Электромагнитная индукция в современной технике

Введение

Использование электромагнетизма играет ведущую роль во многих отраслях науки и техники.
С электромагнетизмом связывают развитие энергетики, транспорта, вычислительной техники, физики плазмы, термоядерного синтеза и т.д. Магнитные разведка, дефектоскопия, магнитные линзы и магнитная запись информации, магнитная обработка воды, поезда на магнитной подушке – вот далеко не полный перечень перспективных областей промышленного применения магнитного поля. Неотъемлемой частью компьютерного томографа, без которого невозможна современная медицинская диагностика, является также источник магнитного поля.

ЭРСТЕД Ганс Христиан (1777-1851), датский физик, иностранный почетный член Петербургской АН (1830). Труды по электричеству, акустике, молекулярной физике. Открыл (1820) магнитное действие электрического тока.

Майкл Фарадей

Английский физик, член Лондонского королевского общества.
Исследования в области электричества, магнетизма, магнитооптики, электрохимии.
В 1821г. Фарадей впервые осуществил вращение магнита вокруг проводника с током и проводника с током вокруг магнита.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ
(лат. inductio – наведение) – явление порождения вихревого электрического поля переменным магнитным полем. Если внести в переменное магнитное поле замкнутый проводник, то в нем появится электрический ток.

Магнитная левитация.

Эффект магнитной левитации заключается в удерживании физического объекта в определённой точке пространства при помощи магнитного поля компенсирующего силу тяжести действующую на объект.

Диск из сверхпроводящего материала отталкивает магнитное поле, что заставляет кубик парить над ними

Запись и воспроизведение
информации.

Видеомагнитофон.

Жесткий диск компьютера.

Детектор металла в аэропортах.

Металлоискатели для проверки багажа

Детектор полицейского.

Поезда на магнитной подушке.

В бурном процессе эксплуатации,
Магнитного поля и левитации,
Движется плавно, без шума, без трения,
Результат достижения нашего поколения.
Недавно все думали, что нереально,
А это всё просто и гениально.
Быстрый, надёжный, удобный, простой,
Поезд не едет - летит над землёй.

Магнитоплан

Магнитоплан или Маглев (от англ. magnetic levitation)-это поезд на магнитной подвеске, движимый и управляемый магнитными силами. Такой состав, в отличие от традиционных поездов, в процессе движения не касается поверхности рельса. Так как между поездом и поверхностью движения существует зазор, трение исключается, и единственной тормозящей силой является сила аэродинамического сопротивления.

Как устроен такой поезд?

Поезд-вагон как бы сидит верхом на эстакаде, охватывая ее с боков. На ней с обеих сторон снизу тянутся горизонтальные стальные пластины - "феррорельсы". На дне вагона как раз под ними расположены мощные несущие электромагниты. Как только в них подается ток, возникают силы притяжения, и состав зависает над эстакадой.

Такая подвеска по своей сути неустойчива. Если почему-либо ток в несущих электромагнитах уменьшится, то ослабнут силы притяжения и состав может опуститься на эстакаду. Наоборот, при возможном увеличении тока силы притяжения возрастут, что тоже может привести к остановке движения.

Технология

На данный момент существует 3 основных технологии магнитного подвеса поездов:

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

Состав левитирует за счёт отталкивания одинаковых полюсов магнитов и, наоборот, притягивания разных 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.

По теореме Ирншоу, статичные поля, создаваемые одними только электромагнитами и постоянными магнитами, нестабильны, в отличие от полей диамагнетиков и сверхпроводящих магнитов.

Существуют системы стабилизации: датчики постоянно замеряют расстояние от поезда до пути и соответственно ему меняется напряжение на электромагнитах. Наиболее активные разработки маглев ведут Германия и Япония

Первая публичная система поездов на магнитной подушке (M-Bahn) построена в Берлине в 1980-х годах.

Заключение

Таким образом, поезд на магнитной подушке, несмотря на своё короткое существование, уже является неотъемлемой частью нашего мира.
Ему характерны такие качества как высокая скорость, экологичность, безопасность, надежность и много других качеств, отличающих его от тепловых и электропоездов. К сожалению, в России и странах СНГ пока нет поездов на магнитной подушке.