- Mit czy rzeczywistość?
- Budowa i zasada działania
- Odmiany silników magnetycznych i ich schematy
- Film do pomocy
Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Pomysł opracowania wieczystego silnika bez paliwa nie jest nowy, wybitni naukowcy swoich czasów zajmowali się rozwojem takiej jednostki na każdym kroku. Jednak ani środki techniczne do realizacji pomysłu, ani ówczesne możliwości nie były wystarczające. W niektórych przypadkach dochodziło to tylko do teoretycznego uzasadnienia, ale istnieją przykłady faktycznie opracowanych silników alternatywnych, które mają konkurować z klasycznymi maszynami elektrycznymi. Jedną z takich opcji jest silnik magnetyczny.
Mit czy rzeczywistość?
Perpetuum machine jest znane prawie każdemu ze szkoły, dopiero na lekcjach fizyki było jasno powiedziane, że niemożliwe jest praktyczne wdrożenie ze względu na siły tarcia w ruchomych elementach. Wśród nowoczesnych rozwiązań silników magnetycznych prezentowane są modele samonośne, w których strumień magnetyczny samodzielnie wytwarza siłę obrotową i utrzymuje się przez cały proces działania. Ale główną przeszkodą jest sprawność każdego silnika, w tym magnetycznego, ponieważ nigdy nie osiąga 100%. Z biegiem czasu silnik nadal będzie się zatrzymywał.
Dlatego wszystkie praktyczne modele wymagają wielokrotnej interwencji po pewnym czasie lub niektórych zewnętrznych elementów działających z niezależnego źródła zasilania. Najbardziej prawdopodobną opcją dla silników i generatorów bez paliwa jest maszyna magnetyczna. W których główną siłą napędową będzie oddziaływanie magnetyczne pomiędzy magnesami trwałymi, polami elektromagnetycznymi lub materiałami ferromagnetycznymi.
Aktualnym przykładem realizacji są ozdoby dekoracyjne wykonane w formie stale poruszających się kulek, ramek lub innych konstrukcji. Ale do ich pracy konieczne jest użycie baterii, które zasilają elektromagnesy prądem stałym. Dlatego teraz rozważymy zasadę działania, która daje najbardziej zachęcające oczekiwania.
Budowa i zasada działania
Obecnie istnieje dość duża liczba silników magnetycznych, niektóre z nich są podobne, inne mają zasadniczo inną konstrukcję.
Na przykład rozważymy najbardziej oczywistą opcję:
Zasada działania silnika magnetycznego
Jak widać na zdjęciu, silnik składa się z następujących elementów:
- Jest tu tylko jeden magnes stojana i jest on umieszczony na wahadle sprężynowym, ale takie ustawienie jest wymagane tylko do celów eksperymentalnych.Jeśli masa wirnika jest wystarczająca, to bezwładność ruchu wystarcza do pokonania najmniejszej odległości między magnesami, a stojan może mieć magnes stacjonarny bez wahadła.
- Rotor tarczowy wykonany z materiału niemagnetycznego.
- Magnesy stałe zamontowane na wirniku ślimaka w tej samej pozycji.
- Balast - dowolny ciężki przedmiot, który zapewni żądaną bezwładność (w modelach roboczych funkcję tę może pełnić ładunek).
Wszystko co jest potrzebne do działania takiej jednostki to przesunięcie magnesu stojana na odpowiednią odległość od wirnika w najdalszym punkcie, jak pokazano na rysunku. Następnie magnesy zaczną się przyciągać, gdy kształt ślimaka zbliży się do okręgu i rozpocznie się obrót wirnika. Im mniejszy rozmiar magnesów i im gładszy kształt, tym łatwiej będzie się poruszać. W punkcie największego zbliżenia na dysku zainstalowana jest „zapadka”, która przesunie wahadło z jego normalnego położenia, tak aby magnesy nie były przyciągane do położenia statycznego.
Odmiany silników magnetycznych i ich schematy
Obecnie istnieje wiele modeli bezpaliwowych generatorów, maszyn i silników elektrycznych, których zasada działania oparta jest na naturalnych właściwościach magnesów trwałych. Niektóre warianty zostały zaprojektowane przez wybitnych naukowców, których osiągnięcia stały się kamieniem węgielnym pod fundamenty nauki. Dlatego poniżej rozważymy najpopularniejsze z nich.
Nikola Tesla
W tym przykładzie rozważymy jedno z opracowań słynnego naukowca, którego projekt pokazano na poniższym rysunku:
Silnik magnetyczny Tesli
Strukturalnie silnik magnetyczny Tesli składa się z następujących elementów:
- generator elektryczny, który jest reprezentowany przez dwa krążki przewodnika umieszczone w jednobiegunowym ośrodku magnetycznym;
- elastyczny pasek z materiału przewodzącego umieszczony na obwodzie tarcz;
- niezależne magnesy utrzymujące jednobiegunowość pól podczas obracania się dysków.
Taki silnik według wynalazcy może również funkcjonować jako generator, generujący energię elektryczną podczas obracania się dysków.
Minato
Tego egzemplarza nie można nazwać samoobrotowym silnikiem, gdyż jego działanie wymaga stałego dostarczania energii elektrycznej. Ale taki silnik elektromagnetyczny pozwala uzyskać znaczące korzyści, wydając minimum energii elektrycznej na wykonanie pracy fizycznej.
Schemat silnika Minato
Jak widać na schemacie, cechą tego typu jest nietypowe podejście do umiejscowienia magnesów na wirniku. Aby z nim oddziaływać, na stojanie powstają impulsy magnetyczne w wyniku krótkotrwałego dostarczania energii elektrycznej przez przekaźnik lub urządzenie półprzewodnikowe.
W tym przypadku wirnik będzie się obracał, aż jego elementy zostaną rozmagnesowane. Obecnie nadal trwają prace nad ulepszeniem i zwiększeniem wydajności urządzenia, więc nie można go nazwać całkowicie ukończonym.
Nikołaj Łazariew
To nie tylko najprostszy silnik grawitacyjny, ale także jeden z naprawdę działających modeli perpetuum mobile. Przykład pokazano na poniższym rysunku:
Silnik Łazariewa
Jak widać do wykonania takiego silnika lub generatora potrzebne będą:
- kolba;
- płyn;
- pipe;
- podkładka z pianki;
- obciążenie wirnika i wału.
Zasada działania polega na tym, że woda przez cienką rurkę pod wpływem nadciśnienia unosi się i kapie na uszczelkę i obraca wirnik. Dalej woda będzie przesączać się przez gąbkę i pod wpływem ziemskiego pola magnetycznego będzie nadal spływać do dolnego zbiornika. Cykl będzie się powtarzał, aż ciecz zniknie, co nigdy nie nastąpi w idealnie szczelnym obwodzie.Aby uwydatnić ten moment, do obracającego się wału dodano wzmacniacze magnetyczne.
Howard Johnson
W swoich badaniach Johnson kierował się teorią przepływu niesparowanych elektronów działających w dowolnym magnesie. W jego silniku uzwojenia stojana są utworzone ze ścieżek magnetycznych. W praktyce jednostki te zostały zaimplementowane w konstrukcji silnika obrotowego i liniowego. Przykład takiego urządzenia pokazano na poniższym rysunku:
Silnik Johnsona
Jak widać zarówno stojan jak i wirnik są zamontowane na osi obrotu w silniku, więc wał nie będzie się tutaj obracał klasycznie. Na stojanie magnesy są zwrócone tym samym biegunem co magnesy wirnika, więc oddziałują na siły odpychające. Osobliwością pracy naukowca było długie obliczanie odległości i przerw między głównymi elementami silnika.
Perendeva
Ten typ silnika, podobnie jak poprzedni, jest kolejnym modelem oddziaływania magnetycznego pomiędzy stojanem a wirnikiem, gdzie obie części zawierają magnesy trwałe. Schemat konstrukcyjny obu to dysk lub pierścień, w którym wektolity są zainstalowane punktowo.
Magnesy stojana i wirnika w silniku Peredniewa
Jak widać na rysunku, położenie elementów aktywnych ma kąt przesunięcia, który określa efektywność obrotu maszyny. Wzajemne oddziaływanie strumieni magnetycznych w silniku następuje po ustawieniu początkowego momentu obrotowego. Dokładność pozycji i pochylenia można regulować tylko w warunkach laboratoryjnych lub fabrycznych.
Wasilij Szkondin
Wasilijowi Szkodinowi nie udało się zdobyć wieczystego generatora, sprawność takiego silnika magnetycznego nawet dzisiaj nie przekracza 83%. Ale to więcej niż wystarcza, aby być szeroko stosowanym w rowerach, rowerach i skuterach. Może pracować zarówno w trybie trakcyjnym, jak i w trybie przywracania zasilania.
Silnik Shkondin
Rysunek przedstawia konstrukcję silnika magnetycznego Szkodina. Jak widać, zarówno wirnik, jak i stojan są pierścieniami.Z części magnetycznych zawiera 11 par magnesów neodymowych. Wirnik urządzenia zawiera 6 elektromagnesów, przesuniętych względem siebie o taką samą odległość.
Svintitsky
Jeszcze pod koniec lat 90. ukraiński projektant zaproponował model samoobrotowego silnika magnetycznego, który stał się prawdziwym przełomem technologicznym. Został on oparty na asynchronicznym silniku Wankla, który nie rozwiązał problemu pokonania obrotu o 360°.
Igor Svintitsky rozwiązał ten problem i otrzymał patent, zgłoszony do wielu firm, ale nikt nie był zainteresowany asynchronicznym magnetycznym cudem technologii, więc projekt został zamknięty i żadna firma nie podjęła się jego testów na dużą skalę.
John Searl
Od silnika elektrycznego, taki silnik magnetyczny różni się oddziaływaniem wyłącznie pola magnetycznego stojana i wirnika. Ale to ostatnie odbywa się poprzez składanie cylindrów za pomocą specjalnych tabliczek ze stopu, które tworzą magnetyczne linie siły w przeciwnym kierunku.Można go uznać za silnik synchroniczny, ponieważ nie ma w nim różnicy częstotliwości.
Silnik Searle'a
Bieguny magnesów trwałych są ułożone tak, że jeden popycha drugi i tak dalej. Rozpoczyna się reakcja łańcuchowa, wprawiająca w ruch cały system silnika magnetycznego, aż siła magnetyczna wystarczy na co najmniej jeden cylinder.
Aleksejenko
Ciekawą wersję silnika magnetycznego przedstawił naukowiec Alekseenko, który stworzył urządzenie z magnesami wirnika o nietypowym kształcie.
Silnik Aleksiejenko
Jak widać na zdjęciu, magnesy mają nietypowy zakrzywiony kształt, który maksymalnie zbliża przeciwne bieguny. Co sprawia, że strumienie magnetyczne w miejscu zbieżności są znacznie silniejsze. Na początku obrotu odpychanie biegunów okazuje się znacznie większe, co powinno zapewnić ciągły ruch po okręgu.