במשך מאות שנים, האנושות מנסה ליצור מנוע שיעבוד לנצח. כעת שאלה זו רלוונטית במיוחד כאשר כדור הארץ נע באופן בלתי נמנע לקראת משבר אנרגיה. כמובן, אולי זה לא יבוא לעולם, אבל בלי קשר, אנשים עדיין צריכים להתרחק ממקורות האנרגיה הרגילים שלהם והמנוע המגנטי הוא אופציה מצוינת.
תוֹכֶן
מהו מנוע מגנטי
ניתן לחלק את כל מכונות התנועה התמידית ל-2 סוגים:
- ראשון;
- שְׁנִיָה.
לגבי הראשונים, הם בעיקר פרי הפנטזיות של סופרי מדע בדיוני, אבל האחרונים די אמיתיים.הסוג הראשון של מנועים כאלה שואב אנרגיה ממקום ריק, אבל השני מקבל אותה משדה מגנטי, רוח, מים, שמש וכו'.
שדות מגנטיים לא רק נחקרים באופן פעיל, אלא גם מנסים להשתמש בהם כ"דלק" ליחידת כוח נצחית. יתר על כן, רבים מהמדענים מתקופות שונות השיגו הצלחה משמעותית. בין שמות המשפחה המפורסמים, ניתן לציין את הדברים הבאים:
- ניקולאי לזרב;
- מייק בריידי;
- הווארד ג'ונסון;
- קוהיי מינאטו;
- ניקולה טסלה.
תשומת לב מיוחדת הוקדשה למגנטים קבועים, שיכולים ממש להחזיר אנרגיה מהאוויר (אתר עולמי). למרות העובדה שאין כרגע הסברים מלאים על טבעם של מגנטים קבועים, האנושות צועדת בכיוון הנכון.
כרגע, ישנן מספר אפשרויות ליחידות כוח ליניאריות הנבדלות בטכנולוגיה ובתוכנית ההרכבה שלהן, אך פועלות על בסיס אותם עקרונות:
- הם פועלים הודות לאנרגיה של שדות מגנטיים.
- פעולת דופק עם אפשרות שליטה ומקור כוח נוסף.
- טכנולוגיות המשלבות את העקרונות של שני מערכות ההינע.
מכשיר כללי ועיקרון הפעולה
מנועים על מגנטים אינם כמו החשמליים הרגילים, שבהם מתרחשת סיבוב עקב זרם חשמלי. האפשרות הראשונה תעבוד רק הודות לאנרגיה הקבועה של המגנטים ויש לה 3 חלקים עיקריים:
- רוטור עם מגנט קבוע;
- סטטור עם מגנט חשמלי;
- מנוע.
גנרטור מסוג אלקטרומכני מותקן על פיר אחד עם יחידת כוח. אלקטרומגנט סטטי עשוי בצורה של מעגל מגנטי טבעתי עם קטע או קשת חתוכים.בין היתר, למגנט החשמלי יש גם משרן אליו מחובר מתג חשמלי שבזכותו מסופק זרם הפוך.
למעשה, עקרון הפעולה של מנועים מגנטיים שונים עשוי להיות שונה בהתאם לסוג הדגמים. אבל בכל מקרה, הכוח המניע העיקרי הוא דווקא רכושם של מגנטים קבועים. שקול את עקרון הפעולה, אתה יכול להשתמש בדוגמה של יחידת לורנץ נגד כבידה. המהות של עבודתו טמונה ב-2 דיסקים טעונים שונים המחוברים למקור מתח. דיסקים אלה ממוקמים באמצע הדרך במסך חצי כדורי. הם מתחילים להסתובב באופן פעיל. לפיכך, השדה המגנטי נדחק החוצה בקלות על ידי המוליך.
ההיסטוריה של מכונת התנועה התמידית
האזכור הראשון ליצירת מכשיר כזה התעורר בהודו במאה ה-7, אך הניסיונות המעשיים הראשונים ליצור אותו הופיעו במאה ה-8 באירופה. באופן טבעי, יצירת מכשיר כזה תאיץ באופן משמעותי את התפתחות מדע האנרגיה.
באותם ימים, יחידת כוח כזו יכלה לא רק להרים עומסים שונים, אלא גם לסובב טחנות, כמו גם משאבות מים. במאה ה-20 התרחש תגלית משמעותית שנתנה תנופה ליצירת יחידת כוח - גילוי של מגנט קבוע עם מחקר שלאחר מכן על יכולותיו.
הדגם המוטורי המבוסס עליו היה אמור לעבוד למשך זמן בלתי מוגבל, ולכן הוא נקרא נצחי.אבל כך או כך, אין שום דבר נצחי, מכיוון שכל חלק או פרט עלולים להיכשל, לכן, על ידי המילה "לנצח" יש צורך להבין רק שהוא חייב לעבוד ללא הפרעה, מבלי לרמוז עלויות כלשהן, כולל דלק.
