Электромагнитный поезд своими руками

Электромагнитный поезд своими руками

Представляю вам забавную игрушку, которую придумал поляк ADAM BEDNAREK. Это электричка или если хотите метро на вашем столе, поезд из батарейки и магнитов.

Электричка представляет собой батарейку с двумя неодимовыми магнитами на полюсах, а тоннель это медная пружина.

Как сделать своими руками и как это работает смотрите на видео ниже.

Суть работы электрички очень проста. На двух полюсах батарейки крепятся магниты, магниты неодимовые, поэтому они проводят электрический ток. Внутри медной пружины неодимовые магниты передают ток на несколько витков провода, создаётся электромагнитное поле, которое толкает "электричку" вперёд.

Немного поразмыслив над устройством я пришел к выводу, что кольцо тоннеля не должно быть замкнуто в кольцо (должен быть разрыв цепи), потому как ток от батарейки будет передаваться по двум направлениям, возможно тогда электричка вовсе не будет двигаться или батарейка будет разряжаться быстрее. В любом случае расход тока здесь высокий, поэтому заряда батарейки хватит не на долго.

В этом видео с YouTube вы не увидите ничего особенного: батарейка, пружина из медного провода и несколько магнитов. Все вместе они составляют нечто, что можно назвать «поездом». Выглядит интересно, но как на самом деле работает этот эксперимент?

Если вы пропускаете ток через катушку (на видео это медная спираль), внутри нее образуется магнитное поле:

Магнитное поле сконцентрировано почти однородно в центре длинного соленоида; поле снаружи слабое и рассеянное

Если линии поля точно параллельны, на стержневой магнит сила влиять не будет. Но на концах катушки, где силовые линии расходятся, стержневой магнит будет втягиваться в катушку или выталкиваться из нее, в зависимости от того, куда вы его засунете.

Хитрость этого видео в том, что магниты изготовлены из проводящего материала и соединяют клеммы батареи с медной проволокой, так что батарея, магниты и медная проволока образуют контур, который генерирует магнитное поле в непосредственной близости от батареи. Геометрия автоматически ставит магниты на концы генерируемого магнитного поля, поэтому на магниты воздействует сила.

Магниты тщательно выравниваются, поэтому сила на обоих магнитах указывает в одном направлении, в результате чего магниты и батарея движутся. Но по мере движения магнитное поле перемещается вместе с ними и получается постоянное движение.

Если вы перевернете два магнита на обоих концах батареи, батарея и магниты будут двигаться в противоположном направлении. Если перевернуть только один магнит, два магнита будут тянуть и толкать в разных направлениях, поэтому батарея двигаться не будет.

Читайте также:  Автоматический станок для заточки ножей

Маглев
Привод электродвигатель
Период с 1979 года
Скорость до 603 км/ч
Область применения городской и междугородный общественный транспорт
Инфраструктура магнитный рельсовый путь

Поезд на магнитной подушке, магнитопла́н или магле́в (от англ. magnetic levitation «магнитная левитация») — это поезд, удерживаемый над полотном дороги, движимый и управляемый силой электромагнитного поля. Такой состав, в отличие от традиционных поездов, в процессе движения не касается поверхности рельса. Так как между поездом и поверхностью полотна существует зазор, трение между ними исключается, и единственной тормозящей силой является аэродинамическое сопротивление. Относится к монорельсовому транспорту (хотя вместо магнитного рельса может быть устроен канал между магнитами — как на JR-Maglev).

Скорость, достигаемая поездом на магнитной подушке, сравнима со скоростью самолёта и позволяет составить конкуренцию воздушному транспорту на ближне- и среднемагистральных направлениях (до 1000 км). Сама идея такого транспорта не нова, экономические и технические ограничения не позволили ей развернуться в полной мере: для публичного использования технология воплощалась всего несколько раз. В настоящее время маглев не может использовать существующую транспортную инфраструктуру, но уже есть проекты [ источник не указан 1852 дня ] с расположением магнитных элементов между рельсами обычной железной дороги или под полотном автотрассы.

Содержание

Технология [ править | править код ]

На данный момент существует 3 основных технологии магнитного подвеса поездов:

  1. На сверхпроводящих магнитах (электродинамическая подвеска, EDS)
  2. На электромагнитах (электромагнитная подвеска, EMS)
  3. На постоянных магнитах; это новая и потенциально самая экономичная система.

Состав левитирует за счёт отталкивания одинаковых магнитных полюсов и, наоборот, притягивания противоположных полюсов. Движение осуществляется линейным двигателем, расположенным либо на поезде, либо на пути, либо и там, и там. Серьёзной проблемой проектирования является большой вес достаточно мощных магнитов, поскольку требуется сильное магнитное поле для поддержания в воздухе массивного состава.

Наиболее активные разработки маглева ведут Германия, Япония, Китай, и Южная Корея.

