Levitação magnética: descrição, características e exemplos

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Última modificação: 2024-02-12 11:53

Como você sabe, a Terra, devido à ordem mundial vigente, possui um certo campo gravitacional, e o sonho do homem sempre foi superá-lo por qualquer meio. Levitação magnética é um termo mais fantástico do que se referir à realidade cotidiana.

Inicialmente, significava a capacidade hipotética de superar a gravidade de uma maneira desconhecida e mover pessoas ou objetos pelo ar sem equipamentos auxiliares. No entanto, agora o conceito de "levitação magnética" já é bastante científico.

Várias ideias inovadoras estão sendo desenvolvidas ao mesmo tempo, baseadas nesse fenômeno. E todos eles no futuro prometem grandes oportunidades para aplicações versáteis. É verdade que a levitação magnética será realizada não por métodos mágicos, mas usando conquistas muito específicas da física, ou seja, a seção que estuda os campos magnéticos e tudo relacionado a eles.

Apenas um pouco de teoria

Entre pessoas distantes da ciência, há uma opinião de que a levitação magnética é um vôo guiado de um ímã. De fato, sob esteo termo implica superar o objeto da gravidade com a ajuda de um campo magnético. Uma de suas características é a pressão magnética, que é usada para "combater" a gravidade da Terra.

Para simplificar, quando a gravidade puxa um objeto para baixo, a pressão magnética é direcionada de tal forma que o empurra de volta para cima. É assim que o ímã levita. A dificuldade em implementar a teoria é que o campo estático é instável e não foca em um determinado ponto, então pode não ser capaz de resistir efetivamente à atração. Portanto, são necessários elementos auxiliares que darão estabilidade dinâmica ao campo magnético, de modo que a levitação do ímã seja um fenômeno regular. Vários métodos são usados como estabilizadores para isso. Na maioria das vezes - corrente elétrica através de supercondutores, mas existem outros desenvolvimentos nesta área.

Levitação técnica

Na verdade, a variedade magnética se refere ao termo mais amplo para superar a atração gravitacional. Então, levitação técnica: uma revisão de métodos (muito breve).

Parece que descobrimos um pouco com a tecnologia magnética, mas também existe um método elétrico. Ao contrário do primeiro, o segundo pode ser utilizado para manipulações com produtos de diversos materiais (no primeiro caso, apenas magnetizados), até dielétricos. Separe também a levitação eletrostática e eletrodinâmica.

A capacidade das partículas de se moverem sob a influência da luz foi prevista por Kepler. MASa existência de pressão leve foi provada por Lebedev. O movimento de uma partícula na direção da fonte de luz (levitação óptica) é chamado de fotoforese positiva e na direção oposta - negativa.

A levitação aerodinâmica, diferente da óptica, é amplamente aplicável nas tecnologias atuais. By the way, o "travesseiro" é uma de suas variedades. A almofada de ar mais simples é obtida com muita facilidade - muitos furos são perfurados no substrato do transportador e ar comprimido é soprado através deles. Nesse caso, o air lift equilibra a massa do objeto e ele flutua no ar.

O último método conhecido pela ciência no momento é a levitação usando ondas acústicas.

Quais são exemplos de levitação magnética?

A ficção científica sonhava com dispositivos portáteis do tamanho de uma mochila, que pudessem "levitar" uma pessoa na direção que ela precisasse com velocidade considerável. A ciência até agora tomou um caminho diferente, mais prático e viável - foi criado um trem que se move usando levitação magnética.

História dos super trens

Pela primeira vez, a ideia de uma composição usando um motor linear foi apresentada (e até patenteada) pelo engenheiro-inventor alemão Alfred Zane. E isso foi em 1902. Depois disso, o desenvolvimento de uma suspensão eletromagnética e de um trem equipado com ela apareceu com invejável regularidade: em 1906, Franklin Scott Smith propôs outro protótipo, entre 1937 e 1941. várias patentes sobre o mesmo tópico foram recebidas por Hermann Kemper, eum pouco mais tarde, o britânico Eric Lazethwaite criou um protótipo funcional em tamanho real do motor. Na década de 60, ele também participou do desenvolvimento do Hovercraft Tracked, que deveria se tornar o trem mais rápido, mas não o fez, pois o projeto foi encerrado por f alta de financiamento em 1973.