כעת אי אפשר לקבוע במדויק את היוצר של המנגנון התמידי הראשון, המבוסס על מגנטים. באופן טבעי, זה שונה מאוד מהמודרני, אבל יש כמה דעות שהאזכור הראשון של יחידת כוח על מגנטים הוא בחיבורו של בהסקר אצ'ריה, מתמטיקאי מהודו.
המידע הראשון על הופעתו של מכשיר כזה באירופה הופיע במאה ה- XIII. המידע הגיע מווילארד ד'הונקור, מהנדס ואדריכל בולט. לאחר מותו, הממציא השאיר את המחברת שלו לצאצאיו, שבה היו ציורים שונים של לא רק מבנים, אלא גם מנגנונים להרמת משאות והמכשיר המגנטי הראשון, הדומה מרחוק למכונת תנועה תמידית.
מנוע חד קוטבי מגנטי של טסלה
הצלחה משמעותית בתחום זה הושגה על ידי המדען הגדול, הידוע בתגליות רבות - ניקולה טסלה. בקרב המדענים, המכשיר של המדען קיבל שם מעט שונה - המחולל החד-קוטבי של טסלה.
ראוי לציין שהמחקר הראשון בתחום זה מבוצע על ידי פאראדיי, אך למרות העובדה שהוא יצר אב טיפוס בעל עקרון פעולה דומה, כפי שעשתה טסלה מאוחר יותר, היציבות והיעילות השאירו הרבה מה לרצות. המילה "חד קוטבית" פירושה שבמעגל המכשיר ממוקם מוליך גלילי, דיסק או טבעת בין הקטבים של מגנט קבוע.
הפטנט הרשמי הציג את הסכימה הבאה, בה יש עיצוב עם 2 פירים עליהם מותקנים 2 זוגות מגנטים: זוג אחד יוצר שדה שלילי מותנה, והזוג השני יוצר שדה חיובי. בין מגנטים אלו נמצאים מוליכים מחוללים (דיסקים חד-קוטביים), המחוברים זה לזה באמצעות סרט מתכת, שלמעשה יכול לשמש לא רק לסיבוב הדיסק, אלא גם כמוליך.
טסלה ידועה במספר רב של המצאות שימושיות.
מנוע מינאטו
גרסה מצוינת נוספת של מנגנון כזה, שבה אנרגיית המגנטים משמשת כפעולה אוטונומית בלתי פוסקת, היא מנוע שעבר מזמן לסדרה, למרות העובדה שפותח רק לפני 30 שנה על ידי הממציא היפני קוהיי מינאטו.
מומחים מציינים רמה גבוהה של חוסר רעש ובו זמנית, יעילות. לדברי היוצר שלו, מנוע מסתובב עצמי מסוג מגנטי כמו זה הוא בעל יעילות של מעל 300%.
העיצוב מרמז על רוטור בצורת גלגל או דיסק, שעליו ממוקמים מגנטים בזווית. כשסטטור עם מגנט גדול מתקרב אליהם, הגלגל מתחיל לנוע, מה שמבוסס על דחייה/ התכנסות לסירוגין של הקטבים. מהירות הסיבוב תגדל ככל שהסטטור מתקרב לרוטור.
כדי למנוע דחפים לא רצויים במהלך פעולת הגלגל, נעשה שימוש בממסרי מייצב וצריכת הזרם של אלקטרומגנט הבקרה מופחתת.ישנם גם חסרונות בתכנית כזו, כמו הצורך במגנטיזציה שיטתית והיעדר מידע על מאפייני המתיחה והעומס.
מנוע מגנטי של הווארד ג'ונסון
התוכנית של המצאה זו מאת הווארד ג'ונסון כוללת שימוש באנרגיה, שנוצרת עקב זרימת אלקטרונים בלתי מזווגים הנמצאים במגנטים, כדי ליצור מעגל אספקת חשמל עבור יחידת כוח. ערכת המכשיר נראית כמו שילוב של מספר רב של מגנטים, מיקומם נקבע על סמך תכונות העיצוב.
המגנטים ממוקמים על צלחת נפרדת, בעלת רמה גבוהה של מוליכות מגנטית. מוטות זהים ממוקמים לכיוון הרוטור. זה מבטיח דחייה/משיכה לסירוגין של הקטבים, ובמקביל, תזוזה של חלקי הרוטור והסטטור ביחס זה לזה.
מרחק שנבחר כהלכה בין חלקי העבודה העיקריים, מאפשר לך לבחור את הריכוז המגנטי הנכון, כך שתוכל לבחור את עוצמת האינטראקציה.
