Levitação magnética
Levitação magnética (maglev) ou suspensão magnética é uma forma de suspender um item usando apenas campos magnéticos. A força magnética é utilizada para neutralizar a força gravitacional, bem como quaisquer outras forças.
As forças de levantamento garantem que o sistema não deslize espontaneamente ou vire para uma configuração onde o levantamento seja neutralizado.
A levitação magnética pode ser usada em combóios Maglev, fusão sem contacto, rolamentos magnéticos e como montras de produtos.
Componentes:
2 sensores de Hall
4 ímanes de estabilização
4 geradores de campo magnético
Placa de controlo eletrónico
Princípio de funcionamento:
O teorema de Earnshaw estabelece que a levitação estável apenas com campos paramagnéticos estáticos e macroscópicos é impossível. Qualquer combinação de campos gravitacionais, eletrostáticos e magnetostáticos atuando sobre um item paramagnético torna a sua posição instável ao longo de pelo menos um eixo e pode estar em equilíbrio instável ao longo de todos os eixos. No entanto, existem várias opções para tornar a levitação viável, como o uso de estabilização eletrónica ou materiais diamagnéticos (uma vez que a permeabilidade magnética relativa é menor que um); foi demonstrado que os materiais diamagnéticos são estáveis ao longo de pelo menos um eixo e podem ser estáveis ao longo de todos os eixos. Como os condutores têm uma permeabilidade relativa a campos magnéticos alternados de menos de um, algumas configurações que envolvem eletroímanes acionados por CA básicos são auto-estabilizados.
Quando o sistema de levitação é capaz de amortecer qualquer movimento semelhante a vibração, é considerado dinamicamente estável.
O movimento pode ser amortecido de várias maneiras:
- amortecimento mecânico externo (por exemplo, pontos de controle, resistência do ar)
- amortecimento por corrente parasita (metal condutor influenciado pelo campo)
- amortecedores de massa que foram ajustados no objeto levitado
- eletroímanes controlados eletronicamente
Na experiência atual, a estabilidade é alcançada por controlo eletrónico.
Um dos sensores Hall mede o campo magnético ao longo do eixo dos x enquanto o outro mede no eixo dos y.
A placa de circuito lê os sensores Hall e ajusta a corrente nas bobinas reagindo a qualquer mudança no campo magnético e fazendo com que o ímane na parte superior se mova sempre para o centro onde a mudança no campo magnético é mínima.
For example if the magnet move to the left on the x axis the hall sensor detects a change in the magnetic field. This causes the electronic circuit to increase the current on the left coil and decrese the current on the right coil. As a consequence the high magnetic field will make the magnet shift back to the right side. The control is continuously correcting and acting on any change to achieve a stable levitation effect.
Instruções:
- Ligue o circuito
- Coloque o ímane no topo entre as 4 bobinas
- Pode colocar um pequeno item em cima do ímane e fazê-lo girar (requer rotação manual para iniciar o movimento)