Levitron analogique sur PWM. Nous créons l'effet de lévitation en utilisant arduino Levitron sur des aimants permanents de nos propres mains

Comment ça marche : Dans ce circuit, une force attractive est générée entre un électroaimant et un aimant permanent. La position d'équilibre est instable, et donc le système est utilisé contrôle automatique et le management. Le capteur de commande est un capteur de position à commande magnétique basé sur l'effet Hall MD1. Il est situé au centre de l'extrémité de la bobine et est fixe. La bobine est enroulée avec du fil verni 0,35-04 mm et compte environ 550 tours. La LED HL1 indique par sa lueur que le circuit fonctionne. La diode D1 assure la vitesse de la bobine.

Le schéma fonctionne comme suit. Lorsqu'il est allumé, le courant circule dans la bobine, ce qui crée un champ magnétique et attire l'aimant. Pour que l'aimant ne se retourne pas, il est stabilisé en y attachant quelque chose par le bas. L'aimant décolle et est attiré par l'électroaimant, mais lorsque l'aimant entre dans la plage du capteur de position (MD1), il l'éteint avec son champ magnétique. Le capteur, à son tour, envoie un signal au transistor, qui éteint l'électroaimant. L'aimant tombe. En quittant la zone de sensibilité du capteur, l'électroaimant se rallume et l'aimant est à nouveau attiré par l'électroaimant. Ainsi, le système oscille continuellement autour d'un certain point.

Schème:

Pour le montage nous avons besoin de :

1) résistances 270Ω et 1kΩ (0.125W)

2) transistor IRF 740

3) LED

4) diode 1N4007

5) Capteur à effet Hall AH443

6) planche à pain

7) fil verni 0,35-0,4 mm

+ boîtier, fer à souder, etc.

Schème:

Nous récupérons la bobine. Le cadre peut être réalisé à l'aide d'une fine feuille de fibre de verre et d'un vieux feutre.

Découpe : (taille approximative de la bobine : hauteur - 22 mm, diamètre - 27 mm)

Coller ensemble :

Nous enroulons environ 550 tours : (fil verni 0.35-0.4mm, en vrac, mais plus ou moins nous essayons d'enrouler uniformément)

Souder la carte de contrôle : (j'ai utilisé un miniJack standard de 3,5 mm comme connecteur d'alimentation)

Brochage :

Pour faciliter le montage, vous pouvez utiliser des connecteurs à broches :

Nous avons découpé tous les trous nécessaires dans le boîtier:

Tout mettre en place :

Maintenant, vous devez faire un support pour la bobine :

Nous fixons au corps et fixons la bobine:

Voici comment vous devez plier le capteur Hall, y souder les fils :

Nous connectons tout au tas:

Après avoir obtenu l'aimant, vous devez déterminer de quel côté l'orienter vers l'électroaimant. Pour ce faire, nous plaçons et fixons temporairement le capteur Hall tout en bas de la bobine. Nous allumons le Levitron (la LED doit s'allumer) et apportons l'aimant. S'il est attiré par la bobine, l'aimant est correctement orienté, mais si le champ magnétique de la bobine le pousse vers l'extérieur, l'aimant doit être retourné. Fixez quelque chose de léger au bas de l'aimant. Dans mon cas, c'est une LED.

En déplaçant le capteur Hall, nous obtenons un vol stationnaire stable à la distance maximale de la bobine. Nous le corrigeons :

Levitron, comme vous le savez, est appelé une toupie tournant dans l'air au-dessus de la boîte dans laquelle la source fonctionne. champ magnétique. Vous pouvez créer un lévitron à partir d'un capteur à effet Hall populaire.

Qu'est-ce que Levitron

ATTENTION! Trouvé un moyen tout simple de réduire la consommation de carburant ! Vous ne croyez pas ? Un mécanicien automobile avec 15 ans d'expérience n'a pas non plus cru jusqu'à ce qu'il l'ait essayé. Et maintenant, il économise 35 000 roubles par an sur l'essence !

Levitron est un jouet. Cela n'a aucun sens d'acheter si vous connaissez les options de fabrication appareil fait maison. Il n'y aura rien de compliqué dans la conception d'un tel Levitron, s'il y a capteur conventionnel hall, par exemple, acheté pour un concessionnaire automobile, et laissé pour l'avenir.

Il faut savoir que l'effet de lévitation s'observe toujours dans une zone assez étroite. De telles réalités limitent quelque peu la liberté d'action des artisans, cependant, avec l'application de la patience et du temps, vous pouvez toujours installer le Levitron de manière efficace et efficiente. Il ne tombera ni ne sautera pratiquement.