מחולל Perendev
מחולל Perendev הוא עוד אינטראקציה מוצלחת של כוחות מגנטיים. מדובר בהמצאה של מייק בריידי, שאף הספיק לרשום עליה פטנט וליצור את חברת Perendev, לפני שנפתח נגדו תיק פלילי.
הסטטור והרוטור עשויים בצורה של טבעת חיצונית ודיסק. כפי שניתן לראות מהדיאגרמה המופיעה בפטנט, מגנטים בודדים מונחים עליהם לאורך מסלול מעגלי, תוך התבוננות ברורה בזווית מסוימת ביחס לציר המרכזי. בשל האינטראקציה בין השדות של מגנט הרוטור והסטטור, הם מסתובבים. החישוב של שרשרת מגנטים מצטמצם לקביעת זווית ההתרחקות.
מנוע סינכרוני מגנט קבוע
מנוע סינכרוני בתדרים קבועים הוא הסוג העיקרי של מנוע חשמלי, שבו מהירויות הרוטור והסטטור נמצאות באותה רמה. ליחידת כוח אלקטרומגנטית קלאסית יש פיתולים על לוחות, אבל אם אתה משנה את עיצוב האבזור ומתקין מגנטים קבועים במקום סליל, אז אתה מקבל דגם יעיל למדי של יחידת כוח סינכרונית.
למעגל הסטטור יש פריסה קלאסית של המעגל המגנטי, הכולל את הפיתול והלוחות, שבהם מצטבר השדה המגנטי של הזרם החשמלי. שדה זה מקיים אינטראקציה עם השדה הקבוע של הרוטור, מה שיוצר מומנט.
בין היתר, יש לקחת בחשבון שבהתבסס על סוג המעגל הספציפי, ניתן לשנות את מיקום האבזור והסטטור, למשל, הראשון יכול להתבצע בצורה של מעטפת חיצונית. כדי להפעיל את המנוע מזרם החשמל, נעשה שימוש במעגל מתנע מגנטי ובממסר מגן תרמי.
כיצד להרכיב את המנוע בעצמך
לא פחות פופולריות הן גרסאות תוצרת בית של מכשירים כאלה. הם נמצאים לעתים קרובות למדי באינטרנט, לא רק כתוכניות עבודה, אלא גם כיחידות מבוצעות ועובדות במיוחד.
אחד המכשירים הקלים ביותר ליצירה בבית, הוא נוצר באמצעות 3 פירים המחוברים זה לזה, המהודקים בצורה כזו שהמרכזי מופנה לאלו שבצדדים.
במרכז הפיר באמצע מחוברת דיסקית של לוציט, בקוטר 4 אינצ'ים ובעובי 0.5 אינץ'.לאותם פירים שממוקמים בצדדים יש גם דיסקים בגודל 2 אינץ', עליהם יש מגנטים של 4 חלקים כל אחד, ובמרכזי יש פי שניים - 8 חלקים.
הציר חייב להיות ביחס לצירים במישור מקביל. הקצוות ליד הגלגלים עוברים בהבזק של דקה. אם תתחיל להזיז את הגלגלים, אז הקצוות של הציר המגנטי יתחילו להסתנכרן. כדי לתת האצה, יש צורך לשים מוט אלומיניום בבסיס המכשיר. קצה אחד צריך לגעת מעט בחלקים המגנטיים. ברגע שהעיצוב ישתפר בדרך זו, היחידה תסתובב מהר יותר, בחצי סיבוב בשנייה אחת.
הכוננים הורכבו כך שהצירים הסתובבו באופן דומה זה לזה. אם תנסה להשפיע על המערכת עם האצבע שלך או עם חפץ אחר, אז זה ייפסק.
בהנחיית תוכנית כזו, אתה יכול ליצור הרכבה מגנטית בעצמך.
מהם היתרונות והחסרונות של מנועים מגנטיים שפועלים בפועל
בין היתרונות של יחידות כאלה, ניתן לציין את הדברים הבאים:
- אוטונומיה מלאה עם צריכת דלק מקסימלית.
- מכשיר רב עוצמה המשתמש במגנטים יכול לספק לחדר אנרגיה של 10 קילוואט או יותר.
- מנוע כזה פועל עד שהוא נשחק לחלוטין.
עד כה, מנועים כאלה אינם חפים מחסרונות:
- השדה המגנטי יכול להשפיע לרעה על בריאות האדם ועל רווחתו.
- מספר רב של דגמים לא יכול לעבוד ביעילות בתנאים ביתיים.
- ישנם קשיים קלים בחיבור אפילו היחידה המוגמרת.
- העלות של מנועים כאלה היא די גבוהה.
יחידות כאלה אינן עוד פיקציה ובקרוב יוכלו להחליף לחלוטין את יחידות הכוח הרגילות. כרגע הם לא יכולים להתחרות במנועים קונבנציונליים, אבל יש פוטנציאל לפיתוח.
מאמרים דומים:
