Парящая игрушка на магните
Обновлено: 26.04.2024
Наверняка многие из вас смотрели фильм Звездные Войны, так вот там транспорт левитировал над поверхностью без каких либо усилий и приспособлений. Вы никогда не задумывались, возможна ли левитация в реальном мире? В этой статье я расскажу вам, каким образом сейчас реализуется магнитная левитация на данный момент.
Что такое магнитная левитация
Ну, а для начала давайте узнаем, что скрывается под термином Левитация. Итак, Левитация – это преодоление гравитации, в результате чего объект имеет статическое положение в пространстве при этом не имея опоры на твердую или жидкую поверхность.
А магнитная левитация - это технология, за счет которой происходит подъем объекта магнитным полем, когда для компенсации гравитационного воздействия применяется магнитное воздействие на объект.
На сегодняшний день существуют четыре варианта реализации магнитной левитации, а именно:
1. Электромагнитная левитация с отслеживающей системой.
2. Диамагнитная левитация.
3. Левитация магнита над сверхпроводником.
4. Левитация под воздействием вихревых токов.
Давайте поговорим о каждом виде подробней.
Электромагнитная левитация с отслеживающей системой
Такой вариант электромагнитной левитации широко используется в сувенирной продукции. Так, например, довольно необычно выглядит глобус, который парит в подставке. А реализован такой вариант левитации следующим образом:
В подставке закрепляется электромагнит, который соединен в общую цепь с фотореле. При этом пока фотоэлемент не закрыт от источника света, электромагнит работает и тем самым притягивает к себе глобус, как только фотоэлемент закрывается от источника света, электромагнит перестает работать и глобус начинает падать.
Опустившись чуть ниже вновь открывается фотоэлемент, который вновь включает электромагнит и глобус вновь подтягивается.
Получается предмет не стоит на месте, а постоянно падает и опускается, но за счет того, что это происходит очень быстро, для человеческого глаза, кажется, что предмет просто подвешен в воздухе.
Диамагнитная левитация
В природе существуют такие вещества как диамагнетики, оные намагничиваются против воздействующего на них электромагнитного поля. И при определенных условиях диамагнетик, например, кусочек графита, полностью вытесняет магнитное поле на внешние слои и буквально парит над неодимовыми магнитами, расположенными под ним.
При этом, чтобы стабилизировать положение графита магниты необходимо расположить в шахматном порядке. В таком случае стержень окажется в своеобразной ловушке из полей и будет левитировать.
Если взять небольшой неодимовый магнит с индукцией от 11 Тл, то его можно заставить левитировать буквально в ваших руках. Так как вода так же является диамагнетиком.
Достаточно освещен эксперимент с "летающей" лягушкой. Когда маленькое земноводное располагалось над магнитом с индукцией больше 16 Тл и буквально зависало над поверхностью на незначительном расстоянии от магнита.
Как и «летающие» гаджеты, такие, как, допустим, коптеры, левитирующие устройства тоже создаются больше частью для развлечения. Траектория полета не «предусмотрена», и парят такие девайсы строго на одном месте, несильно возвышаясь над какой-либо поверхностью. И так, как «магическая функция» для них — не главная, то чаще всего она добавляется к более понятным характеристикам: так появились летающие лампы, динамики, растения и т. п.
Предлагаем небольшую подборку таких устройств:
Левитирующий глобус
Одно из самых первых устройств, с которым мы познакомились, был бизнес-сувенир в виде глобуса. Миниатюрный шар парил между двумя краями небольшого коромысла, которое в свою очередь подключалось к сети.
Волшебство лучше всего демонстрировать на таких вещах, которые в классическом понимании никак нельзя усовершенствовать. Понятно, что лампа должна вкручиваться в патрон, а вся конструкция — работать от электричества, поэтому левитирующие источники света, никак не связанные «проводами» должны впечатлять.
Ночничок, абажур которого поделен на две части, одна из которых как раз-таки и зависает в воздухе в то время, когда конструкция подключена к сети. Магия создается поэтапно: сперва над основанием как бы «навешивается» небольшая деталь, на которую сверху цепляется оставшаяся часть абажура. В этот момент ночник загорается:
Похожее, но чуть более дорогое устройство продается под названием Eclipse. Всего модельный ряд включает несколько девайсов с разными видами абажуров, а отдельные модули.
Отдельные модули, предназначенные для водружения на них разных предметов, тоже сегодня не проблема. Такие можно найти и на Amazon, а на Aliexpress предлагаются вниманию что-то вроде "левитирующих баров", правда, для одной бутылки. Конструкция, возвышающаяся в высоту, включает два магнита, между которым вставляется бутылка:
Возвращаясь к лампам… Нельзя не упомянуть довольно громкий проект с Kickstarter Luna — настольную лампу — где светящийся диск парил на небольшом расстояние от «головы»:
Еще один проект с Kickstarter — Flyte — тоже связан с парящим светом, однако в отличие от предыдущего он не «висит», а «стоит». Лампа на подставке была представлена в прошлом году, и ее стоимость начиналась от $149.
А вот тут показано, как можно сделать что-то подобное своими руками.
