

Նկարներում (կարող եք սեղմել մեծացնելու համար) կան «շարժիչ» ռեժիմի տարբերակներ։
Նույն սկզբունքները կիրառվում են գեներատորի ռեժիմում:

Այստեղ գործողություն-արձագանքը տեղի է ունենում երկու հիմնական «մասնակիցների» միջև.

• մագնիս (մագնիսական դաշտ)
• տարբեր տարածքներհաղորդիչ (լիցքավորված հաղորդիչի մասնիկներ)

Համապատասխանաբար, երբ սկավառակը պտտվում է, և մագնիսը անշարժ է, ապա գործողություն-արձագանք տեղի է ունենում միջեւ մագնիս և սկավառակի մի մասը .

Եւ երբ մագնիսը պտտվում էսկավառակի հետ միասին, այնուհետև գործողություն-արձագանք է տեղի ունենում միջև մագնիս և շղթայի արտաքին մասը (ֆիքսված մատակարարման հաղորդիչներ): Փաստն այն է, որ շղթայի արտաքին հատվածի նկատմամբ մագնիսի պտույտը նույնն է, ինչ շղթայի արտաքին հատվածի պտույտը ստացիոնար մագնիսի նկատմամբ (բայց հակառակ ուղղությամբ): Այս դեպքում պղնձե սկավառակը գրեթե չի մասնակցում «վանման» գործընթացին։

Պարզվում է, որ ի տարբերություն հաղորդիչի լիցքավորված մասնիկների (որոնք կարող են շարժվել դրա ներսում), մագնիսական դաշտը կոշտ միացված է մագնիսին։ Ներառյալ մագնիսացման առանցքի շուրջ շրջանագծի երկայնքով:
Եվ ևս մեկ եզրակացություն. երկու մշտական ​​մագնիսներ ձգող ուժը ոչ թե ինչ-որ խորհրդավոր ուժ է, որը ուղղահայաց է Լորենցի ուժին, այլ սա Լորենցի ուժն է: Ամեն ինչ էլեկտրոնների «պտույտի» մասին է, և դա հենց « երկրաչափությունԲայց դա այլ պատմություն է...

Մերկ մագնիսի պտույտ

Տեսանյութի վերջում կա զվարճալի փորձ և եզրակացություն, թե ինչու մասԷլեկտրական սխեման կարող է պտտվել, բայց բլիթային մագնիսը կարող է պտտվել մագնիսացման առանցքի շուրջ - սա չի աշխատում (անշարժ DC էլեկտրական միացումով):

Հաղորդավարը կարող է պատռվել Լորենցի ուժի ուղղությանը հակառակ տեղերում, բայց մագնիսը չի կարող պատռվել

Փաստն այն է, որ մագնիսը և ամբողջ հաղորդիչը (արտաքին միացումն ու ինքնին սկավառակը) կազմում են միացված զույգ. երկու փոխազդող համակարգեր, որոնցից յուրաքանչյուրը փակված իմ ներսում . Դիրիժորի դեպքում՝ փակ էլեկտրական միացում, մագնիսի դեպքում ուժի գծերը «փակ են» մագնիսական դաշտը.

Միևնույն ժամանակ, էլեկտրական միացումում հաղորդիչը կարող է ֆիզիկապես լինել ընդմիջումառանց ինքնին շղթայի խանգարման (սկավառակը դնելով և լոգարիթմական կոնտակտներ), այն վայրերում, որտեղ Լորենցի ուժը «շրջվում է» հակառակ ուղղությամբ՝ «թողնելով» էլեկտրական շղթայի տարբեր հատվածները՝ շարժվելու (պտտելու) յուրաքանչյուրն իր ուղղությամբ՝ միմյանց հակառակ, և կոտրելով «շղթան». մագնիսական դաշտի կամ մագնիսի ուժային գծերի, այնպես, որ մագնիսական դաշտի տարբեր հատվածները «չեն խանգարել» միմյանց, ակնհայտորեն անհնար է (՞): Թվում է, թե մագնիսական դաշտի կամ մագնիսի համար «սահող կոնտակտների» նմանություն դեռ չի հորինվել:

Հետեւաբար, խնդիր է առաջանում մագնիսի պտույտի հետ կապված՝ նրա մագնիսական դաշտը ինտեգրալ համակարգ է, որը միշտ փակ է իր մեջ և անբաժան մագնիսի մարմնում։ Դրանում հակադիր ուժերը այն տարածքներում, որտեղ մագնիսական դաշտը բազմակողմանի է, փոխադարձաբար փոխհատուցվում են՝ թողնելով մագնիսը անշարժ:

Որտեղ, ԱշխատանքԼորենցի և Ամպերի ուժերը մագնիսական դաշտում ֆիքսված հաղորդիչում, ըստ երևույթին, գնում են ոչ միայն հաղորդիչի տաքացման, այլև մագնիսական դաշտի գծերի աղավաղումմագնիս.

ԻՄԻՋԱՅԼՈՑ!Հետաքրքիր կլիներ անցկացնել մի փորձ, որում անցնեն մագնիսի դաշտում գտնվող անշարժ հաղորդիչի միջով հսկայական հոսանքև տեսեք, թե ինչպես կարձագանքի մագնիսը: Մագնիսը կտաքանա՞, ապամագնիսացա՞, թե՞ պարզապես կտոր-կտոր կկտրվի (իսկ հետո մտածում եմ՝ ո՞ր տեղերում):

Վերոհիշյալ բոլորը փորձ է ըմբռնելու առանց ակադեմիական հուսալիության հավակնությունների:

Հարցեր

Այն, ինչ մնում է ոչ լիովին պարզ և պահանջում է ստուգում.

1. Դեռ հնարավո՞ր է մագնիսը պտտել սկավառակից առանձին:

Եթե ​​հնարավորություն եք տալիս և՛ սկավառակին, և՛ մագնիսին, ապա ազատ պտտվել միմյանցից անկախ, և սահող կոնտակտների միջով հոսանք կիրառեք սկավառակի վրա, և՛ սկավառակը, և՛ մագնիսը կպտտվեն։ Իսկ եթե այո, ապա ո՞ր ուղղությամբ է պտտվելու մագնիսը: Փորձը պահանջում է մեծ նեոդիմումային մագնիս, ես դեռ չունեմ: Սովորական մագնիսով մագնիսական դաշտի ուժը բավարար չէ:

2. Սկավառակի տարբեր մասերի պտտում տարբեր ուղղություններով

Եթե ​​կատարվում է ազատորեն միմյանցից անկախ պտտվողիսկ անշարժ մագնիսից՝ սկավառակի կենտրոնական մասը (մագնիսի՝ «բլիթային անցքի» վերևում), սկավառակի միջին մասը, ինչպես նաև մագնիսի եզրից դուրս ցցված սկավառակի հատվածը և հոսանք կիրառեք։ լոգարիթմական կոնտակտների միջոցով (ներառյալ սկավառակի այս պտտվող մասերի միջև սահող կոնտակտները) - արդյոք սկավառակի կենտրոնական և արտաքին մասերը կպտտվեն մեկ ուղղությամբ, իսկ միջին մասը՝ հակառակ ուղղությամբ:

3. Լորենցի ուժը մագնիսի ներսում

Արդյո՞ք Լորենցի ուժը գործում է մագնիսի ներսում գտնվող մասնիկների վրա, որոնց մագնիսական դաշտը աղավաղված է արտաքին ուժերի կողմից:

Այս հոդվածը կենտրոնանում է մշտական ​​մագնիսական շարժիչների վրա, որոնք փորձում են հասնել արդյունավետության >1՝ փոխելով լարերի կոնֆիգուրացիան, էլեկտրոնային միացման սխեմաները և մագնիսական կոնֆիգուրացիաները: Ներկայացված են մի քանի նմուշներ, որոնք կարելի է ավանդական համարել, ինչպես նաև մի քանի դիզայներ, որոնք խոստումնալից են թվում։ Հուսով ենք, որ այս հոդվածը կօգնի ընթերցողին հասկանալ այս սարքերի էությունը՝ նախքան նման գյուտերի մեջ ներդրումներ կատարելը կամ դրանց արտադրության համար ներդրումներ ստանալը։ ԱՄՆ արտոնագրերի մասին տեղեկատվությունը կարելի է գտնել http://www.uspto.gov կայքում:

Ներածություն

Մշտական ​​մագնիսական շարժիչներին նվիրված հոդվածը չի կարող ամբողջական համարվել առանց ժամանակակից շուկայում ներկայացված հիմնական նախագծերի նախնական վերանայման: Արդյունաբերական մշտական ​​մագնիսական շարժիչները պարտադիր են DC շարժիչներ, քանի որ դրանք օգտագործվող մագնիսները մշտապես բևեռացված են մինչև հավաքումը: Շատ մշտական ​​մագնիսով խոզանակով շարժիչներ միացված են առանց խոզանակ էլեկտրական շարժիչների, որոնք կարող են նվազեցնել շփումը և մեխանիզմի մաշվածությունը: Առանց խոզանակների շարժիչները ներառում են էլեկտրոնային կոմուտացիա կամ քայլային շարժիչներ: Էլեկտրական քայլային շարժիչը, որը հաճախ օգտագործվում է ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ, պարունակում է ավելի երկար աշխատանքային ոլորող մոմենտ մեկ միավորի համար՝ համեմատած այլ էլեկտրական շարժիչների հետ: Այնուամենայնիվ, սովորաբար նման շարժիչների արագությունը շատ ավելի ցածր է: Էլեկտրոնային անջատիչի դիզայնը կարող է օգտագործվել անջատված դժկամությամբ համաժամանակյա շարժիչում: Նման էլեկտրական շարժիչի արտաքին ստատորը թանկարժեք մշտական ​​մագնիսների փոխարեն օգտագործում է փափուկ մետաղ, ինչի արդյունքում առաջանում է ներքին մշտական ​​էլեկտրամագնիսական ռոտոր:

Ֆարադեյի օրենքի համաձայն՝ ոլորող մոմենտը հիմնականում առաջանում է առանց խոզանակների շարժիչների թիթեղների հոսանքով։ Իդեալական մշտական ​​մագնիսական շարժիչում գծային ոլորող մոմենտը հակադրվում է արագության կորին: Մշտական ​​մագնիսական շարժիչի մեջ և՛ արտաքին, և՛ ներքին ռոտորների նախագծերը ստանդարտ են:

Քննարկվող շարժիչների հետ կապված բազմաթիվ խնդիրներն ընդգծելու համար ձեռնարկում նշվում է, որ կա «շատ կարևոր հարաբերություն ոլորող մոմենտ ստեղծելու և հակադարձ էլեկտրաշարժիչ ուժի (EMF) միջև, որը երբեմն անտեսվում է»: Այս երեւույթը կապված է էլեկտրաշարժիչ ուժի (emf) հետ, որն առաջանում է փոփոխվող մագնիսական դաշտի կիրառմամբ (dB/dt): Օգտագործելով տեխնիկական տերմինաբանությունը, կարող ենք ասել, որ «ոլորող մոմենտ» հաստատունը (N-m/amp) հավասար է «հետևի emf հաստատունին» (V/rad/sec): Շարժիչի տերմինալներում լարումը հավասար է հետևի էմֆ-ի և ակտիվ (օհմիկ) լարման անկման տարբերությանը, ինչը պայմանավորված է ներքին դիմադրության առկայությամբ: (Օրինակ՝ V=8.3 V, ետ emf=7.5V, ակտիվ (օհմիկ) լարման անկում=0.8V): Այս ֆիզիկական սկզբունքը ստիպում է մեզ դիմել Լենցի օրենքին, որը հայտնաբերվել է 1834 թվականին՝ Ֆարադեյը միաբևեռ գեներատորի հայտնագործումից երեք տարի անց։ Լենցի օրենքի հակասական կառուցվածքը, ինչպես նաև դրանում օգտագործվող «ետ էմֆ» հասկացությունը մաս են կազմում այսպես կոչված. ֆիզիկական օրենքՖարադեյ, որի հիման վրա գործում է պտտվող էլեկտրական շարժիչ։ Back emf-ը փոփոխական հոսանքի ռեակցիան է շղթայում: Այլ կերպ ասած, փոփոխվող մագնիսական դաշտը, բնականաբար, առաջացնում է ետ էմֆ, քանի որ դրանք համարժեք են:

Այսպիսով, նախքան նման կառույցների արտադրությունը սկսելը, անհրաժեշտ է ուշադիր վերլուծել Ֆարադայի օրենքը: Շատերը գիտական ​​հոդվածներՖարադեյի օրենքը՝ քանակական փորձերը, կարող է համոզել նոր էներգիայի փորձարարին, որ հոսքի մեջ տեղի ունեցող փոփոխությունը, որն առաջացնում է հետևի էլեկտրաշարժիչ ուժը (emf) ըստ էության հավասար է բուն ետին էլեկտրաշարժիչին: Սա հնարավոր չէ խուսափել ավելորդ էներգիա ստեղծելիս, քանի դեռ ժամանակի ընթացքում մագնիսական հոսքի փոփոխության չափը մնում է փոփոխական: Սրանք նույն մետաղադրամի երկու կողմերն են: Շարժիչում արտադրվող մուտքային էներգիան, որի դիզայնը պարունակում է ինդուկտոր, բնականաբար, հավասար կլինի ելքային էներգիային: Բացի այդ, «էլեկտրական ինդուկցիայի» հետ կապված, փոփոխվող հոսքը «առաջացնում է» հետևի էմֆ:

Անջատված դժկամությամբ շարժիչներ

Հետազոտելով ինդուկտիվ շարժման այլընտրանքային մեթոդը՝ Էկլինի մշտական ​​մագնիսական շարժման փոխարկիչը (Արտոնագիր թիվ 3,879,622) օգտագործում է պտտվող փականներ՝ հերթափոխով պաշտպանելու պայտային մագնիսի բևեռները: Էքլինի թիվ 4,567,407 արտոնագիրը («Պահպանված միասնական փոփոխական հոսանքի շարժիչ-գեներատոր, որն ունի հաստատուն թիթեղ և դաշտ») կրկնում է մագնիսական դաշտը «մագնիսական հոսքը փոխելու» միջոցով փոխելու գաղափարը։ Այս գաղափարը տարածված է այս տեսակի շարժիչների համար: Որպես այս սկզբունքի օրինակ՝ Էքլինը տալիս է հետևյալ միտքը. «Ժամանակակից գեներատորների մեծ մասի ռոտորները վանվում են, երբ նրանք մոտենում են ստատորին և նորից ձգվում են ստատորի կողմից, հենց որ անցնում են այն՝ համաձայն Լենցի օրենքի: Այսպիսով, ռոտորների մեծ մասը բախվում է մշտական ​​ոչ պահպանողական գործառնական ուժերին, և, հետևաբար, ժամանակակից գեներատորները պահանջում են մշտական ​​մուտքային ոլորող մոմենտ: Այնուամենայնիվ, «հոսքի անջատիչ միավորային փոփոխիչի պողպատե ռոտորն իրականում նպաստում է յուրաքանչյուր պտույտի կեսի համար մուտքային ոլորող մոմենտին, քանի որ ռոտորը միշտ ձգվում է, բայց երբեք չի վանվում: Այս դիզայնը թույլ է տալիս շարժիչի թիթեղներին մատակարարվող հոսանքի մի մասը էլեկտրաէներգիա մատակարարել մագնիսական ինդուկցիայի շարունակական գծի միջոցով AC ելքային ոլորուններին...»: Ցավոք, Էքլինը դեռևս չի կարողացել ինքնուրույն գործարկվող մեքենա կառուցել:

Քննարկվող խնդրի հետ կապված հարկ է նշել Ռիչարդսոնի թիվ 4,077,001 արտոնագիրը, որը բացահայտում է ցածր մագնիսական դիմադրությամբ խարիսխի շարժման էությունը թե՛ շփման մեջ, թե՛ դրանից դուրս մագնիսի ծայրերում (էջ 8, տող. 35): Վերջապես, մենք կարող ենք մեջբերել Մոնրոյի թիվ 3,670,189 արտոնագիրը, որտեղ քննարկվում է նմանատիպ սկզբունք, որտեղ, սակայն, մագնիսական հոսքի փոխանցումը վերահսկվում է ռոտորային բևեռները ստատորի բևեռների մշտական ​​մագնիսների միջև անցնելով: Սույն արտոնագրում նշված 1-ին պահանջը, իր ծավալով և մանրամասնությամբ, թվում է, թե բավարար է արտոնագրունակությունն ապացուցելու համար, սակայն դրա արդյունավետությունը մնում է հարցականի տակ:

Անհավանական է թվում, որ, լինելով փակ համակարգ, անջատվող մագնիսական դժկամությամբ շարժիչը կարող է ինքնուրույն գործարկվել: Բազմաթիվ օրինակներ ապացուցում են, որ խարիսխը սինխրոն ռիթմի մեջ բերելու համար անհրաժեշտ է փոքր էլեկտրամագնիս: Magnetic Wankel շարժիչն իր մեջ ընդհանուր ուրվագիծկարող է տրվել ներկայացված գյուտի տեսակի հետ համեմատելու համար: Համեմատության համար կարող է օգտագործվել նաև Jaffe-ի #3,567,979 արտոնագիրը: Minato-ի թիվ 5,594,289 արտոնագիրը, որը նման է մագնիսական Wankel շարժիչին, բավականին հետաքրքիր է շատ հետազոտողների համար:

Նյումանի շարժիչի նման գյուտերը (ԱՄՆ արտոնագրային դիմում No. 06/179,474) հայտնաբերել են այն փաստը, որ ոչ գծային ազդեցությունը, ինչպիսին է իմպուլսային լարումը, օգտակար է Լենցի օրենքի Լորենցի ուժի պահպանման էֆեկտը հաղթահարելու համար: Նման է նաև Թորնսոնի իներցիոն շարժիչի մեխանիկական համարժեքը, որն օգտագործում է ոչ գծային հարվածային ուժ՝ պտտման հարթությանը ուղղահայաց առանցքի երկայնքով թափ փոխանցելու համար: Մագնիսական դաշտը պարունակում է անկյունային իմպուլս, որն ակնհայտ է դառնում որոշակի պայմաններում, ինչպիսին է Ֆեյնմանի սկավառակի պարադոքսը, որտեղ այն պահպանվում է։ Զարկերակային մեթոդը կարող է շահավետորեն կիրառվել այս շարժիչում մագնիսական անջատման դիմադրությամբ, պայմանով, որ դաշտի միացումը կատարվում է բավական արագ՝ հզորության արագ աճով: Այնուամենայնիվ, այս հարցում ավելի շատ հետազոտություններ են անհրաժեշտ:

Անջատվող դժկամությամբ շարժիչի ամենահաջող տարբերակը Հարոլդ Ասպդենի սարքն է (արտոնագիր No. 4,975,608), որը օպտիմալացնում է կծիկի մուտքային սարքի թողունակությունը և ոլորման վրա աշխատանքը։ B-H կորը. Բացատրված են նաև անջատվող ռեակտիվ շարժիչները:

Ադամսի շարժիչը լայն ճանաչում ստացավ։ Օրինակ, Nexus ամսագիրը հրապարակեց փայլուն ակնարկ՝ գյուտն անվանելով առաջին ազատ էներգիայի շարժիչը, որը երբևէ նկատվել է: Այնուամենայնիվ, այս մեքենայի աշխատանքը կարող է լիովին բացատրվել Ֆարադեյի օրենքով: Մագնիսացված ռոտորը վարող հարակից կծիկներում իմպուլսների առաջացումը ըստ էության նույնն է, ինչ ստանդարտ անջատված դժկամությամբ շարժիչում:

Դանդաղեցումը, որի մասին Ադամսը խոսում է իր ինտերնետային հրապարակումներից մեկում, որտեղ քննարկվում է գյուտը, կարելի է բացատրել հետևի էմֆ-ի էքսպոնենցիալ լարմամբ (L di/dt): Գյուտերի այս կատեգորիայի վերջին լրացումներից մեկը, որը հաստատում է Adams շարժիչի հաջողությունը, միջազգային արտոնագրային թիվ 00/28656 դիմումն է, որը շնորհվել է 2000 թվականի մայիսին: գյուտարարներ Բրիթսը և Քրիստին (LUTEC գեներատոր): Այս շարժիչի պարզությունը հեշտությամբ բացատրվում է ռոտորի վրա անջատվող կծիկների և մշտական ​​մագնիսի առկայությամբ: Բացի այդ, արտոնագիրը բացատրում է, որ «ուղղակի հոսանքը, որը կիրառվում է ստատորի ոլորանների վրա, առաջացնում է մագնիսական վանման ուժ և միակ հոսանքն է, որն արտաքինից կիրառվում է ամբողջ համակարգի վրա՝ ցանցային շարժում առաջացնելու համար…»: Հայտնի փաստ է, որ բոլոր շարժիչները աշխատում են այս սկզբունքով։ Նշված արտոնագրի 21-րդ էջը պարունակում է դիզայնի բացատրություն, որտեղ գյուտարարները ցանկություն են հայտնում «առավելագույնի հասցնել հետևի էմֆ-ի ազդեցությունը, որն օգնում է պահպանել էլեկտրամագնիսների ռոտորի/արմատուրայի պտույտը մեկ ուղղությամբ»: Այս կատեգորիայի բոլոր շարժիչների աշխատանքը անջատվող դաշտով ուղղված է այս էֆեկտի ստացմանը: Նկար 4Ա-ում, որը ցույց է տրված Brits-ի և Christie-ի արտոնագրում, բացահայտվում են «VA, VB և VC» լարման աղբյուրները: Այնուհետև 10-րդ էջում տրված է հետևյալ հայտարարությունը. «Այս պահին հոսանքը մատակարարվում է VA սնուցման աղբյուրից և շարունակում է մատակարարվել այնքան ժամանակ, մինչև խոզանակ 18-ը դադարի փոխազդել 14-ից 17-րդ կոնտակտների հետ»: Արտասովոր չէ, որ այս դիզայնը կարելի է համեմատել այս հոդվածում նախկինում նշված ավելի բարդ փորձերի հետ: Այս բոլոր շարժիչները պահանջում են էլեկտրական աղբյուրէլեկտրամատակարարում, և դրանցից ոչ մեկն ինքնուրույն չի գործարկվում:

Այն, ինչ հաստատում է այն պնդումը, որ ստեղծվել է ազատ էներգիա, այն է, որ գործող կծիկը (իմպուլսային ռեժիմում) մշտական ​​մագնիսական դաշտով (մագնիս) անցնելիս չի օգտագործում վերալիցքավորվող մարտկոց հոսանք ստեղծելու համար: Փոխարենը, առաջարկվեց օգտագործել Weygand հաղորդիչներ, և դա կառաջացներ վիթխարի Բարխաուզենի ցատկ մագնիսական տիրույթը հավասարեցնելիս, և զարկերակը կստանար շատ հստակ ձև: Եթե ​​կծիկի վրա կիրառենք Weygand հաղորդիչ, այն կստեղծի նրա համար մի քանի վոլտ բավականին մեծ իմպուլս, երբ այն անցնում է որոշակի բարձրության շեմի փոփոխվող արտաքին մագնիսական դաշտը։ Այսպիսով, այս իմպուլսային գեներատորը ընդհանրապես չի պահանջում մուտքային էլեկտրական էներգիա:

Տորոիդային շարժիչ

Այսօր շուկայում առկա շարժիչների համեմատությամբ, տորոիդային շարժիչի անսովոր դիզայնը կարելի է համեմատել Լանգլի արտոնագրում (թիվ 4,547,713) նկարագրված սարքի հետ: Այս շարժիչը պարունակում է երկբևեռ ռոտոր, որը գտնվում է տորոիդի կենտրոնում: Եթե ​​ընտրվում է միաբևեռ ձևավորում (օրինակ՝ ռոտորի յուրաքանչյուր ծայրում հյուսիսային բևեռներով), ստացված սարքը նման է ռոտորի ճառագայթային մագնիսական դաշտին, որն օգտագործվում է Van Geel արտոնագրում (#5,600,189): Բրաունի թիվ 4,438,362 արտոնագիրը, որը պատկանում է Rotron-ին, օգտագործում է մի շարք մագնիսացվող հատվածներ՝ տորոիդային արգելակում ռոտոր պատրաստելու համար: Պտտվող տորոիդային շարժիչի ամենավառ օրինակը Յուինգի արտոնագրում (թիվ 5,625,241) նկարագրված սարքն է, որը նույնպես նման է արդեն հիշատակված Լանգլի գյուտին։ Մագնիսական վանման գործընթացի հիման վրա Յուինգի գյուտը օգտագործում է պտտվող մեխանիզմմիկրոպրոցեսորային կառավարմամբ հիմնականում Լենցի օրենքից օգտվելու և նաև հետևի էմֆը հաղթահարելու համար։ Յուինգի գյուտի ցուցադրումը կարելի է տեսնել «Ազատ էներգիա. մրցավազք դեպի զրոյական կետ» գովազդային տեսահոլովակում։ Արդյոք այս գյուտը ներկայումս շուկայում առկա բոլոր շարժիչներից ամենաբարձր արդյունավետությունն է, կասկածելի է: Ինչպես նշված է արտոնագրում, «սարքի աշխատանքը որպես շարժիչ հնարավոր է նաև իմպուլսային ուղղակի հոսանքի աղբյուր օգտագործելու դեպքում»: Դիզայնը պարունակում է նաև ծրագրավորվող տրամաբանական կառավարման և էներգիայի կառավարման սխեմաներ, որոնք գյուտարարների վարկածով պետք է այն ավելի արդյունավետ դարձնեն, քան 100%:

Նույնիսկ եթե շարժիչային մոդելներն արդյունավետ են ոլորող մոմենտ ստեղծելու կամ ուժի փոխակերպման գործում, դրանց ներսում շարժվող մագնիսները կարող են այդ սարքերը դարձնել անօգտագործելի: Այս տեսակի շարժիչների կոմերցիոնացումը չի կարող շահութաբեր լինել, քանի որ այսօր շուկայում կան բազմաթիվ մրցունակ նմուշներ:

Գծային շարժիչներ

Գծային ինդուկցիոն շարժիչների թեման լայնորեն լուսաբանվում է գրականության մեջ: Հրատարակությունը բացատրում է, որ այս շարժիչները նման են ստանդարտ ինդուկցիոն շարժիչներին, որոնցում ռոտորն ու ստատորը հանվում և տեղադրվում են հարթությունից դուրս: «Շարժում առանց անիվների» գրքի հեղինակ Լեյթվեյթը հայտնի է Անգլիայում գնացքների համար նախատեսված և գծային ինդուկցիոն շարժիչների հիման վրա մշակված միարելսային կառույցների ստեղծմամբ։

Հարթմանի արտոնագիրը No. 4,215,330 մի սարքի օրինակ է, որտեղ գծային շարժիչն օգտագործվում է պողպատե գնդակը դեպի վեր տեղափոխելու մագնիսացված հարթության երկայնքով մոտավորապես 10 մակարդակ: Այս կատեգորիայի մեկ այլ գյուտ նկարագրված է Ջոնսոնի արտոնագրում (թիվ 5,402,021), որն օգտագործում է մշտական ​​աղեղային մագնիս, որը տեղադրված է չորս անիվ սայլի վրա։ Այս մագնիսը ենթարկվում է ֆիքսված փոփոխական մագնիսներով զուգահեռ փոխակրիչի: Մեկ այլ ոչ պակաս զարմանալի գյուտ Ջոնսոնի մեկ այլ արտոնագրում (թիվ 4,877,983) նկարագրված սարքն է, որի հաջող աշխատանքը նկատվել է մի քանի ժամ փակ օղակում։ Հարկ է նշել, որ գեներատորի կծիկը կարող է տեղադրվել շարժվող տարրին մոտ, այնպես որ դրա յուրաքանչյուր գործարկումն ուղեկցվում է մարտկոցը լիցքավորելու էլեկտրական իմպուլսով: Hartmann սարքը կարող է նախագծվել նաև որպես շրջանաձև փոխակրիչ, որը թույլ է տալիս ցուցադրել առաջին կարգի հավերժական շարժում:

Հարթմանի արտոնագիրը հիմնված է նույն սկզբունքի վրա, ինչ հայտնի էլեկտրոնային սպին փորձը, որը ֆիզիկայում սովորաբար կոչվում է Stern-Gerlach-ի փորձ։ Ոչ միատեսակ մագնիսական դաշտում մագնիսական ոլորող մոմենտ օգտագործող օբյեկտի վրա ազդեցությունը տեղի է ունենում պոտենցիալ էներգիայի գրադիենտի պատճառով: Ֆիզիկայի ցանկացած դասագրքում կարող եք նշել, որ այս տեսակի դաշտը, մի ծայրում ուժեղ և մյուս ծայրում թույլ, նպաստում է միակողմանի ուժի առաջացմանը, որն ուղղված է դեպի մագնիսական օբյեկտ և հավասար է dB/dx: Այսպիսով, այն ուժը, որը գնդակը հրում է մագնիսացված հարթության երկայնքով 10 մակարդակ դեպի վեր ուղղությամբ, լիովին համապատասխանում է ֆիզիկայի օրենքներին:

Օգտագործելով արդյունաբերական որակի մագնիսներ (ներառյալ գերհաղորդիչ մագնիսները, շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանում, որոնց մշակումը ներկայումս ավարտական ​​փուլում է), հնարավոր կլինի ցուցադրել բավականաչափ բարձր բեռների փոխադրումը. մեծ զանգված, առանց էլեկտրաէներգիայի արժեքի Տեխնիկական սպասարկում. Գերհաղորդիչ մագնիսներն ունեն անսովոր հատկություն՝ պահպանելու սկզբնական մագնիսացված դաշտը տարիներ շարունակ՝ առանց պարբերական սնուցման պահանջելու՝ սկզբնական դաշտի ուժը վերականգնելու համար: Գերհաղորդիչ մագնիսների մշակման շուկայի ներկա իրավիճակի օրինակները բերված են Օհնիշիի թիվ 5,350,958 արտոնագրում (կրիոգեն տեխնոլոգիայի և լուսավորության համակարգերի կողմից արտադրվող էներգիայի բացակայություն), ինչպես նաև մագնիսական լևիտացիայի մասին վերահրատարակված հոդվածում։

