Veldlijnen manipuleren van electromagneet

Moderator: physicalattraction

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 4

Veldlijnen manipuleren van electromagneet

Hi!
 
Het laten zweven van een object door het gebruik van permanente magneten. Volgens deze meneer kan het.

 
Toch blijft het feit dat het systeem er handmatig boven gehangen moet worden op de goede afstand. 
Zie bijvoorbeeld de levitron:
 
 
Wat zou het cool zijn als het systeem zich zelf instelt?
Mijn concept bestaat uit 4 electromagneten op een plaat. Het te laten zweven object is een plaat met daarin 4 ringmagneten.
Als het apparaat  uit staat is de afstand tussen de bodemplaat en de zweefplaat 0.
[attachment=18601:Side view Off.png]
 
Zodra er stroom in de electromagneten gaat lopen ontstaat er een krachtveld, waarvan de bedoeling is dat het de ringmagneten omhoog lift.
 
De situatie ziet er dan zo uit:
 
Side view Off lines square core.png
Side view Off lines square core.png (45.98 KiB) 939 keer bekeken
Side view On Lines.png
Side view On Lines.png (65.39 KiB) 939 keer bekeken
 
Wat gebeurt er als de ijzeren kern in de koperen spoel niet een cilinder maar een andere vorm is? Bijvoorbeeld een ronde bol of een cilinder met een punt aan het uiteinde?
 
Side view Off punt core.png
Side view Off punt core.png (26.37 KiB) 939 keer bekeken
 
Met een cilindrische kern zal er waarschijnlijk niet genoeg verticale component van de veldlijnen zijn om de ringmagneten in de zweefplaat op te tillen.
Schuimomhoog view all.png
Schuimomhoog view all.png (249.99 KiB) 939 keer bekeken
 
Door de beginafstand tussen de ringmagneet en de electromagneet te vergroten zal dit minder nodig zijn, maar ik wil en manier vinden om het uit zichzelf op te laten steigen zonder hulpmiddelen!!
 

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 8.166

Re: Veldlijnen manipuleren van electromagneet

Earnshaw's theorema is nog altijd geldig, en wat de man in het bovenste filmpje beweert is dus niet mogelijk.
We krijgen het dan ook niet te zien. Dat draaiende tolletje boven een ringmagneet werkt inderdaad wel.
 
Maar jouw opzet gaat zo helaas niet werken.

Gebruikersavatar
Berichten: 5.609

Re: Veldlijnen manipuleren van electromagneet

[email protected] schreef: maar ik wil en manier vinden om het uit zichzelf op te laten steigen zonder hulpmiddelen!!
Wel, de grenzen van Earnshaw's theorema zijn duidelijk, dus je kunt die gebruiken om het te fixen!
 
Eén belangrijke grens (vind ik) is dat het gaat over 'permanente' statische magneten. Nu is er bij elektromagneten sowieso al geen goede reden om die statisch te houden. Dus door bepaalde magneten slim aan te sturen en ze meer of minder stroom geven, fiets je slim rond het Earnshaw's theorema probleem.
 
Wat ik me al lang af vraag, is of het mogelijk is om met diezelfde elektromagneten te detecteren welke stroom je moet gebruiken om de zwevende magneet op zijn plaats te houden. Op die manier zou je met een simpel circuitje zonder extra sensoren een magneet zwevend moeten kunnen houden, ook al zit die rond zijn as te draaien en draait de pool voortdurend om. Ik heb spijtig genoeg de wiskunde erachter nooit uitgewerkt  :cry: Een dag heeft ook maar 24 uur.
What it all comes down to, is that I haven't got it all figured out just yet

And I've got one hand in my pocket and the other one is giving the peace sign

-Alanis Morisette-

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 8.166

Re: Veldlijnen manipuleren van electromagneet

Met een magneet als zwevend object lijkt mij dat zo eenvoudig nog niet.
 
Eenvoudiger kan je zo een stalen kogel 'stil' laten hangen onder een elektromagneet. Die magneet heeft dan een veldsterkte afhankelijk van een variabele gelijkspanning. Op die gelijkspanning kan je een hoogfrequent puls superponeren. Die hoogfrequent wisselspanning veroorzaakt een magnetisch veld in de kogel, en bij wegvallen van de puls kan dezelfde spoel dan de veldsterkte van het in de kogel wegvallende veld meten, wat een maat voor de afstand geeft. Principe van de metaaldetector. Een circuit met wat filters en een closed loop terugkoppeling kan dan de gelijkspanning van de spoel navenant aanpassen.
Ik zou eerder aan zoiets denken.

Gebruikersavatar
Berichten: 4

Re: Veldlijnen manipuleren van electromagneet

Klopt het dat dit eigenlijk helemaal geen voorbeeld is van een overtreding van de earnsaw theorem? volgens wolfram.com zegt de earnsaw theorem dat een verzameling magneten niet enkel door de magnetische interactie tussen de magneten in evenwicht kan zijn (equilibrium).Kunt u mij uitleggen waarom dit is Mitchel? En waarom de tol dan wel werkt? Is er naast het stabiliserende gyroscopische effect nog een effect waar ik niet van op de hoogte ben?

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 8.166

Re: Veldlijnen manipuleren van electromagneet

Earnshaw leert ons dat je met louter passieve magnetische velden nimmer een evenwichtssituatie op alle drie de ruimteassen tegelijk kan bewerkstelligen. Je kan iets laten zweven met louter passieve velden, zolang je het op ten minste 1 as fixeert. Een mooi voorbeeld zie je in dit Youtube filmpje waarin een door zonnecellen aangedreven motorasje bijna (een as is tegen het perspex gefixeerd) zweeft.

 



 

Het waarom hiervan is wat lastiger uit te leggen, daarvoor moet je wat dieper in de fysica en wiskunde duiken (klik).
Een manier om er wat inzicht in te krijgen is het te vergelijken met twee spiegelgladde ronde kogels die je op elkaar wilt stapelen. Dat is een inherent instabiele situatie.
 
Het is ook te vergelijken met een lange stok die je op de punt wilt laten balanceren. Daar heeft een circusartiest geen enkele moeite mee, omdat hij continue met zijn hand het omvallen van de stok tegenwerkt. Hier wordt Earnshaw dus omzeild door een actief proces. 317070 en ik hadden het in de eervorige berichten over het actief bijsturen van die instabiele situatie dmv. elektronica en variabele elektromagneten.
 
Een andere manier om Earnshaw tijdelijk te omzeilen is die stok door een schijf te prikken, je hebt nu een tol. En als een tol roteert zal de wet van het behoud van impulsmoment (klik) die tol rechtop willen houden zolang de tol roteert. Het principe van de gyroscoop. Daarom kan een roterend magnetisch tolletje wel zweven boven een statisch magnetisch veld, het impulsmoment verhindert tijdelijk de tol om te kiepen. De stok blijft hierdoor op zijn punt staan. Er is dus geen ander effect.

 

Een derde manier om onder Earnshaw uit te komen is gebruik maken van een combinatie van magnetisch en diamagnetisch materiaal. Diamagnetisch materiaal wordt door zowel de noord- als de zuidpool van een magneet afgestoten. Diamagnetisch materiaal kan wel stabiel met statische velden op drie assen gefixeerd worden. Als we de vergelijking met die twee kogels er bij halen; je legt de kogel niet op een andere kogel maar juist in een holte.
Grafiet, bismut en supergeleidende materialen zijn diamagnetisch. Omdat diamagnetisme veel zwakker is dan magnetisme, kan je er geen grotere afstanden mee overbruggen. Een aardig Youtube filmpje hierover:

 


 
Dus zolang we het hebben over louter statische magnetische velden, en daar gaat Earnshaw (ondermeer) over, is het onmogelijk een stabiel evenwicht te bereiken op alle drie de ruimteassen tegelijk.

Gebruikersavatar
Berichten: 4

Re: Veldlijnen manipuleren van electromagneet

Zoals in het eerste filmpje van mijn eerste post wordt gezegt voorkomt het gyroscopische effect dat de schijf magneet omdraait toch? wat maakt mijn systeem dan instabiel? bij de juiste verhoudibg van de diameter van de onderste magneten en binnendiameter van de ringmagneten zal het gewicht van de lading de ringmagneten recht boven de electromagneten gedrukt houden. In ieder geval, dat lijkt mij logisch, u blijft verwijzen naar earnsaw, maar die geldt volgens mij niet voor systemen waar het omdraaien van de zwevende magneten wordt tegengehouden, zoals de levitron.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 8.166

Re: Veldlijnen manipuleren van electromagneet

u blijft verwijzen naar earnsaw
 
Dat doe ik niet voor niets.
 
maar die geldt volgens mij niet voor systemen waar het omdraaien van de zwevende magneten wordt tegengehouden, zoals de levitron
 
Ook daarvoor geldt het theorema. Maar het staat je natuurlijk geheel vrij zelf te gaan experimenteren, ik wil je alleen veel werk en een teleurstelling besparen. Vraag je af waarom die meneer van de 'levitron' het allerbelangrijkste, het bewijs van de werking, niet laat zien.
Wat belangrijk is voor het inzicht is het verschil tussen diamagnetisme en magnetisme, dat voorbeeld van twee kogels op elkaar en een kogel in een kuil. Zodra jouw levitron ook maar de geringste hoek maakt ontstaat er een onhoudbaar instabiele situatie. Zo'n gyroscoop is een actief element dat het 'afglijden' van de kogel op de kogel exact tegenwerkt, dat doet zo'n passieve driehoek niet. Als ik tijd heb zal ik er een schetsje van maken.

Gebruikersavatar
Berichten: 4

Re: Veldlijnen manipuleren van electromagneet

De levitron is een product wat in de winkel ligt dat is die ring magneet met die tol erboven, maar indd jammer dat die meneer van die driehoek het bewijs niet laat zien. het idee van mijn apparaat wat ik nog geen naam heb gegeven is ook dat zodra de bovenste ringmagneten afdrijven of schuin komen door een verstoring dat op de punten waar het systeem het laagst is de afstand tussen de onderste magneet  het kleinst is wat zorgt dat de kracht die de onderste magneet op die betreffende ringmagneet heeft groter is dan de kracht tussen de overige magneten. Dit zorgt dat het systeem zichzelf stabitiseert. dit alles is ook alleen mogelijk doordat de magneten rustpunt vinden in het midden van de ringmagneet. Door de bovenste ringmagneten met elkaar via een plaat te verbinden zullen ze elkaar tegenhouden weg te vliegen of om te draaien.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 8.166

Re: Veldlijnen manipuleren van electromagneet

Als je overtuigd bent van jouw gelijk, laat je dan niet door Earnshaw en zeker niet door mij hinderen en bouw het dan.

Graag vernemen we de resultaten.

Reageer