Apenas seis anos depois, novamente na Alemanha, um trem maglev foi construído e licenciado para o transporte de passageiros. A pista de testes colocada em Hamburgo tinha menos de um quilômetro de extensão, mas a ideia em si inspirou tanto a sociedade que o trem funcionou mesmo após o encerramento da exposição, tendo conseguido transportar 50.000 pessoas em três meses. Sua velocidade, pelos padrões modernos, não era tão grande - apenas 75 km/h.

Não é uma exposição, mas um maglev comercial (assim eles chamavam o trem usando um ímã), circulava entre o aeroporto de Birmingham e a estação ferroviária desde 1984, e durou 11 anos em seu posto. O comprimento dos trilhos era ainda menor, apenas 600 m, e o trem subia 1,5 cm acima dos trilhos.

Japonês

No futuro, a empolgação com os trens maglev na Europa diminuiu. Mas no final dos anos 90, um país de alta tecnologia como o Japão se interessou ativamente por eles. Várias rotas bastante longas já foram estabelecidas em seu território, ao longo das quais voam maglevs, usando um fenômeno como levitação magnética. O mesmo país também detém os recordes de velocidade estabelecidos por esses trens. O último mostrou um limite de velocidade superior a 550 km/h.

Alémperspectivas de uso

Por um lado, os maglevs são atraentes por causa de sua capacidade de se mover rapidamente: de acordo com os teóricos, eles podem ser acelerados até 1.000 quilômetros por hora em um futuro próximo. Afinal, eles são movidos por levitação magnética, e apenas a resistência do ar os desacelera. Portanto, dar os contornos aerodinâmicos máximos à composição reduz bastante seu impacto. Além disso, devido ao fato de não tocarem nos trilhos, o desgaste desses trens é extremamente lento, o que é muito econômico.

Outra vantagem é o efeito de redução de ruído: os trens maglev se movem quase silenciosamente em comparação com os trens convencionais. O bônus também é o uso de eletricidade neles, o que reduz os efeitos nocivos à natureza e à atmosfera. Além disso, o trem maglev é capaz de escalar encostas mais íngremes, eliminando a necessidade de colocar a pista ao redor de colinas e encostas.

Aplicações de energia

Nenhuma direção prática menos interessante pode ser considerada o uso generalizado de rolamentos magnéticos em componentes-chave de mecanismos. Sua instalação resolve um sério problema de desgaste do material de origem.

Como você sabe, os rolamentos clássicos se desgastam muito rapidamente - eles sofrem constantemente altas cargas mecânicas. Em algumas áreas, a necessidade de substituir essas peças significa não apenas custos adicionais, mas também um alto risco para as pessoas que fazem a manutenção do mecanismo. Os rolamentos magnéticos permanecem operacionais muitas vezes mais, por isso seu uso é altamente recomendável paraquaisquer condições extremas. Particularmente em energia nuclear, tecnologia eólica ou indústrias com temperaturas extremamente baixas/ altas.

Aeronave

No problema de como implementar a levitação magnética, surge uma pergunta razoável: quando, finalmente, uma aeronave completa, na qual a levitação magnética será usada, será fabricada e apresentada à humanidade progressiva? Afinal, há evidências indiretas de que tais "OVNIs" existiram. Tomemos, por exemplo, os "vimanas" indianos da época mais antiga ou os "discoplanos" hitleristas que já estão mais próximos de nós em termos de tempo, usando, entre outras coisas, métodos eletromagnéticos de organização de sustentação. Desenhos aproximados e até fotos de modelos de trabalho foram preservados. A questão permanece em aberto: como dar vida a todas essas ideias? Mas as coisas não vão além de protótipos não muito viáveis para os inventores modernos. Ou talvez isso ainda seja uma informação muito secreta?