Ստատիկ էլեկտրամագնիսական անկյունային իմպուլս

Գլանաձև կոնդենսատորի օգտագործմամբ սադրիչ փորձի ժամանակ հետազոտողներ Գրեհեմը և Լահոզը ընդլայնում են 1908 թվականին Էյնշտեյնի և Լաուբի կողմից հրապարակված գաղափարը, որը ենթադրում էր, որ լրացուցիչ ժամանակ է պահանջվում գործողության և ռեակցիայի սկզբունքը պահպանելու համար: Հետազոտողների կողմից մեջբերված հոդվածը թարգմանվել և տպագրվել է ստորև ներկայացված իմ գրքում։ Գրեհեմը և Լահոզը շեշտում են, որ գոյություն ունի «իրական անկյունային իմպուլսի խտություն» և առաջարկում են այս էներգետիկ ազդեցությունը մշտական ​​մագնիսների և էլեկտրետների մեջ դիտարկելու միջոց:

Այս աշխատանքը ոգեշնչող և տպավորիչ ուսումնասիրություն է, որն օգտագործվում է Էյնշտեյնի և Մինկովսկու աշխատանքի վրա հիմնված տվյալների հիման վրա: Այս հետազոտությունը կարող է ուղղակի կիրառություն ունենալ ստորև նկարագրված ինչպես միաբևեռ գեներատորի, այնպես էլ մագնիսական էներգիայի փոխարկիչի ստեղծման գործում: Այս հնարավորությունը պայմանավորված է նրանով, որ երկու սարքերն էլ ունեն առանցքային մագնիսական դաշտ և ճառագայթային էլեկտրական դաշտ, որը նման է Գրեհեմի և Լահոզի փորձարկումներում օգտագործված գլանաձև կոնդենսատորին։

Միաբևեռ շարժիչ

Գրքում մանրամասն նկարագրված է Ֆարադեյի կողմից արված փորձարարական հետազոտություններն ու գյուտի պատմությունը։ Բացի այդ, ուշադրություն է դարձվում կատարված ներդրմանը այս ուսումնասիրությունըՏեսլա. Այնուամենայնիվ, վերջերս առաջարկվել են միաբևեռ բազմապրոտոր շարժիչի մի շարք նոր նախագծային լուծումներ, որոնք կարելի է համեմատել J.R.R-ի գյուտի հետ: Սերլա.

Searle-ի սարքի նկատմամբ նորացված հետաքրքրությունը պետք է ուշադրություն դարձնի նաև միաբևեռ շարժիչներին: Նախնական վերլուծությունը բացահայտում է միաբևեռ շարժիչում միաժամանակ տեղի ունեցող երկու տարբեր երևույթների առկայությունը: Երևույթներից մեկը կարելի է անվանել «պտտման» էֆեկտ (թիվ 1), իսկ երկրորդը՝ «պտտվող» էֆեկտ (թիվ 2)։ Առաջին ազդեցությունը կարող է ներկայացվել որպես ինչ-որ երևակայական ամուր օղակի մագնիսացված հատվածներ, որոնք պտտվում են ընդհանուր կենտրոնի շուրջ: Ներկայացված են մոտավոր նախագծեր, որոնք թույլ են տալիս բաժանել միաբևեռ գեներատորի ռոտորը:

Հաշվի առնելով առաջարկվող մոդելը՝ թիվ 1 էֆեկտը կարելի է հաշվարկել Tesla ուժային մագնիսների համար, որոնք մագնիսացված են առանցքի երկայնքով և գտնվում են 1 մետր տրամագծով մեկ օղակի մոտ։ Այս դեպքում յուրաքանչյուր գլանակի երկայնքով առաջացած էմֆ-ն ավելի քան 2 Վ է (էլեկտրական դաշտը, որն ուղղորդվում է գլանափաթեթների արտաքին տրամագծից դեպի հարակից օղակի արտաքին տրամագիծը) 500 ռ/րոպե պտտման արագությամբ: Հարկ է նշել, որ թիվ 1 էֆեկտը կախված չէ մագնիսի պտույտից։ Միաբևեռ գեներատորի մագնիսական դաշտը կապված է տարածության հետ, և ոչ թե մագնիսի հետ, ուստի պտույտը չի ազդի Լորենցի ուժի էֆեկտի վրա, որը տեղի է ունենում, երբ գործում է այս ունիվերսալ միաբևեռ գեներատորը:

Էֆեկտ #2, որը տեղի է ունենում յուրաքանչյուր գլանային մագնիսի ներսում, նկարագրված է, որտեղ յուրաքանչյուր ակ համարվում է փոքր միաբևեռ գեներատոր: Այս էֆեկտը ճանաչվում է որպես ավելի թույլ բան, քանի որ էլեկտրաէներգիան առաջանում է յուրաքանչյուր գլանակի կենտրոնից դեպի ծայրամաս: Այս դիզայնը հիշեցնում է Tesla-ի միաբևեռ գեներատորը, որի մեջ պտտվող շարժիչ գոտին կապում է օղակաձև մագնիսի արտաքին եզրը: Երբ 1 մետր տրամագծով օղակի շուրջը պտտվում են 1 մետր տրամագծով մոտավորապես հավասար տրամագծով գլանափաթեթներ, իսկ գլանափաթեթները քաշելու բացակայության դեպքում առաջացող լարումը հավասար կլինի 0,5 վոլտ: Օղակաձեւ մագնիսի Սիրլի նախագծումը կբարձրացնի գլանափաթեթի B դաշտը:

Հարկ է նշել, որ համընկնման սկզբունքը կիրառվում է այս երկու էֆեկտների դեպքում: Թիվ 1 էֆեկտը միասնական էլեկտրոնային դաշտ է, որը գոյություն ունի գլանափաթեթի տրամագծի երկայնքով: Թիվ 2 էֆեկտը ճառագայթային էֆեկտ է, որն արդեն նշվել է վերևում։ Այնուամենայնիվ, փաստորեն, միայն երկու կոնտակտների միջև ընկած գլանային հատվածում գործող էմֆ-ը, այսինքն՝ գլանափաթեթի կենտրոնի և նրա եզրի միջև, որը շփվում է օղակի հետ, կնպաստի ցանկացածում էլեկտրական հոսանքի առաջացմանը: արտաքին միացում. Այս փաստը հասկանալը նշանակում է, որ արդյունավետ լարման, թիվ 1 էֆեկտի արդյունքում կկազմի գոյություն ունեցող ԷՄՖ-ի կեսը կամ 1 Վոլտից մի փոքր ավելի, ինչը մոտավորապես երկու անգամ ավելի է, քան թիվ 2 էֆեկտի արդյունքում առաջացածը: Սահմանափակ տարածության մեջ սուպերպոզիցիա կիրառելիս մենք նաև կգտնենք, որ երկու էֆեկտները հակադրվում են միմյանց, և երկու emf-ները պետք է հանվեն: Այս վերլուծության արդյունքն այն է, որ մոտավորապես 0,5 վոլտ կարգավորվող էլեկտրաէներգիա կտրամադրվի էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար առանձին կայանքում, որը պարունակում է գլանափաթեթներ և 1 մետր տրամագծով օղակ: Երբ հոսանք է ստացվում, տեղի է ունենում գնդիկավոր շարժիչի էֆեկտ, որն իրականում հրում է գլանափաթեթները, ինչը թույլ է տալիս գլանաձև մագնիսներին ձեռք բերել զգալի էլեկտրական հաղորդունակություն: (Հեղինակը շնորհակալություն է հայտնում Paul La Violette-ին այս մեկնաբանության համար):

Համապատասխան հոդվածում հետազոտողներ Ռոշչինը և Գոդինը հրապարակեցին իրենց հայտնագործած մեկ օղակով սարքի հետ փորձերի արդյունքները, որը կոչվում է «Մագնիսական էներգիայի փոխարկիչ» և առանցքակալների վրա պտտվող մագնիսներով: Սարքը նախագծվել է որպես Searle-ի գյուտի կատարելագործում: Հեղինակի վերը նշված վերլուծությունը կախված չէ նրանից, թե ինչ մետաղներ են օգտագործվել Ռոշչինի և Գոդինի դիզայնի օղակները պատրաստելու համար: Նրանց հայտնագործությունները բավականին համոզիչ են և մանրամասն, ինչը կթարմացնի շատ հետազոտողների հետաքրքրությունը այս տեսակի շարժիչների նկատմամբ։

Եզրակացություն

Այսպիսով, կան մի քանի մշտական ​​մագնիսական շարժիչներ, որոնք կարող են նպաստել հավերժ շարժման մեքենայի առաջացմանը, որի արդյունավետությունը գերազանցում է 100% -ը: Բնականաբար, պետք է հաշվի առնել էներգիայի պահպանման հայեցակարգը, և պետք է ուսումնասիրվի առաջարկվող լրացուցիչ էներգիայի աղբյուրը։ Եթե ​​հաստատուն մագնիսական դաշտի գրադիենտները պնդում են, որ արտադրում են միակողմանի ուժ, ինչպես պնդում են դասագրքերը, ապա կգա մի պահ, երբ դրանք կընդունվեն օգտակար էներգիա արտադրելու համար: Գլանային մագնիսի կոնֆիգուրացիան, որն այժմ սովորաբար կոչվում է «մագնիսական էներգիայի փոխարկիչ», նույնպես յուրահատուկ մագնիսական շարժիչի դիզայն է: Ռոշչինի և Գոդինի կողմից նկարազարդված ռուսական արտոնագրում թիվ 2155435 սարքը մագնիսական շարժիչ-գեներատոր է, որը ցույց է տալիս լրացուցիչ էներգիա ստեղծելու ունակությունը: Քանի որ սարքի աշխատանքը հիմնված է օղակի շուրջ պտտվող գլանաձև մագնիսների շրջանառության վրա, դիզայնն իրականում ավելի շատ գեներատոր է, քան շարժիչ: Այնուամենայնիվ, այս սարքը աշխատող շարժիչ է, քանի որ մագնիսների ինքնասպասարկման շարժման արդյունքում առաջացող ոլորող մոմենտն օգտագործվում է առանձին էլեկտրական գեներատոր գործարկելու համար:

գրականություն

1. Motion Control Handbook (Designfax, May, 1989, p.33)

2. «Ֆարադեի օրենքը - քանակական փորձեր», Ամեր. Jour. ֆիզ.,

3. Հանրաճանաչ գիտություն, հունիս, 1979 թ

4. IEEE Spectrum 1/97

5. Ժողովրդական գիտություն, մայիս, 1979 թ

6. Schaum-ի ուրվագծային շարքը, տեսությունը և էլեկտրականության խնդիրները

Մեքենաներ և էլեկտրամեխանիկա (Էլեկտրականության տեսություն և խնդիրներ

Մեքենաներ և էլեկտրամեխանիկա) (McGraw Hill, 1981)

7. IEEE Spectrum, հուլիս, 1997 թ

9. Թոմաս Վալոնե, The Homopolar Handbook

10. Նույն տեղում, էջ. 10

11. Electric Spacecraft Journal, Թողարկում 12, 1994 թ

12. Թոմաս Վալոնե, The Homopolar Handbook, էջ. 81

13. Նույն տեղում, էջ. 81

14. Նույն տեղում, էջ. 54

տեխ. Ֆիզ. Lett., V. 26, #12, 2000, էջ 1105-07

Thomas Walon Integrity Research Institute, www.integrityresearchinstitute.org

1220 Լ Սբ. NW, Suite 100-232, Վաշինգտոն, DC 20005 թ

Էջ 1

P հաճախականությամբ մշտական ​​մագնիսի պտույտը տարածության մեջ ստեղծում է մագնիսական դաշտ՝ պտտվելով նույն հաճախականությամբ։ Նույն պատկերը տեղի է ունենում նաև էլեկտրական մեքենաներփոփոխական հոսանք, եթե ռոտորը մշտական ​​մագնիս է կամ էլեկտրամագնիս: Ակնհայտ բևեռային ռոտորում (նկ. 18.2, ա; 18.3, ա) ֆերոմագնիսական նյութից պատրաստված միջուկն ունի ընդգծված ելուստներ՝ բևեռներ, որոնց վրա դրված են պարույրները։ Ոչ ընդգծված բևեռային ռոտորը (նկ. 18.2, բ; 18.3, ո) պատրաստված է գլանաձևով, որի վրա տեղադրված է անցքերի վրա բաշխված գրգռման ոլորուն: Բազմաբևեռ ռոտորների համար (p 1) հյուսիսային և հարավային բևեռները փոխարինվում են: Նկ.-ում ներկայացված ռոտորները: 18.2, a, b-ն ունեն մեկ զույգ (2p 2), իսկ Նկ. 18.3, ա, 6 - երկու զույգ (2p 4) բևեռներ: 2p 4-ում ռոտորները ընդգծված բևեռ են:

Մշտական ​​մագնիս 1-ի պտույտը առաջացնում է ոչ մագնիսական նյութից պատրաստված սկավառակի (կամ գավաթի) 2-ում ինդուկտիվ հոսանքների տեսք: Այս հոսանքների մագնիսական դաշտի հետ փոխազդեցության արդյունքում առաջանում է ոլորող մոմենտ 7I1; սկավառակի վրա գործող մագնիսի պտտման ուղղությամբ և համամասնորեն վերջինիս M1C1co1 անկյունային արագությանը dz, որտեղ Cr-ը համաչափության գործակիցն է։

Երբ մշտական ​​մագնիսը պտտվում է, փամփուշտը առանցքի հետ միասին պտտվում է նրա հետևից՝ պտտելով պարուրաձև զսպանակ, որը մի ծայրով ամրացված է առանցքին, իսկ մյուս կողմից՝ արագաչափի մարմնին։ Երբ ոլորվում է, պարուրաձև զսպանակը ստեղծում է MI մոմենտի M2 հակազդող պահ, որը համաչափ է քարթրիջի պտտման անկյան հետ:

Երբ մշտական ​​մագնիսը / պտտվում է, մագնիսական շղթայի 5-րդ միջուկում ստեղծվում է մագնիսական հոսք, որը փոխվում է մեծության և ուղղության մեջ:

Երբ մշտական ​​մագնիսը պտտվում է էլեկտրական շարժիչի շահագործման ընթացքում, ստեղծվում է շրջանակ 2 էլեկտրաէներգիա, որի արդյունքում մշտական ​​մագնիսի և մխոցի միջև փոխազդեցության ուժ է առաջանում։ Շրջանակը պտտվում է՝ փակելով դրան միացված կոնտակտները։ Երբ էլեկտրական շարժիչը դադարում է, կոնտակտները բացվում են:

Երբ երկբևեռ մշտական ​​մագնիս 1 (մագնիսական ռոտոր) պտտվում է ֆիքսված դարակաշարերի մեջ, որի միջուկը 2 է (մագնիսական արմատուրա) և դրա վրա առաջնային ոլորուն վերք է առաջանում, դրա մեջ առաջանում է հոսանք, որի ուժը 2 25 - 3 5 Ա է: , լարումը 300 - 500 Վ։

Հետևաբար, երբ մշտական ​​մագնիսը պտտվում է, քորոցը պտտվում է՝ կամ իջեցնելով կամ բարձրացնելով կոնտակտային մետաղալարերի ընկույզը վերև կամ վար՝ կախված սահմանված ջերմաստիճանից: Կոնտակտային լարը դրված է որոշակի բարձրության վրա, որի դեպքում սնդիկի սյունը շփվում է այս մետաղալարի վերջի հետ, և ջերմաստիճանը, որի դեպքում կոնտակտը փակվում կամ բացվում է, փոխվում է:

Նման խցում խառնումն իրականացվում է վերևից՝ այսպես կոչված մագնիսական սեղմիչում պտտելով մշտական ​​B մագնիսը, որը ռեակտորների դեպքում. անկանոն ձևշատ ավելի արդյունավետ, քան սովորաբար օգտագործվող ներքևից խառնելը, օգտագործելով մագնիսական ձողեր ապարատի ներսում (տես բաժին.

Արդյո՞ք առանձնացված մետաղական մասնիկների թիվը կախված է մշտական ​​մագնիսի պտտման արագությունից:

Դիտարկված մեթոդը հնարավորություն է տալիս ստանալ մեկ գործողություն երկուսի փոխարեն, երբ մշտական ​​մագնիսը պտտվում է իր առանցքի շուրջ (տես Նկար 2.7, ե), քանի որ եղեգի անջատիչը կարող է գործել միայն այն դեպքում, եթե մագնիսները դասավորված են հետևողական ձևով: Օղակաձև մշտական ​​մագնիսներ, որոնցից մեկը / տեղադրված է անշարժ (նկ. 2.12, գ), իսկ մյուս 2-ը գծային շարժվում են եղեգի անջատիչի երկայնքով, ինչպես նաև, երբ միացվում են, հանգեցնում են շփման մասերի բացմանը: Վերջին երկու մեթոդներով կայուն մշտական ​​մագնիսները, որոնք սահմանված են ըստ բևեռականության, կարող են օգտագործվել որպես կողմնակալ մագնիսներ՝ ստեղծելով նախնական մագնիսական դաշտ, որը չի գործարկում եղեգի անջատիչը: Միաժամանակ զանգվածը և չափերըշարժական կառավարման մագնիս, որը ստեղծում է լրացուցիչ դաշտ, որն անհրաժեշտ է եղեգի անջատիչը գործարկելու համար: Սարքի այս դիզայնը օգնում է բարձրացնել սարքի գերբեռնվածության կայունությունը։