Магнитный двигатель Минато: существует ли «рог изобилия» магнитной энергии?
На примере двигателя Минато и аналогичных конструкций рассмотрена возможность использования энергии магнитного поля и трудности, связанные с ее практическим применением.
В своей повседневной жизни полевую форму существования материи мы редко замечаем. Разве что, когда падаем. Тогда гравитационное поле становится для нас болезненной реальностью. Но есть одно исключение – поле постоянных магнитов. Практически каждый в детстве играл с ними, с пыхтением пытаясь разорвать два магнита. Или, с таким же азартом, сдвинуть упрямо сопротивляющиеся одноименные полюса.
С возрастом интерес к этому занятию пропадал, или, наоборот, становился предметом серьезных исследований. Идея практического использования магнитного поля появилась задолго до теорий современной физики. И главным в этой идее было стремление использовать «вечную» намагниченность материалов для получения полезной работы или «дармовой» электрической энергии.
Изобретательные попытки практического использования постоянного магнитного поля в двигателях или электрических генераторах не прекращаются и в наши дни. Появление современных редкоземельных магнитов с высокой коэрцитивной силой подогрел интерес к подобным разработкам.
Обилие остроумных конструкций разной степени работоспособности заполонили информационное пространство сети. Среди них выделяется движитель японского изобретателя Кохеи Минато.
Сам Минато по специальности музыкант, но много лет занимается разработкой магнитного двигателя собственной конструкции, изобретенного, по его словам, во время концерта фортепьянной музыки. Трудно сказать, каким музыкантом был Минато, но бизнесменом он оказался хорошим: свой двигатель запатентовал в 46 странах и продолжает этот процесс сегодня.
Необходимо отметить, что современные изобретатели ведут себя довольно непоследовательно. Мечтая осчастливить человечество своими изобретениями и остаться в истории, они с не меньшим старанием стараются скрыть детали своих разработок, надеясь в будущем получить дивиденды с продажи своих идей. Но стоит вспомнить Николу Тесла, когда тот, для продвижения своих трехфазных двигателей, отказался от патентных отчислений фирмы, осваивавшей их выпуск.
Вернемся к магнитному двигателю Минато. Среди множества других, аналогичных конструкций, его изделие выделяется очень высокой экономичностью. Не вдаваясь в детали конструкции магнитного двигателя, которые все равно скрыты в патентных описаниях, необходимо отметить несколько его особенностей.
В его магнитном двигателе наборы постоянных магнитов расположены на роторе под определенными углами к оси вращения. Прохождение «мертвой» точки магнитами, которая, по терминологии Минато, называется точкой «коллапса», обеспечивается за счет подачи короткого мощного импульса на электромагнитную катушку статора.
Именно эта особенность и обеспечили конструкции Минато высокую экономичность и бесшумность работы при высоких оборотах вращения. Но утверждение, что КПД двигателя превышает единицу, не имеет под собой никакого основания.
Для анализа магнитного двигателя Минато и похожих конструкций, рассмотрим понятие «скрытой» энергии. Скрытая энергия присуща всем видам топлива: для угля она составляет 33 Дж/грамм; для нефти – 44 Дж/грамм. А вот энергия ядерного топлива оценивается в 43 миллиарда этих единиц. По разным, противоречивым оценкам, скрытая энергия поля постоянного магнита составляет около 30% потенциала ядерного топлива, т.е. это один из самых энергоемких источников энергии.
А вот воспользоваться этой энергией далеко не просто. Если нефть и газ при воспламенении отдает сразу весь свой энергетический потенциал, то с магнитным полем все не так просто. Запасенная в постоянном магните энергия может совершать полезную работу, но конструкция движителей при этом очень сложна. Аналогом магнита может служить аккумулятор очень большой емкости с не менее большим внутренним сопротивлением.
Поэтому сразу возникают несколько проблем: получить большую мощность на валу двигателя при малых его габаритах и массе затруднительно. Магнитный двигатель со временем, по мере расходования запасенной энергии, будет терять свою мощность. Даже предположение о том, что энергия восполняется магнитным полем Земли, не может устранить этот недостаток.
Главным же недостатком является требование прецизионной сборки конструкции двигателей, которое препятствует его массовому освоению. Минато до настоящего времени работает над определением оптимального расположения постоянных магнитов.
Поэтому его обиды на японские корпорации, которые не хотят осваивать изобретение, необоснованны. Любой инженер, при выборе двигателя, в первую очередь поинтересуется его нагрузочными характеристиками, деградацией мощности в течении срока эксплуатации и еще рядом характеристик. Подобной информации по двигателям Минато, как, впрочем, и остальным конструкциям, до настоящего времени нет.
Редкие примеры практического воплощения магнитных двигателей вызывают больше вопросов, чем восхищение. Недавно фирма SEG из Швейцарии объявила о готовности выпускать под заказ компактные генераторы, приводом в которых служит разновидность магнитного двигателя Серла.
Генератор вырабатывает мощность около 15 кВт, имеет размеры 46х61х12см и ресурс работы до 60 МВт-часов. Это соответствует среднему сроку эксплуатации 4000 часов. Но каковы будут характеристики в конце этого периода?
Фирма честно предупреждает, что после этого необходимо повторное намагничивание постоянных магнитов. Что стоит за этой процедурой – неясно, но скорей всего, это полная разборка и замена магнитов в магнитном двигателе. А цена такого генератора составляет более 8500 евро.
Фирма Минато тоже объявила о заключении контракта на изготовление 40000 вентиляторов с магнитными двигателями. Но все эти примеры практического применения единичны. Причем, никто не утверждает при этом, что их устройства имеют КПД больше единицы, и они будут работать «вечно».
Если традиционный асинхронный двигатель выполнить из современных дорогих материалов, например, обмотки из серебра, а магнитопровод из тонкой стальной аморфной ленты (стеклометалл), то при сравнимой с магнитным двигателем цене получим близкий КПД. При этом, асинхронные двигатели будут иметь значительно больший срок службы при простоте изготовления.
Подводя итоги, можно утверждать, что пока удачных конструкций магнитных двигателей, пригодных для массового промышленного освоения, не создано. Те образцы, которые работоспособны, требуют инженерной доводки, дорогих материалов, прецизионной, индивидуальной настройки и не могут конкурировать с уже освоенными типами двигателей. И уж совсем безосновательны утверждения, что эти двигатели могут работать неограниченное время без подвода энергии.
Источник
Источником энергии может быть магнитный хранитель
Постоянные магниты, безусловно, не являются источником энергии как ископаемые виды топлива, как ветроэнергетика, гидроэнергетика или ядерный синтез.
Магнитный хранитель как источник энергии, запасенной в поле, которая является столь же реальной, как сила, переносимая движущимися телами. Обычно этот тип потенциальной энергии (двигающееся тело имеет кинетическую).
Эта сила не является частью самого элемента, а она просто идет при его перемещении, так как она несет свое магнитное поле. Но это чисто вопрос семантики. Дело в том, что есть энергия внутри и вокруг намагниченного куска железа, которая не присутствует вокруг незамагниченного куска железа.
Допустим, если используется один магнит, чтобы подобрать другой. Когда два магнита приближаются, противоположные полюса притягиваются, а одинаковые отталкиваются, противоположно направленные линии магнитного потока компенсируются. Таким образом, как это происходит, количество силы, запасенной в магнитном поле уменьшается. Этот расход позволяет одно тело с полем перемещать против силы тяжести.
Энергия магнита
Вы можете спросить: когда образуется энергия магнита, где она берется, которая в конечном итоге становится частью магнитного поля? На самом деле это довольно интересный вопрос.
Ферромагнетик состоит из большого числа магнитных доменов, выровненных таким образом, что их дипольные моменты параллельны, так что все их поля производят сильное общее поле. Если два диполя изначально выравниваются в определенном порядке, это стоит ресурсов, чтобы выровнять, потому что естественная тенденция для диполя быть в хаотическом порядке.
Диполи выравниваются, если попытаться сталкивать два стержневых магнита таким образом, что северная часть выравнивается с южной.
Закон сохранения энергии утверждает, что она не исчезает и не появляется вновь. Она может быть преобразована из одного типа в другой — от солнечных батарей, которые превращают солнечный свет в электричество или при преобразования природного газа молекул в тепло, которое готовит наш ужин и нагревает наши дома.
Магнетизм является силой, но не имеет энергии. Магнетизм является чрезвычайно полезным для преобразования силы из одной формы в другую. Около 99% электроэнергии, вырабатываемой из ископаемых видов топлива, ядерной и гидроэлектрической и ветра приходит от систем, которые используют магнетизм в процессе преобразования.
Все технологии движения электронов проталкиваются магнетизмом через цепи и генераторы. Поскольку эти заряженные частицы движутся мимо магнитов внутри турбин, они создают поле вокруг них, что влияет на другие заряженные частицы. Эта магнитная сила преобразует силу ветра, угля и ядерного топлива в электричество, которое отправляется в электросети.
Большая часть этой сетки осуществляется с использованием принципов магнетизма. Линии высокого напряжения от электростанций доставляют мощность до трансформаторных станций. Далее электроны перемещаются через большие катушки трансформатора и образовывают магнитные поля, которые изменяют напряжение до безопасного уровня для питания наших тостеров, прикроватных ламп, фена для волос и всего электрического остального.
Генераторы и двигатели гибридных автомобилей используют магниты и в настоящее время исследователи изучают потенциал редкоземельных металлов представляющих исключительно сильные постоянные магниты в составе сплавов редкоземельных элементов.
Около 99% электроэнергии, вырабатываемой из ископаемого топлива, ядерной и гидроэнергетики, ветра приходит из систем, которые используют магнетизм в процессе преобразования.
Относительное движение между электромагнитной обмоткой в генераторе и на выходе обмоток генератора вызывает ток по закону Фарадея.
Источник
Может ли электромагнит поднять тонну питаясь от обычной батарейки ?
На ответах маил ру недавно спросил, можно ли запитать электромагнит от обычной пальчиковой батарейки, и что бы он поднял тонну груза ?
Большинство свято уверено что нет. Но почему ?
Я провел эксперимент, взял магнитопровод от трансформатора микроволновки, сделал обмотку толстой проволокой, и подключил обычный аккумулятор от сотового телефона (был под рукой). Вторая часть магнитопровода примагнитилась с силой более 300 кг ! Физически невозможно разделить их. При этом аккумулятор работал около 30 минут.
Несложно рассчитать, что если взять еще три, четыре магнитопровода и сложить их вместе, то общее усилие превысит тонну. Разумеется диаметр провода нужно будет увеличить (если две обмотки, то провод сложить в два раза, если четыре — в четыре раза). Ток вырастит, усилие тоже. Время работы снизится пропорционально. Можно ли заменить аккумулятор пальчиковой батарейкой ? Ответ да, если это батарейка рассчитана на большие токи (алкалиновая) или это аккумуляторная батарейка. Правда проработает она вряд ли более минуты. Примечательно вот что, в идеальном мире, при обмотке сверхпроводнике (например при низкой температуре), энергия будет тратиться на первоначальное возникновение магнитного поля, а потом она будет практически равна нулю (в теории нулю, но мне сложно в это поверить).
При расчетах окажется что даже одна батарейка может создать большое напряжение магнитного поля и поднять тысячи тонн. Разумеется мы принимаем во внимание тот факт что груз расположен очень близко к магниту, в противном случае энергия будет еще и тратиться на подъем груза, плюс напряженность магнитного поля сильно падает с расстоянием. Как видим все элементарно и формулы просты.
Физика часто подбрасывает удивительные вещи, кажущиеся невозможными на первый взгляд. Но стоит чуть разобраться и все становится на свои места. Вспомним того же Архимеда с его точкой опоры и Землей.
Кстати практически любой трансформатор, даже маленький можно превратить в такой электромагнит и он будет магнититься силой более 50 кг. к тем же плоскогубцам. Довольно интересная игрушка. На ютубе все видели как гвоздь обматывали проволокой и он превращался в электромагнит ? Так вот трансформатор размерами 5 на 5 сантиметров, от обычного блока питания я не смог оторвать от железной пластины, при этом питался он от батарейки. По моему крутая игрушка ) Да, стоит сказать вот еще что — железо должно быть толстое и половина железа магнитится очень плохо, та же ванна — отвратительно. Лучше всего — плоскогубцы. А вот сам магнитопровод от родного трансформатора, намного хуже. Парадокс ? Правда это было лишь с одним трансформатором, с другим все норм. Ах, да, если пластина не достаточно толстая, то магнитное поле «вылезет» сверху из нее, и примагнитит еще что либо — в идеале никакого магнитного поля снаружи не должно быть, только внутри замкнутого магнитопровода. Да и не включайте более чем на несколько секунд игрушку БЕЗ прикладывания толстой пластины, иначе она сильно нагреется и даже загорится. А вот когда уже примагнитит — холодная и работает часами. Ток постоянный, от переменного работает плохо и сильно дрожит. Дрр.. делает в общем. Да и сильно повысить ток не выйдет — произойдет насыщение магнитным полем и дальше игрушка будет только греться.
Да и для сомневающихся на ютубе есть видео где такая игрушка поднимает рельсу и двух человек на листе металла. Питается от сети, но аварийное питание (а у таких штук по ТБ оно обязательно, у нее идет именно от батарейки).
Картинка взята с инета, на мою мыльницу фоткать не стал.
Источник