Levitron du capteur à effet Hall

Levitron sur le capteur hall et l'idée de sa fabrication est simple, comme tout ingénieux. Grâce à la force du champ magnétique, un morceau de n'importe quel matériau ayant des propriétés électromagnétiques s'élève dans l'air.

Pour créer l'effet de "suspendu", planant dans les airs, la connexion est faite avec haute fréquence. En d'autres termes, le champ magnétique, pour ainsi dire, soulève et projette le matériau.

Le schéma de l'appareil est trop simple, et même un écolier qui n'a pas passé de cours de physique en vain pourra tout construire par lui-même.

1. Nous avons besoin d'une LED (sa couleur est choisie en fonction des préférences individuelles).
2. Transistors RFZ 44N (bien que tout travailleur de terrain proche de ces paramètres fera l'affaire).
3. Diodes 1N 4007.
4. Résistances pour 1 kOhm et 330 Ohm.
5. En fait, le capteur hall lui-même (A3144 ou autre).
6. Fil de bobinage en cuivre d'une taille de 0,3 à 0,4 mm (environ 20 mètres suffiront).
7. Aimant néodyme sous forme de pastille 5x1 mm.
8. Chargeur de téléphone portable 5 volts.

Maintenant en détail sur la façon dont l'assemblage est effectué:

• Un cadre pour un électroaimant est fabriqué avec exactement les mêmes paramètres que sur la photo. 6 mm - diamètre, environ 23 mm - longueur d'enroulement, 25 mm - diamètre de la joue avec une marge. Un cadre est fabriqué à partir de carton et d'une feuille de cahier ordinaire, à l'aide de superglue.

• Finir fil de cuivre est fixé sur la bobine, puis l'enroulement est effectué (environ 550 tours). Peu importe dans quelle direction vent. L'autre extrémité du fil est également fixe, tandis que la bobine est mise de côté.
• Nous soudons tout selon le schéma.

• Le capteur à effet Hall est soudé aux fils, puis placé sur la bobine. Il faut le mettre à l'intérieur de la bobine, le fixer avec des moyens improvisés.

Attention. La zone sensible du capteur (elle peut être déterminée à partir de la documentation du capteur Hall) doit être parallèle au sol. Par conséquent, avant d'insérer le capteur dans la bobine, il est recommandé de plier légèrement cet endroit.

• La bobine est suspendue, elle est alimentée par la carte préalablement soudée. La bobine est fixée au moyen d'un trépied.

Vous pouvez maintenant vérifier le fonctionnement de Levitron. Tout matériau électrifié peut être amené à la bobine par le bas. Il sera soit attiré par la bobine, soit repoussé, selon la polarité. Mais il faut du matériel pour s'accrocher dans les airs, s'envoler. Il en sera ainsi, si la forme du matériau n'est pas trop petite par rapport à la bobine.

Note. Si l'aimant à pilules est petit, il ne lévitera pas très efficacement. Peut tomber. Pour éliminer les défauts du travail, il est nécessaire de déplacer le centre de gravité du matériau vers le bas - un morceau de papier ordinaire convient comme charge.

Quant à la LED, vous ne pouvez pas la mettre. Par contre, si vous voulez plus d'effet, vous pouvez organiser un spectacle avec des lumières.

Lévitron maison en version classique sans capteur

Comme vous pouvez le voir, grâce à la présence d'un capteur hall, il a été possible de fabriquer un jouet assez spectaculaire. Cependant, cela ne signifie pas du tout qu'il ne peut pas se passer d'un capteur. Au contraire, un levitron fait maison dans la version classique est juste un gros aimant du haut-parleur (13-15 cm de diamètre) et un petit aimant annulaire pour le haut (2-3 cm de diamètre), sans utiliser de capteur .

L'axe du plateau est généralement constitué de vieux stylo ou un crayon. L'essentiel est que la tige soit sélectionnée de manière à ce qu'elle s'adapte parfaitement au centre de l'aimant annulaire. La partie excédentaire de la poignée est ensuite coupée (environ 10 cm de longueur, avec un aimant supérieur fixe, c'est ce dont vous avez besoin).

Le schéma de fabrication classique de Levitron implique également la présence d'une dizaine de rondelles différentes taillées dans papier épais. À quoi servent-ils? Si dans le cas décrit ci-dessus, le papier a également été utilisé, et on s'en souvient, pour déplacer le centre de gravité vers le bas ou, plus simplement, pour ajuster. La même chose est vrai ici. Les rondelles seront nécessaires pour le réglage idéal du plateau (si nécessaire, elles sont plantées après l'aimant annulaire sur la tige).

Attention. Pour qu'une toupie maison lévite parfaitement, en plus de l'installer avec des rondelles, vous n'avez pas besoin de vous tromper de polarité. En d'autres termes, alignez l'aimant annulaire avec le grand aimant.

Mais ce n'est pas tout. Comme dans le premier cas (à l'aide d'un capteur à effet Hall), et dans le second, il est nécessaire d'atteindre la planéité idéale de la source d'attraction. En d'autres termes, placez un gros aimant sur l'idéal surface plane. Pour y parvenir, appliquez dessous de verre en boisépaisseur différente. Si l'aimant ne repose pas uniformément, les supports sont placés d'un côté ou de plusieurs, ainsi la régularité est ajustée.

Lévitrons de plate-forme

Le schéma de plate-forme du Levitron diffère, en règle générale, par la présence non pas d'un, mais de plusieurs aimants sources. Un matériau flottant dans l'air ou une toupie aura dans ce cas tendance à tomber sur l'un des aimants, s'étant déplacé de axe vertical. Pour éviter cela, vous devez être en mesure de corriger la zone d'attraction centrale et de le faire avec une précision parfaite.

Et ici, ces mêmes bobines viennent à la rescousse, avec un capteur hall inséré à l'intérieur. Soit deux bobines de ce type, et elles doivent être placées exactement au milieu de la plate-forme, entre les aimants. Sur le schéma, cela ressemblera à ceci (1 et 2 sont des aimants).

D'après le diagramme, il devient clair que le but du contrôle des bobines est de créer une force horizontale, un centre d'attraction. Cette force est formellement appelée Fss, et elle est dirigée vers l'axe d'équilibre lorsqu'un déplacement se produit, indiqué sur le diagramme par X.

Si vous connectez les bobines de manière à ce que l'impulsion crée une zone à polarité inversée, vous pouvez résoudre le problème de décalage. N'importe quel physicien le confirmera.

Tout ancien lecteur DVD est sélectionné comme étui pour la construction d'une plate-forme levitron. Tous les «intérieurs» en sont retirés, des aimants et des bobines sont installés, et pour des raisons de beauté, la partie supérieure est fermée avec un couvercle mince pratique, vous pouvez matériau transparent(transmettant un champ magnétique).

Les capteurs à effet Hall doivent dépasser à travers les trous de la plate-forme, doivent être soudés sur les pattes non pliées des connecteurs.

Quant aux aimants, ils peuvent être éléments ronds 4 mm d'épaisseur. Il est souhaitable que l'un des aimants soit plus grand que le second en diamètre. Par exemple, 25 et 30 mm.

Il existe également des versions plus complexes de lévitrons, fabriquées selon le schéma de rotation d'une toupie située à l'intérieur d'un petit globe. Ces lévitrons peuvent également être construits à l'aide de capteurs à effet Hall - des composants efficaces qui ont révolutionné l'industrie automobile et d'autres domaines de l'activité humaine.

Ici, il est expliqué et montré comment fabriquer un levitron cool de vos propres mains!

J'ai été obligé d'assembler ce métier à l'université :)

Je l'ai fait en tandem avec un camarade de classe, dont la tâche était de fabriquer un cas bizarre, et de moi - une farce électronique.

Comme tout s'est avéré cool - jugez par vous-même, écrivez des commentaires, ce sera intéressant à lire, à discuter.

Je ne me souviens pas exactement comment nous est venu l'idée de faire un Levitron, le thème de l'engin était libre. Le design semble être simple, mais il attire l'œil.

En général, le Levitron lui-même est un appareil qui supporte un objet dans un environnement qui n'entre en contact avec aucune surface de quelque manière que ce soit, sauf par l'air. Il fonctionnera également dans le vide.

À ce cas l'électronique fait flotter l'aimant, et l'aimant peut déjà être collé, par exemple, sur une canette d'une délicieuse boisson bon marché :)

Si vous cherchez bien sur Internet, vous pouvez voir beaucoup de différentes options lévitron électromagnétique, par exemple :

Ils peuvent être divisés en suspendus et répulsifs. Si dans le premier cas il faut simplement compenser la force de gravité, alors dans le second cas il faut aussi compenser le déplacement dans le plan horizontal, puisque selon le théorème d'Earnshaw "toute configuration d'équilibre frais ponctuels instables si rien n'agit sur eux à l'exception des forces coulombiennes d'attraction et de répulsion." - citation du wiki.

Il s'ensuit que le lévitron suspendu est plus facile à fabriquer et à configurer, voire pas du tout nécessaire. Je ne voulais pas trop déranger, alors ils ont fait un lévitron suspendu pour l'université, dont il est question ici, et le répugnant s'est déjà fait un être cher pour moi :) Il en sera question dans un autre article. Un peu plus tard, je supprimerai ce texte et lui donnerai un lien ici. Il fonctionne très bien, mais il a aussi ses inconvénients.

À leur tour, tous les lévitrons suspendus peuvent également être conditionnellement divisés en numériques et analogiques selon la méthode de maintien d'un objet à la même distance. Et selon le type de capteurs, ils peuvent être divisés en optique, électromagnétique, sonore et, probablement, tout.

Autrement dit, nous recevons un signal analogique sur la distance de l'aimant au Levitron, et nous corrigeons déjà la force d'influence sur l'aimant de manière numérique. Hi-tech, cependant.

L'idée elle-même a été empruntée au site Web geektimes, et circuit imprimé a déjà été fait personnellement pour notre ensemble de pièces. Toujours dans le projet original, des capteurs SS49 à trois broches ont été utilisés, mais les délais étaient très serrés, ils étaient, pour le moins, déraisonnablement chers pour nous (4 $ par pièce contre 6 $ pour 10 pièces en Chine - lien par exemple), nous avons donc utilisé des capteurs Hall à quatre broches. J'ai dû changer le schéma et apporter des ajouts structurels à l'appareil. De plus, pour plus de visibilité, un bloc de LED a été ajouté, qui s'allume en douceur lorsque l'aimant est levé, c'est-à-dire lorsque le Levitron commence à fonctionner et s'éteint en douceur lorsque l'aimant est retiré. Tout cela sera reflété dans le diagramme.

En fait, le circuit Levitron sur les capteurs à quatre broches :

Et le circuit Levitron sur des capteurs à trois broches et un rétroéclairage plus simple :

Le principe de fonctionnement est assez simple. La bobine, qui est un électroaimant, attire un aimant lorsqu'elle est alimentée - l'objet est attiré. Un capteur fixé entre l'aimant et la bobine enregistre le grossissement Flux magnétique, ce qui signifie l'approche de l'aimant. L'électronique surveille cela et déconnecte la bobine de la source de tension. L'aimant commence à tomber sous l'effet de la gravité. Le capteur détecte une diminution du flux magnétique, qui est immédiatement détectée par l'électronique et une tension est appliquée à l'électroaimant, l'aimant est attiré - et cela arrive très souvent - environ 100 000 fois par seconde. Il y a un équilibre dynamique. L'œil humain ne s'en aperçoit pas. La fréquence de l'oscillateur est définie par une résistance et un condensateur aux broches 5 et 6 de la puce TL494.

Le deuxième capteur de l'autre côté de l'électroaimant est nécessaire pour compenser le champ magnétique créé par la bobine elle-même. Autrement dit, si ce deuxième capteur n'existait pas, lorsque l'électroaimant était allumé, le système ne serait pas en mesure de distinguer l'intensité du champ magnétique de l'aimant au néodyme du champ magnétique créé par l'électroaimant lui-même.

Nous avons donc un système de deux capteurs, dont le signal est envoyé à l'amplificateur opérationnel dans une connexion différentielle. Cela signifie que seule la différence de tension reçue des capteurs apparaît en sortie de l'amplificateur opérationnel.

Par example. L'un des capteurs a une tension de sortie de 2,5 V et l'autre a une tension de 2,6 V. La sortie sera de 0,1 V. Ce signal différentiel est situé à la broche 14 de la puce LM324 selon le schéma.

De plus, ce signal est envoyé aux deux amplificateurs opérationnels suivants - OP1.1, OP 1.3, dont les signaux de sortie traversent la vanne à diode jusqu'à la 4ème sortie du microcircuit TL494. Une valve à diode sur les diodes D1, D2 ne laisse passer qu'une seule des tensions - celle qui sera la plus élevée à sa valeur nominale. La conclusion n ° 4 du contrôleur PWM est la suivante - plus la tension sur cette broche est élevée, plus le rapport cyclique des impulsions est faible. La résistance R9 est conçue de sorte que dans une situation où la tension aux entrées de la valve à diode est inférieure à 0,6 V - la broche n ° 4 est tirée sans ambiguïté vers la terre - tandis que le PWM produira le cycle de service maximal.

Revenons aux amplificateurs opérationnels OP1.1, OP 1.3. Le premier est utilisé pour éteindre le contrôleur PWM pendant que l'aimant est suffisamment allumé longue distance du capteur pour que la bobine ne tourne pas au ralenti maximum.

En utilisant OP 1.3, nous définissons le gain du signal différentiel - en fait, il définit la profondeur de rétroaction (OS). Le plus fort Retour- les sujets système plus fort réagira à l'approche d'un aimant. Si la profondeur du système d'exploitation n'est pas suffisante, l'aimant peut être rapproché et l'appareil ne commencera pas à réduire la puissance pompée dans l'électroaimant. Et si la profondeur du système d'exploitation est trop grande, le rapport cyclique commencera à chuter avant que la force d'attraction de l'aimant ne puisse le maintenir à cette distance.

Il n'est pas nécessaire de régler une résistance variable P3 - elle sert à régler la fréquence du générateur.

OP1.2 est un générateur de tension de 2,5 V requis pour les capteurs à quatre broches. Il n'est pas nécessaire pour les capteurs à 3 broches SS49.

J'ai oublié de mentionner les éléments C1, R6 et R7. Leur astuce est que le signal constant ici est réduit de 10 fois en raison des résistances, et le signal variable passe tranquillement plus loin en raison du condensateur, mettant ainsi l'accent du circuit sur les changements brusques de la distance de l'aimant au capteur.

La diode SD1 est conçue pour amortir les surtensions inverses au moment où la tension est coupée sur l'électroaimant.

Le nœud sur T2 vous permet d'allumer et d'éteindre en douceur la ligne LED lorsque des impulsions apparaissent sur l'électroaimant.

Passons à la conception.

Un des points clés dans le lévitron se trouve un électroaimant. Nous avons fabriqué un cadre basé sur une sorte de boulon de construction, sur lequel des côtés ronds ont été découpés dans du contreplaqué.

Le flux magnétique dépend ici de plusieurs facteurs clés :

• la présence d'un noyau;
• géométrie de la bobine ;
• courant de bobine

Pour le dire simplement, plus la bobine est grande et plus le courant y circule, plus elle attire les matériaux magnétiques.

Un fil PEL de 0,8 mm a été utilisé comme bobinage. Ils enroulaient à l'œil jusqu'à ce que les dimensions de la bobine paraissent impressionnantes. Il s'est avéré ce qui suit :

Il n'est peut-être pas possible de trouver le fil nécessaire dans notre région, mais il est assez facile de le trouver dans les magasins en ligne - fil de 0,4 mm pour enrouler la bobine.

Entre-temps, la bobine a été enroulée et la planche a été préparée et gravée. Il a été réalisé à l'aide de la technologie LUT, le dessin de la carte a été réalisé dans le programme Sprint LayOut. Vous pouvez télécharger la carte Levitron à partir du lien.

La planche a été gravée dans les restes de persulfate d'ammonium, bocal vide qui a été appliqué avec succès plus tard dans ce projet :)

Je tiens à souligner que le placement des pièces, ainsi que le câblage des pistes, impliquent une soudure très précise, car il est facile de faire des connexions là où elles ne devraient pas être. S'il n'y a pas de telles compétences, il est tout à fait permis de le faire avec des composants de grande taille sur planche à pain, comme ceci, et faites des connexions en utilisant des fils au verso.

En conséquence, le paiement s'est avéré comme ceci:

La carte s'intègre de manière très ergonomique dans les dimensions de la bobine et y est fixée directement à l'aide d'un puissant adhésif thermofusible, se transformant ainsi en un seul monobloc - branché, mis en place et le système a fonctionné.

Mais tout cela s'est passé avant que l'électroaimant ne soit prêt. La carte a été fabriquée un peu plus tôt et, afin de tester en quelque sorte les performances de l'appareil, une bobine plus petite a été temporairement connectée. Le premier résultat a plu.

Les capteurs, comme déjà mentionné ci-dessus, sont utilisés à partir des systèmes de suivi de position des moteurs BLDC, à quatre broches. Comme il n'était pas possible de trouver de la documentation à leur sujet, j'ai dû découvrir empiriquement quelles conclusions sont responsables de quoi. Le facteur de forme ressemble à ceci :

Pendant ce temps, un gros électroaimant est arrivé à temps. Celui-ci m'a donné beaucoup d'espoir :)

Les premiers essais avec un gros électroaimant ont montré une distance de travail assez importante. Il y a une mise en garde ici - le capteur, qui est situé sur le côté de l'aimant en néodyme, doit être un peu plus éloigné de la bobine pour un fonctionnement fiable de l'électronique.

La dernière photo ressemble plus à un satellite spatial. Soit dit en passant, c'est ainsi que ce Levitron pourrait être conçu. Et pour ceux qui ont l'intention de répéter le design - tout est en avance :)

Comme objet en lévitation, il a été décidé d'utiliser une canette de boisson gazeuse. Nous sculptons sur Ruban adhésif double face aimant à la banque, chèque.

Fonctionne très bien, en général, l'appareil peut être considéré comme prêt. La gauche conception externe. Une poutre de support était faite de barres et de bâtons, le corps de notre monobloc était fait du même vide pot en plastique sous persulfate d'ammonium. Seuls deux fils d'alimentation sortent du monobloc, comme prévu.

A cette époque, il était déjà soudé montage articulé système de rotation en douceur sur une ligne de LED, la ligne elle-même a été montée avec succès sur l'adhésif thermofusible omniprésent.

Un bloc emprunté à une imprimante, converti de 42 V à 12 V, sert d'alimentation.

Je vais également montrer l'apparence de l'alimentation :)

Ensuite, un support a été fabriqué en contreplaqué, dans lequel ont été placés une alimentation et un connecteur pour connecter 220 V. Un tissu en tissu a été collé sur le dessus pour la beauté, toute la structure a été peinte en jaune-noir. Le pot a été changé, car lors des expériences il était un peu froissé.

De tout cela, en plus de l'effet de lévitation, il s'est avéré être une veilleuse très merveilleuse.

J'ajouterai la vidéo un peu plus tard, mais pour l'instant, pour couronner le tout, je tiens à dire que mon dessin a été facilement repris par un élève de 13 ans de mon cercle radio.

encore apparence pas apporté à la version finale, mais bourrage électronique fonctionne comme il se doit. Photo de son dessin :

Dans certains magasins de pointe, vous pouvez voir des stands publicitaires qui montrent effets intéressants quand quelque chose d'une vitrine ou un objet à l'image d'une marque lévite. Parfois, la rotation est ajoutée. Mais une telle installation est tout à fait capable d'être réalisée même par une personne sans grande expérience dans les produits faits maison. Pour ce faire, vous avez besoin d'un aimant en néodyme, que l'on trouve dans les pièces détachées du matériel informatique.

Les propriétés d'un aimant sont étonnantes. Une telle propriété d'être repoussé par des pôles similaires est utilisée dans les objets qui sont utilisés comme trains maglev, jouets drôles ou la base d'objets design spectaculaires, etc. Comment fabriquer un objet en lévitation à base d'aimants ?

La lévitation magnétique en vidéo

Lévitation supérieure sur des aimants en néodyme à cinq points. Lévitation magnétique, magnétismo, expérience magnétique, truco magnética, moto perpetuo, jeu incroyable. Physique amusante.

Discussion

faucon
Quand l'aimant tourne, il y a lévitation, et si les révolutions de l'aimant diminuent, il tombe d'orbite... justifie cet effet. L'interaction des champs magnétiques entre les aimants est claire, mais quel est le rôle de la rotation. Vous pouvez également utiliser un champ magnétique alternatif des bobines pour maintenir l'aimant en l'air.

pukla777
Veuillez travailler sur le sujet - générateur de volant. Je pense que cela aura une application pratique utile. En plus, vous l'aviez filmé en vidéo il y a très longtemps, mais très peu et sans information.

RussiePrésident
Et qu'est-ce qui se passerait si:
Lancez ce haut et une sorte de cube et créez un vide là-bas, selon l'idée, il n'y aura pas de résistance à l'air et il tournera presque sans fin ! Et si ce n'est pas à lui de remonter correctement le cuivre et d'évacuer l'énergie ?

Evgueni Petrov
J'ai lu les commentaires, je suis surpris, quel fil !? Là tout est comme un top magnétique, on lui a donné de la fourrure. l'énergie est le champ magnétique constant du haut, pendant la rotation duquel le champ magnétique tourne également, mais l'essentiel est de savoir comment ! Dans les aimants, les domaines sont inégalement répartis ; ce n'est techniquement pas possible ; par conséquent, l'aimant passif lui-même ne peut pas rester sur le coussin magnétique ; il ira plus loin forte où la différence est généralement négligeable, donc la rotation du champ ne permet pas de le faire.

Viatcheslav Subbotin
Une autre idée, mais que se passe-t-il si le laser brille constamment d'un côté ? Le temps de rotation de la toupie changera-t-il en raison d'une légère pression ? Si vous prenez un laser puissant, il peut être possible de faire en sorte que le haut ne s'arrête pas du tout.

Personne inconnue
Un vieux jouet… Je me souviens de cette toupie et de la plaque en dessous sur des aimants en ferrite, c'est déjà ennuyeux sur du néodyme, et l'aimant inférieur de la base était une plaque solide, pas cinq aimants séparés, seulement il était magnétisé d'une manière délicate…

Aligarh Léopold
Igor Beletsky, vous pouvez faire une casquette sur laquelle la toupie atterrira, pour ne pas l'attraper. Est-il possible d'y ajouter un champ magnétique rotatif pour le faire tourner ? par exemple, si sa table magnétique est tournée ..

Timour Aminev
Et s'il vous plaît, dites-nous comment le champ magnétique terrestre ralentit le sommet ? Dans le sens de quels moments de forces dirigées contre la rotation surviennent et pourquoi.

Alexandre Vassilievitch
Si vous attachez une bobine par le dessus de l'aimant (ou par le bas, ce serait généralement magnifique !) Et tournez le haut avec, alors vous obtenez une sorte de moteur sur suspension magnétique. La chose est absolument stupide, mais belle. Il tournera jusqu'à ce que l'alimentation soit retirée))

Ivan Petrov
Eh bien, nous avons déjà vu cela. Faites léviter l'aimant sans tourner ! (et sans supports et azote liquide bien sûr).

haut elfe
Divorce pour les losers, on pourrait parler de lévitation s'il ne fallait pas détordre l'aimant. L'aimant lui-même, qui est sur le dessus, glissera s'il n'est pas soumis à une rotation.

Andrey Solomennikov
Et si vous attachiez un feu à la plate-forme et des hélices au gyroscope (Yulya) qui tourneraient pendant que le feu brûle en dessous. Je ne me souviens pas du nom du moteur, mais son essence est la rotation, pour ainsi dire, du rotor à l'aide de la chaleur.

voljanine
Igor, il y a une telle idée… Vous n'avez pas de champ magnétique uniforme sur votre table, mais si vous fabriquez une toupie avec plusieurs aimants et que vous faites tourner la table… Peut-être que la toupie ne perdra pas son élan… Que voulez-vous pense?..

Anton Simovskikh
Igor Beletsky, avez-vous compris la physique du processus ? Pourquoi la lévitation n'est-elle possible qu'en dynamique ? Les courants de Foucault apparaissant dans la voûte affectent-ils la stabilisation de la voûte ?

L'installation la plus simple avec un objet en lévitation sur un aimant

Pour ce faire, vous aurez besoin : d'une boîte de CD, d'un ou deux disques, de nombreux anneaux magnétiques et de super glue. Vous pouvez acheter n'importe quel aimant dans la boutique en ligne chinoise.

Lorsque vos amis viendront vous rendre visite, ils seront surpris par le design spectaculaire que vous avez créé vous-même.

Comment fonctionne Levitron ?

Maintenant que la lévitation vous intéresse, après avoir créé ou acheté votre premier Levitron, il ne vous reste plus qu'à maîtriser l'art du lancement, nous allons vous y aider en considérant le principe de fonctionnement. Et nous vous apprendrons l'art de lancer Levitron, en parlant des secrets et des subtilités de cette technologie.

En maîtrisant l'art de lancer une toupie et de la placer dans une position de lévitation stable, vous et votre entourage êtes assurés de vivre un émerveillement complet. Aujourd'hui, la lévitation excite beaucoup de monde. Nous recevons de nombreuses demandes de clients, avec des questions sur la lévitation et des explications sur le fonctionnement du lévitron.

Beaucoup expriment leur perplexité quant au fait que cela fonctionne pour tout le monde, citant souvent le théorème d'Earnshaw (1,2) comme preuve que cela ne devrait pas fonctionner. L'intérêt pour Levitron a toujours été bouillonnant parmi les scientifiques. Récemment, des analogies entre les pièges Levitron pour les particules microscopiques (par exemple, les électrons, les neutrons) ont été reconnues par des scientifiques travaillant dans un domaine de recherche fascinant où la matière est manipulée et examinée, une telle particule microscopique à la fois. Le premier à reconnaître l'analogie fut le Dr Michael W. Berry de l'Université de Bristol. Le Dr Berry, inspiré par cette reconnaissance, a publié un compte rendu détaillé de la physique du fonctionnement du Levitron (en 3). L'article du Dr Berry est l'une des meilleures explications existantes sur le fonctionnement de Levitron et il a aimablement préparé pour nous un bref résumé des principaux sujets que nous présentons ci-dessous. Ceux qui souhaitent lire l'exposition complète doivent demander une copie de l'article au Dr Berry.

Qu'est-ce qui le retient ?

"L'anti-gravité" est la force qui repousse les pics de la base du magnétisme. Le dessus et la dalle lourde à l'intérieur de la boîte de base sont magnétisés, mais en face. Considérez l'aimant principal avec son pôle nord pointant vers le haut et le haut comme un aimant avec son pôle nord pointant vers le bas (Figure 1). Le principe est que deux pôles identiques (par exemple deux Nords) se repoussent et que deux pôles opposés s'attirent, avec des forces d'autant plus fortes que les pôles sont plus proches. Il y a quatre forces magnétiques au sommet : à son pôle nord, répulsion du nord vers la base et attraction du sud de la base, et aussi à son pôle sud, attraction du nord vers la base et répulsion du sud de la base. En raison de la façon dont les forces dépendent de la distance, la répulsion nord-nord domine, tandis que la supérieure se repousse magnétiquement. Il se bloque là où cette répulsion vers le haut équilibre la force de gravité vers le bas, c'est-à-dire au point d'équilibre où la force nette est nulle.

Pourquoi Levitron doit-il tourner ?

Pour éviter le basculement du haut. En plus de fournir de la solidité à la toupie dans son ensemble, le champ magnétique de la base donne un couple tendant à faire tourner son axe de rotation. Si la toupie ne tourne pas, ce couple magnétique la renversera. Ensuite, son pôle sud sera dirigé vers le bas et la force du bas sera attractive - c'est-à-dire dans la même direction que la gravité - et le haut tombera. Lorsque le haut tourne, le couple agit de manière gyroscopique et l'essieu ne bascule pas, mais tourne autour de la direction (presque verticale) du champ magnétique. Cette rotation est appelée précession (Fig. 2). Avec Levitron, l'axe est presque vertical et la précession est perçue comme un tremblement qui s'accentue à mesure que le sommet ralentit. L'efficacité du spin dans la stabilisation des sommets à support magnétique tels que le Levitron a été découverte par Roy M. Harrigan (4).

Pourquoi Levitron ne glisse pas latéralement ?

Pour le haut ça reste suspendu, l'équilibre seul ne suffit pas. L'équilibre doit également être stable, de sorte qu'un léger mouvement horizontal ou vertical produise une force poussant vers le haut vers le point d'équilibre. Pour Levitron, la stabilité est difficile à atteindre. Cela dépend du fait que lorsque le sommet s'éloigne latéralement de l'axe de l'aimant principal, le champ magnétique de la base, autour duquel l'axe du sommet a précédé, s'écarte légèrement de la verticale (Fig. 2). Si le sommet précédait autour de la verticale exacte, la physique des champs magnétiques rendrait l'équilibre instable. Étant donné que le champ est si proche de la verticale, l'équilibre n'est stable que sur une petite plage de hauteurs, d'environ 1,25 pouce à 1,75 pouce au-dessus du centre de la base. (de 2,5 à 3,0 pouces pour les passe-temps "nouveau Super Levitron). Le théorème d'Earnshaw ne viole pas le comportement du Levitron. Ce théorème stipule qu'aucun arrangement statique de charges magnétiques (ou électriques) ne peut être stable, seul ou sous l'influence d'une force Gravité Cela ne s'applique pas au Levitron, car l'aimant (en haut) tourne et réagit donc dynamiquement au champ de la base.

Pourquoi le poids de Levitron est-il important (et pourquoi devrait-il être ajusté) ?

Le poids du plateau et les forces magnétisantes de la base et du plateau déterminent la hauteur d'équilibre, où le magnétisme équilibre la force de gravité. Cette hauteur doit se situer dans une plage stable. De petits changements de température modifient l'aimantation de la base et du dessus. (Lorsque la température augmente, les directions des aimants atomiques deviennent aléatoires et le champ s'affaiblit). Si le poids n'est pas ajusté pour compenser, la balance tombera en dehors de la plage stable et le sommet tombera. Étant donné que la plage stable est si petite, cet ajustement est délicat - la rondelle la plus légère ne représente qu'environ 0,3% du poids du plateau.

Pourquoi Levitron finit-il par tomber ?

Les top spins sont stables dans la plage d'environ 20 à 35 tours par seconde (RPS). C'est carrément erratique au-dessus de 35-40 RPS et en dessous de 18 RPS. Une fois que la toupie est tournée et en lévitation, elle ralentit en raison de la résistance de l'air. Dans quelques minutes, elle atteindra limite inférieure stabilité (18 RPS) et chutes. La durée de vie de rotation d'un Levitron peut être prolongée en le plaçant dans le vide. Au cours de plusieurs expériences de vide qui ont été faites, le haut est tombé après environ 30 minutes. Pourquoi il fait cela n'est pas clair; peut-être lorsque la température change, poussant l'équilibre hors de la plage stable ; peut-être y a-t-il une petite instabilité résiduelle à long terme parce que la toupie ne tourne pas assez vite ; ou peut-être que la vibration de l'équipement à vide fait bouger le champ et éloigne progressivement l'axe de précession de la direction du champ magnétique. La lévitation peut être considérablement prolongée en soufflant de l'air avec un collier dentelé d'air approprié situé autour de la périphérie du dessus, de manière à maintenir la fréquence de rotation dans une plage stable. Récemment, le haut Levitron a continué à tourner pendant plusieurs jours de cette façon. Mais le moyen le plus efficace pour prolonger la lévitation de la toupie est un nouveau dispositif à impulsions électromagnétiques qui peut maintenir la toupie en lévitation pendant des jours, voire des semaines.

Comment le principe Levitron est-il utilisé ?

À Ces dernières décennies, des particules microscopiques ont été étudiées en les capturant avec des champs magnétiques et/ou électriques. Il existe plusieurs types de pièges. Par exemple, les neutrons peuvent être conduits dans un champ magnétique, créé par le système bobines. Les neutrons sont des particules magnétiques en rotation, donc l'analogie d'un tel piège à neutrons avec Levitron est proche.