Достоинства [ править | править код ]

  • Самая высокая скорость из всех видов общественного наземного транспорта [1] .
  • Достаточно низкое потребление электроэнергии (энергия у маглева расходуется в три раза эффективнее, чем у автомобиля и в пять раз — чем у самолёта).
  • Снижение эксплуатационных затрат в связи со значительным уменьшением трения деталей.
  • Огромные перспективы по достижению скоростей, многократно превышающих скорости, используемые в реактивнойавиации при уменьшении аэродинамического сопротивления путём помещения состава в вакуумный тоннель. [2][3][4][5] В связи с этим прорабатываются проекты по использованию магнитных ускорителей в качестве средства вывода полезной нагрузки в космос. [6][7]
  • Низкий шум [источник не указан 148 дней] .
  • КПД данного поезда выше в сравнении с КПД современных поездов [источник не указан 1560 дней] .
Читайте также:  Интересные игрушки своими руками из подручных материалов

Недостатки [ править | править код ]

  • Высокая стоимость создания и обслуживания колеи (стоимость постройки одного километра маглев-колеи сопоставима с проходкой километра тоннеля метро закрытым способом).
  • Рельсовые пути стандартной ширины, перестроенные под скоростное движение, остаются доступными для обычных пассажирских и пригородных поездов. Путь маглева ни для чего другого не пригоден; потребуются дополнительные пути для низкоскоростного сообщения.
  • Электромагнитное загрязнение. А также не нашедший на данный момент подтверждения [8]электросмог, который гипотетически мог бы негативно воздействовать на окружающую среду и здоровье людей. Возможны помехи в работе электроприборов.

Реализация [ править | править код ]

M-Bahn в Берлине [ править | править код ]

Первая публичная система маглев (M-Bahn) построена в Берлине в 1980-х годах.

Дорога длиной 1,6 км соединяла 3 станции метро от железнодорожного узла Gleisdreieck до выставочного комплекса на Potsdamer Straße и была открыта для движения пассажиров 28 августа 1989 года [9] . Поезда могли достигать скорости 80 км/ч и вмещали до 130 пассажиров [10] . Проезд был бесплатный, вагоны управлялись автоматически без машиниста, дорога работала только по выходным дням. В районе, куда подходила дорога, предполагалось провести массовое строительство. Дорога была построена на эстакадном участке бывшей линии метро U2, где движение было прервано в связи с разделением Германии и разрушениями во время войны. По окончании необходимых испытаний, во время которых было пройдено более 100 тыс. км и перевезено более 1,7 млн пассажиров, 18 июля 1991 года линия перешла в промышленную эксплуатацию и включена в систему общественного транспорта Берлина [11] .

Читайте также:  Вес ортопедического матраса 90х200

После разрушения Берлинской стены население Берлина фактически удвоилось и потребовалось соединить транспортные сети Востока и Запада. Новая дорога прерывала важную линию метро, а городу требовалось обеспечить высокий пассажиропоток. Через 13 дней после ввода в промышленную эксплуатацию, 31 июля 1991 года, муниципалитет принял решение демонтировать магнитную дорогу и восстановить метро. C 17 сентября дорога была демонтирована, а позднее — восстановлено метро.

Бирмингем (Великобритания) [ править | править код ]

Нескоростной маглев-челнок ходил от Бирмингемского аэропорта к ближайшей железнодорожной станции в период с 1984 по 1995 годы. Длина трассы составляла 600 м, и зазор подвеса составлял 1,5 см. Дорога, проработав 10 лет, была закрыта из-за жалоб пассажиров на неудобства и была заменена традиционной монорельсовой дорогой.

СССР [ править | править код ]

Осенью 1977 года в Белорусском институте инженеров железнодорожного транспорта в Гомеле прошли опыты по созданию системы бесколесного наземного транспорта на магнитной подвеске. Исследования возглавлял доцент кафедры физики, кандидат технических наук Е.Фришман. Была сконструирована 100-килограммовая тележка. На высоте 15 миллиметров от стенда ее удерживали магниты [12] .

В СССР в 1979 году в городе Раменском (Московская область) был построен экспериментальный тестовый участок для ходовых испытаний вагонов на магнитном подвесе в виде эстакады длиной 600 м, впоследствии продлённый до 980 м. В период с конца 1970-х по 1980-е годы было создано пять опытных образцов вагонов, получивших обозначения серий от ТП-01 до ТП-05 [13] .

Строительство первой магнитной железной дороги было начато в 1987 году [14] в Армении и по плану должно было быть завершено в 1991 г. Эта дорога должна была соединить через Абовян города Ереван и Севан, однако Спитакское землетрясение 1988 года и военные события стали причиной замораживания проекта. Поезда должны были развивать скорость 250 км/ч, в итоге была построена лишь эстакада [ где? ] [15] .

Экспериментальный вагон «ТП-01» в Раменском

«>

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector