Магнитный левитатор

Основные типы магнитной левитации

Магнитное давление на объект, подлежащий «парению», осуществляется несколькими способами. Выделяют два типа подобной левитации:

• EMS – электромагнитные конструкции;
• EDS – электродинамические устройства.

Система EMS отличается нестабильным равновесным положением. Для обеспечения стабильности необходимо применять АСУ (автоматизированные системы управления) и осуществлять постоянный контроль. Притягивающая сила возникает между проводником из ферромагнетика и электрическими магнитами.

Системы типа EDS базируются на принципах появления вихревых токов в проводящих компонентах. Для того чтобы вихревые токи появились, необходимо действие переменного поля магнитной природы.

Важно! Системы EDS делятся на два вида взаимодействия. Первый – стационарные катушки вступают во взаимосвязь с магнитами, имеющими сверхпроводимость

Второй – изменения магнитных полей (МП) происходят в результате действия сил, которые генерирует переменный ток.

Силы отталкивания, которые используются в электродинамических системах, делают их инертно стабильными.

Постоянные магниты никогда не используются самостоятельно, только в гибридных установках. Это связано с тем, что постоянный магнит не может обеспечить стабильного положения ни в одной из степеней свободы, значит, без поддержки других сил воздействия на статичность положения тут не обойтись.

Интересно. Чтобы уйти от привязки к объектам из магнитных материалов и позволить системам работать с элементами другой структуры материалов, есть необычное решение – использование магнитных вставок (посредников).

Первые наблюдения

Левитация была издавна известна не только на Востоке, но и в Европе. Причем у средневековых европейских левитантов есть одна характерная особенность. В отличие от восточных брахманов, йогов, лам никто из них специально не стремился овладеть искусством левитации и не готовился к полетам. Обычно они взмывали в воздух, будучи в состоянии восторженного религиозного экстаза и даже не думая об этом.

Если обратиться к достоверным фактам, то в числе первых официально зафиксированных левитантов следует назвать святую Терезу, монахиню-кармелитку, свидетелями полетов которой были 230 католических священников. О своем необычном «даре», как считала сама святая, она рассказала в автобиографии, датированной 1565 годом.

И вот что любопытно: сама святая Тереза не хотела летать! Долгое время монахиня-левитантка отчаянно молилась, чтобы Господь избавил ее от этого знака своей милости. В конце концов молитвы кармелитки были услышаны: полеты Терезы прекратились.

Эксперименты по левитации дома

До того, как сделать левитирующий магнит, можно выполнить небольшой опыт по созданию условий левитации дома. Для этого понадобятся:

• шесть кольцеобразных постоянных магнитов с внутренним диаметром 6-8 мм;
• обычный графитовый карандаш;
• подставка, выполненная из куска поролона размером 120*250 мм;
• упор из плексиглаза, оргстекла или другого прочного материала.

Два магнита размещают на карандаше через 100 мм друг от друга. На этом же расстоянии в поролоне закрепляют две пары идентичных магнитов. Тройка магнитов (два на опоре и один на карандаше) должна визуально составлять пирамиду. Регулируя расстояния между магнитами, добиваются левитации карандаша.

Левитация карандаша в домашних условиях

Левитация в условиях вихревых токов

Вихревые токи (токи Фуко), наводимые переменными магнитными полями в массивных проводниках также способны удерживать предметы в левитирующем состоянии. Например катушка с переменным током может левитировать над замкнутым кольцом из алюминия. А алюминиевый диск будет парить над катушкой с переменным током.

Объяснение здесь такое: по закону Ленца, индуцируемый в диске или в кольце ток будет создавать такое магнитное поле, что его направление станет препятствовать причине его вызывающей. То есть в каждый период колебаний переменного тока в индукторе, в массивном проводнике будет индуцироваться магнитное поле противоположного направления. Так, массивный проводник или катушка подходящий формы смогут левитировать все время пока включен переменный ток.

   Неодимовый магнит внутри медной трубы, магнитная левитация

Аналогичный механизм удержания проявляется, когда неодимовый магнит роняют внутри медной трубы — магнитное поле индуцированных вихревых токов направлено противоположно магнитному полю магнита.

Левитрон самодельный

Левитрон позволяет осуществлять магнитную подвеску объектов с небольшим весом путем управления магнитным полем, создаваемым катушкой L1. Обратная связь происходит с помощью датчика Холла, выпаянного со старого 3,5″ дисковода (от дискет). Под воздействием внешнего магнитного поля на клеммах H+ и H- возникает разность потенциалов в зависимости от направления поля и его положения.

Датчики Холла такого типа довольно низкого качества, но их вполне достаточно для этого применения. Некоторые используют дорогие ратиометрические датчики, но они дороги и довольно труднодоступны.

Датчик, который использован тут, является линейным устройством, но его легко спутать с цифровыми, что также часто стоят на дисководах.

Чтобы избежать ошибки, проверьте его с помощью обычного мультиметра или осциллографа. 

Катушка левитрона представляет собой спиральную проволоку диаметром 0,4 мм на сердечнике — винт с поперечным сечением около 1 см кв. и длиной около 5 см. Под ним установлен датчик.

Хорошей идеей является защита его пластиком, который не был бы поврежден неодимовым магнитом, если его случайно ударить об сердечник катушки. Объект, подвешенный под катушкой, должен быть снабжен неодимовым магнитом.

Например цилиндрический магнит с поперечным сечением 15 мм и длиной 20 мм. 

Для правильной работы устройства полярность катушки и магнита должны быть выбраны соответствующим образом. Это легко сделать с помощью простого компаса. Магнит должен быть направлен к Земле полюсом «S». Приведенная в действие катушка также должна смотреть на Землю с южным полюсом. Таким образом, катушка будет тянуть магнит, когда он находится в пределах своего магнитного поля. 

Схема также содержит элементы, защищающие катушку и полевой транзистор от сгорания, когда объект прилипает к сердечнику или выпадает из поля. В этом случае схема управления катушкой закрыта, и ток там не течет. Итого:

1. катушка точно и симметрично намотана, 
2. датчик расположен точно в центре сердечника, 
3. почти весь вес шара находится намного ниже магнита, 
4. катушка ориентирована точно вертикально. 

Графики сигналов в контрольных точках

• Uh+: напряжение на положительном выходе галлотрона, 
• Ua: напряжение на выходе повторителя A, 
• Ub: напряжение на выходе инвертирующего усилителя B, 
• Uc: напряжение на выходе триггера Шмидта C, 
• Ud: напряжение, управляемое полевым транзистором.

Что касается потребления тока, измерения цифровым мультиметром показали значение ниже 100 мА (рост при увеличении веса). Чтобы увеличить грузоподъемность, катушки также должны быть увеличены, как и поперечное сечение сердечника и / или его магнитная проницаемость. Можно попытаться использовать ферритовое, но такие сердечники имеют значение частот выше 100 кГц. 

Транзистор имеет постоянный ток 7 А и сопротивление канала 30 мОм. В результате он вообще не нагревается. Однако вы можете поднять напряжение, управляющее затвором транзистора, чтобы уменьшить это сопротивление, что, в свою очередь, уменьшит потери тепла в транзисторе. 

На самом деле, расстояние от левитирующего объекта зависит от силы электромагнита. Это означает, что чем больше произведение тока катушки и количества витков катушек, тем больше напряженность магнитного поля, создаваемого катушкой.

Но это еще не все. Кроме того, на расстояние также влияет проницаемость и площадь поперечного сечения сердечника, чувствительность и динамический диапазон датчика Холла, размер неодимового магнит (интенсивность магнитного поля).

   Форум по устройствам магнитной левитации

   Обсудить статью Левитрон самодельный

Разборка ультразвукового датчика

Такие ультразвуковые излучатели используются в датчиках расстояния, например модуль HC-SR04, который можно купить на Али менее чем за 2 доллара.

Эти модули содержат один преобразователь работающий в качестве передатчика (T), и другой, выступающий в качестве приемника (R). В принципе, T-преобразователь является лучшим выбором для использования в качестве фактического передатчика, поэтому купили два датчика и сняли T-преобразователи с каждого из них. (В крайнем случае, вы можете купить только один датчик — преобразователь R также работает достаточно хорошо, как для первых экспериментов.

Разберите один из преобразователей. Не выбрасывайте маленькую сеточку — она окажется полезной в дальнейшем деле. Преобразователи предназначены для работы на частоте 40 кГц, на которой они работают наиболее эффективно. Этот сигнал и будет генерироваться модулем Arduino Nano.

Левитация человека — факты

Левитировать — это парить в воздухе, такой дар от рождения имели немногие люди. Первое упоминание о событии датировано 632 годом, в связи со смертью пророка Магомета, гроб с его прахом долго парил в воздухе. В истории сохранились имена людей, которые демонстрировали такой дар, православная и католическая церковь их причислила к лику святых:

• монахиня–кармелитка Тереза Авильская;
• Иосиф Копертинский или Джузеппе Деза;
• Серафим Саровский;
• Василий Блаженный;
• архиепископ Новгорода и Пскова Иоанн.

В 20 веке доказанный случай левитации — с известным предсказателем Дэниелом Хьюмом. Демонстрацию его таланта лицезрели воочию Наполеон Третий, российский император Александр Второй, кайзер Германии Вильгельм Первый, писатель Конан Дойл. Поскольку объяснение такому явлению найти не могли, было решено отнести этот дар к мало изученным феноменам тела.

Множество адептов и просто любящих мечтать мальчиков и девочек представляли себе возможность реального полета, возможность того, что человек может избавиться от собственного веса не в виде выделения астрального тела, а в реальности, со способностью воздеть тело над землей. Найдется немало разных легенд о магах, святых и отшельниках, которые своим духовным подвигом достигали такого необыкновенного уровня развития, что тот позволял воспарить над землей. Так, о Серафиме Саровском рассказывали, что некоторые из прихожан видели, как во время чистосердечной молитвы святой в свете поднимался над полом церкви. Однако многие школы развития человеческих способностей рассказывают о том, что есть простейшие техники, которые позволяют достигнуть, как минимум — эффекта значительного облегчения веса, а как максимум – научиться левитации.

Рекомендуется для этого взять весы с достаточно большим указателем, с помощью которого можно отслеживать процесс изменений. Суть упражнения в том, что став на весы, или, если есть такая возможность, лежа на них, нужно сконцентрироваться на ощущениях легкости, полета, свободы. Очень хорошо практиковать упражнения, которые предназначены для сознательного расслабления, в результате чего исчезает ощущение физического тела, и возникает чувство парения или полета. Однако, при этом нужно наблюдать за показателями веса. В какой-то момент при тех или иных внутренних изменениях будет заметно, как стрелка, показывающая вес, качнется или на какое-то время отойдет чуть назад. В дальнейшем нужно постараться уловить и зафиксировать то ощущение, которое приводило к изменению физического веса, закрепить его и стабилизировать, а затем углубить. Постепенно удастся существенно уменьшать реальный вес тела – не за счет похудания, а именно за счет концентрации внутренней энергии.

В действительности для того, чтобы достигнуть стабильного и повторяемого эффекта, придется пройти через целый ряд внутренних трансформаций, которые позволяют преодолеть внутренние зажатости сознания, недоверие к своим силам, перестроить работу энергетики и научиться ее более глубоко ощущать – таким образом, чтобы управляя ею еще углубить полученный эффект. Во время выполнения йогической пранаямы часто фиксируется не только облегчение веса, но и попытки тела оторваться от земли или странные прыжки, когда движение энергии подбрасывает тело вверх. Управление подобным состоянием позволяет достигнуть левитации.

Схема простого магнитного левитрона

В простейшем случае схема выглядит так:

• Электромагнит — намотан на винт около 800 витков провода 0,5 мм.
• Лазерная указка обычная 5 мВт
• Блок питания трансформатор 50 Вт 12 В
• Выпрямительный мост 10 А

Что касается объекта, на него действуют две силы: первая — это сила создаваемая гравитацией земли, вторая — из магнитного поля созданного электромагнитом. Обе силы будут направлены друг на друга.

Теоретически, достаточно регулировать ток протекающий через электромагнит, чтобы создать постоянное магнитное поле которое будет генерировать силу, равную силе гравитации. Там будет некая точка в пространстве где металлический объект будет подниматься в воздух. На практике это невозможно, потому что даже минимальное нарушение этого состояния может привести к падению или притяжению объекта электромагнитом, поэтому необходимо установить соответствующий контроллер, который будет отвечать за управление электромагнитом.

Принцип работы

Будучи в раскрученном состоянии, магнитный волчок массой ~20 граммов способен зависнуть над специально расположенной системой постоянных магнитов в коробке (так как магниты постоянные, левитрон не требует источника электрического тока). Волчок представляет из себя кольцевой постоянный магнит с осью вращения, совпадающей с осью симметрии этого магнита. Магнит в коробке обычно тоже кольцо, но большего диаметра. Форма магнитного поля обусловлена сочетанием этих двух размеров. Над центром большого магнита на определённом расстоянии образуется потенциальная яма, то есть небольшая зона, магнитное поле в центре которой несколько слабее, чем у краёв. Это не дает волчку отклониться от центра коробки. Размер этой зоны определяет вес, магнитное поле волчка, и место, где явление возможно. Вращение необходимо для того, чтобы волчок не перевернулся. Момент инерции вращающегося тела, в соответствии с законом сохранения момента импульса удерживает волчок в положении отталкивающим полюсом вниз. Волчок испытывает силу трения только о воздух, вследствие чего он может парить довольно долго.

Более сложные варианты отличаются лишь тем, что используют тот или иной способ раскручивания предмета, который обычно заключён внутри небольшого глобуса. Тогда «левитация» длится, пока устройство не будет выключено или в нём не разрядятся батарейки. В нижней коробке дополнительно находится электромагнитная катушка-передатчик, а в верхнем предмете катушка-приёмник, которые совместно образуют воздушный трансформатор. Подобные устройства питания известны в виде беспроводных индукционных компьютерных мышей, где провод ведёт только к коврику. Передаваемой мощности может хватать даже на подсветку такого глобуса.

Использование МЛ

Применения МЛ не исчерпывается демонстрацией, где левитирующая лягушка подвешена в воздухе при помощи сильного МП. Небольшой перечень возможностей использования левитации с воздействием магнитного поля:

• на транспорте;
• в энергетике;
• в летательных аппаратах;
• ветряных генераторах;
• магнитных подшипниках.

Транспорт с магнитной левитацией

Основной плюс использования маглевов – экономный режим потребления энергии, за счёт снижения трения между рельсами и колёсами в традиционных вариантах. Основные затраты приходятся на преодоление сопротивления воздушных масс. Современное оформление вагонов, практическое отсутствие шумов и вибрации делают этот вид транспорта перспективным.

История супер поездов

В России не производят маглевы, но в Санкт-Петербурге подобные разработки грузовых поездов на магнитной подушке уже ведутся. Ученые создали прототип грузового маглева, в дальнейшем обещают сконструировать и пассажирский.

Страны лидеры – Китай и Япония, представляют свои разработки, которые работают уже не один год. Коммерческая скоростная линия в Шанхае позволяет перемещаться из одной точки в другую со скоростью более 430 км/ч.

Японский вариант

Скоростное первенство по праву достаётся японским поездам подобного типа. Весной 2015 года опытный экземпляр поезда установил рекорд на участке, построенном в префектуре Яманаси. Модель Синкансэн L0 развила на этом участке скорость 603 км/ч. Японцы ведут разработки ещё с 70-х годов прошлого века. Работы ведутся в институте ж/д техники (JRTRI), в тесном сотрудничестве с оператором Japan Railways.

Японский JR-Maglev

Магнитные подшипники

В лазерных установках и в оборудовании, где необходима высокая точность (оптические системы), нашли своё применение магнитные подшипники. Они обладают целой линейкой положительных качеств:

• отсутствие трения, потери равны нулю;
• повышенная скорость вращения;
• низкий коэффициент вибрации;
• возможность герметизации;
• автоматический электронный контроль.

Газовые турбины, электрогенераторы, работающие на высоких оборотах, криогенные установки – это только некоторые решения для использования таких подшипников.

Бесконтактный магнитный подшипник

Применение в энергетике

Избавление от трения в магнитных подшипниках позволяет говорить о применении магнитной левитации в энергетике. КПД газовых турбин на ТЭС (тепловых электрических станциях) повысился с применением таких деталей. Возможность контролировать и регулировать работу подшипниковых узлов высокооборотных генераторов тока позволила модернизировать и повысить коэффициент автоматизации процесса получения электроэнергии.

Летательные аппараты

Обычный вертолёт тоже можно назвать левитирующим объектом, однако силу земного притяжения он преодолевает с помощью воздушного потока, создаваемого лопастями. Летательные аппараты, использующие МП и движущиеся целенаправленно в разных плоскостях, – это ещё только будущее. В отличие от поездов, проблема конструктивного выполнения стороннего МП находится только в процессе поиска решения.

Самолёт на магнитной подушке

Использование МЛ в ветрогенераторах

Всё дело – в магнитной подвеске, которая значительно увеличивает срок службы генератора. При её наличии ветряная турбина требует гораздо меньших затрат в обслуживании.

Переход транспорта любых видов на МЛ позволит в корне изменить транспортные системы. Кроме коллективного использования таких видов транспорта, возможен переход на индивидуальные системы передвижения человека. Экономия энергии, долговечность вращающихся механизмов, подъём и перемещение грузов – всё это в корне изменит структуру промышленных и сельскохозяйственных объектов, а также внешний облик планеты.

Видео практики левитации

Обучение левитации человека, техника и практика

Искусство левитации сохранилось до наших дней не только в Индии, но и в Тибете.
Левитировать может лишь тот, кто достиг самой высокой ступени своего духовного развития. Человек может даже не догадываться о своих скрытых способностях. Иногда левитации проявляется как врожденная способность, но обучение в Тибетских монастырях доказывает, что этому можно научиться.

Проводились эксперименты, где группа учёных следила за изменениями (биологическими и физиологическими) участников. Результаты были такими: у йогов была остановка дыхания на 1-3 минуты, менялся характер дыхания; тела участников были сильно расслаблены, находились трансе; учащался пульс (90-100 ударов в минуту).

Повторимся ещё раз, левитация – это феномен, при котором предмет или человек левитирует без видимой опоры, не притягиваясь к какой-либо поверхности.

Для неподготовленного человека левитирование может быть опасным. Если у человека очень развитая способность к левитации, но духовно он не подготовлен, это будет мощнейший удар по организму, которому трудно перенести такие нагрузки. Результаты могут быть очень печальными. Человек может просто «сгореть», как будто по нему пропустили ток.

Каждый из вас может пройти массу психологических тестов, которые помогут вам понять есть ли у вас способности к левитации, какой уровень этих способностей; уровень вашего духовного развития; предрасположенность к левитации.

Рекомендации по настройке

Если кажется что шарики начинают зависать, но затем падают, попробуйте использовать маленькие кусочки пенопласта. Они не должны быть круглыми. Фактически кусочки неправильной формы легче парят.

Левитирующие объекты танцуют? Попробуйте уменьшить напряжение питания. При базовом напряжении 12 В получились лучшие результаты где-то между 10 В и 11 В. Проще всего использовать регулируемый источник напряжения.

Всё это дело после настройки собираем в корпус подходящий. Как только первый объект из зависнет в воздухе, можете попробовать поместить дополнительные объекты в другие узлы стоячей волны.

Механическая конструкция

Прибор был сделан из оргстекла, сначала он должен был быть алюминиевым, но так дешевле и как оказалось это удобный материал для обработки. Элементы которые должны были быть закруглены, после нагревания зажигалкой могли быть согнуты под углом 90 градусов.

Схема начала работать правильно с первого запуска. После регулировки напряжения на обоих фоторезисторах потенциометрами всё стала полностью устойчивым к внешним условиям освещения. Во время работы через соленоидные катушки максимально протекает ток около 2 А, это вызывает довольно высокий нагрев BD911, но например с помощью BUZ90 или 6N60 можно уменьшить нагрев, ведь их сопротивление включенное невелико. На испытании через час обнаружили, что температура радиатора не превышает 90 градусов, поэтому достаточно пассивного охлаждения, мостовой выпрямитель и 7805 также немного нагреваются, у них есть небольшие радиаторы. Единственный недостаток, который появился после долгой работы устройства это то, что дешевые лазеры после получаса непрерывного освещения теряют интенсивность света.

В принципе левитрон подходит для непрерывной работы, правильно держит мелкие и крупные объекты, сила электромагнита действительно высока, если установить большой винт напротив него и притянуть — его будет трудно снять. Даже удалось поднять большой подшипник весом почти 0,3 кг, он левитировал примерно в пол сантиметрах от магнита. В общем смело делайте устройство — схема реально рабочая!

Левитация — как научиться?

Как научиться левитировать? Этот вопрос задают многие эзотерики и экзорцисты. Разработаны особые методики, но овладевать ими нужно долго. Начинать советуют с приведения в невесомость частей своего тела, делать это упражнение нужно по очереди, начиная с рук и ног:

1. Выбрать привычное для комфорта помещение, включить расслабляющую музыку.
2. Сесть за стол, положить руку на крышку. Расслабиться, ни о чем не думать. Дышать медленно и глубоко.
3. Сконцентрироваться на руке. Увидеть поток тепла, который по ней проходит.
4. Напрячь тело и мысленно ощупать кожу, мышцы, ощутить, как течет кровь по венам.
5. Когда рука станет тяжелой, представить, что она начинает терять вес. Делать это до тех пор, пока рука не перестанет ощущаться.
6. Мысленно подсунуть под руку воздушную подушку, которая поднимет ее вверх.
7. Вернуться в прежнее состояние.

Левитация — упражнения

Второй этап практики получил название «Дорога в Небо». Но главный секрет левитации состоит в том, чтобы вера в свои возможности была безграничной. Пошаговая инструкция:

1. Выбрать малолюдную дорогу. Идти спокойно, не торопясь. Мысленно отстраниться от реальности, сосредоточиться только на движении.
2. Представить, что идете в океане энергии, это идентично тому, как делать шаги по пояс в воде.
3. Ощутить, как энергия поднимается вверх, вокруг тела и внутри него.
4. Представить, что дорога уходит в бесконечность. При этом она приподнята на 15-20 градусов от поверхности земли.
5. Ощутить подъем, как движетесь по этой дороге вверх, используя энергию.
6. Сконцентрироваться на ощущениях, запомнить их.
7. Ходить таким способом не меньше часа.
8. После прогулки провести медитацию, применив методы мысленно.

Как заставить левитировать легкие предметы?

Для опытных факиров левитация маленьких предметов – дело привычное. А обычному человеку научиться этому крайне сложно, если только он не обладает сверхъестественными способностями. Но есть один маленький фокус, который позволит удивить и развлечь друзей. Для этого понадобится:

• скрепка;
• нитка;
• соль;
• вода.

Фокус очень легкий в исполнении, надо только точно соблюсти все рекомендации:

1. Развести очень крепкий солевой раствор, соль сыпать до тех пор, пока она не перестанет растворяться.
2. Отрезать кусок нитки длиной до 40 сантиметров. Вымочить в растворе в течение суток.
3. Высушить в развернутом виде, нитка должна быть идеально ровной и прямой.
4. Ниткой обмотать скрепку или другой легкий предмет. Удерживая его на весу, поджечь нитку. Суть в том, что скрепку будут удерживать в воздухе невидимые кристаллы соли, и создастся впечатление, что она висит в воздухе. Главное – не дергать сильно за нитку после того, как она сгорела.

Устойчивость

Мало только заставить предмет парить и зависать в воздухе. Необходимо добиться его устойчивого состояния, которое бывает:

• статическое;
• динамическое.

Два этих невесомых состояния имеют некоторые принципиальные различия.

Статическая

Равнодействующие силы, которые возвращают предмет в равновесное положение при любом его отклонении, обеспечивают статическую устойчивость.

Динамическая

Способность устройства, создающего левитацию, подавлять всевозможные вибрирующие движения обеспечивает динамическое устойчивое состояние. Так как само МП не имеет встроенного механизма подавления вибраций, то это делается дополнительно. Для этого используются варианты воздействия:

• лобового сопротивления;
• действия вихревых токов;
• работа управляемых электромагнитов;
• гашение вибрации с помощью инерционного демпфера.

Для работы электромагнитов в данном случае применяются БЭУ (блоки электронного управления), которые контролируют процесс смещения и вносят необходимую коррекцию в работу магнитов.