Сделать парящую колонку тоже оказалось не так сложно, и многие в этом преуспели. Покажем лишь некоторые:
Чрезвычайно на него похожий, но почему-то известный под другим названием, Fineway.
Music Angel — тоже «игрушка» с Amazon круглой формы и аналогичными предыдущим характристиками:
ASWY — динамик с CES, некруглой формы.
Обзор этой колонки мы, кстати, делали в нашем блоге на Geektimes.
Самым же забавным на общем фоне кажется LittleBigSound — целая коллекция роботов-колонок миниатюрной формы, которые ко всему прочему еще и обладают подсветкой:
Все динамики такого типа обладают довольно сходными конструктивными особенностями: это обязательное наличие базы, подключенной к сети, над которой на небольшом расстоянии и парят звукоизлучатели. В некоторых случаях мы имеем обычный динамик, в некоторых, как в том же ASWY — возможность обратной связи, правда, громкой.
Самым громким проектом оказался Бонсай, о котором многие писали, в том числе и здесь.
На выбор покупателям предлагалось несколько вариантов дизайна, а сама конструкция, как и в других девайсах, состояла из двух основных частей: мощной магнитной базы и мохового шарика, также оснащенного магнитом, что и давало эффект левитации. Основная проблема проекта — доставка такого «гаджета» за пределы Японии, которую планируется реализовать через региональных партнеров.
Правда, это не первое предложение такого рода. Менее заметно прошла другая кампания с левитирующими растениями, хотя отгрузки по ней должны начаться уже в марте, то есть практически на днях. Little green planet позволяет выращивать несколько более понятных и привычных видов растений, вплоть до кактусов:
А вот так выглядит прототип конструкции с недооформленной базой:
Концепт кровати
Идея левитирующих девайсов для жизни, хобби, развлечения волнует дизайнеров, и уже «отрисованные» идеи в течение последних лет десяти появляются на страницах разных изданий в качестве прототипов. Одним из долгожданных устройств можно было бы назвать левитирующую кровать, о которой активно говорили еще лет 7 назад. Она была представлена дизайн-студией KooTouch, однако до сих пор никаких оснований верить в ее серийное производство нет.
Сегодня магнитные игрушки, которые относятся к одному из видов детских развивающих игрушек, пользуются огромным спросом среди заботливых родителей, которые желают угодить своим чадам. Такие игрушки довольно легко собираются и разбираются, в них можно менять детальки и при этом проявлять фантазию.
С помощью множества магнитных игрушек можно одевать кукол в различные наряды, с легкостью производить замену одежды, потому что эти наборы «одевалок» имеют огромнейший выбор, проводить время, играя в дартс, развивать моторику и мышление с помощью головолоки неокуб и пр.
Еще магнитные изделия из серии «животные», рассчитанные на самых маленьких детишек, могут помочь в изучении окружающего мира, а на доске с мозаикой выложить разнообразные виды фигурок.
Или такой вид игрушек на магнитах, как магнитный набор Алфавит (Азбука), поможет вашему ребенку учить буквы, составлять их них слова, которые можно крепить на поверхность специальной доски либо холодильника.
И как тут не вспомнить о новинках нашего времени - это левитирующие игрушки. Парящие в воздухе машинки, рамки для фотографий, феи либо глобусы, всегда принесут массу удовольствия вашему ребенку. С помощью такой игрушки можно устроить праздник волшебства, когда ваше чадо будет выступать в роли волшебника. Ведь чудеса, которые создаются подобными игрушками, просто незабываемы и могут вызвать восторг у любого зрителя.
Так же такие левитирующие игрушки, как магнитная лампа, левитирующая машина, магнитный глобус прекрасно подойдуд для декора помещений.
Адрес
Россия, Москва, ул. Гарибальди 23
Режим работы
Пн-Вс: 10.00 до 21.00
Заполните форму, и наши специалисты свяжутся с Вами в ближайшее время.
Политика конфиденциальности
Общие положения
Некоторые объекты, размещенные на сайте, являются интеллектуальной собственностью компании "RuMagnet". Использование таких объектов установлено действующим законодательством РФ.
На сайте "RuMagnet" имеются ссылки, позволяющие перейти на другие сайты. Компания "RuMagnet" не несет ответственности за сведения, публикуемые на этих сайтах и предоставляет ссылки на них только в целях обеспечения удобства для посетителей своего сайта.
Личные сведения и безопасность
Компания "RuMagnet" гарантирует, что никакая полученная от Вас информация никогда и ни при каких условиях не будет предоставлена третьим лицам, за исключением случаев, предусмотренных действующим законодательством Российской Федерации.
В определенных обстоятельствах компания "RuMagnet" может попросить Вас зарегистрироваться и предоставить личные сведения. Предоставленная информация используется исключительно в служебных целях, а также для предоставления доступа к специальной информации.
Личные сведения можно изменить, обновить или удалить в любое время в разделе "Аккаунт" > "Профиль".
Как и многие другие сайты, "RuMagnet" использует технологию cookie, которая может быть использована для продвижения нашего продукта и измерения эффективности рекламы. Кроме того, с помощь этой технологии "RuMagnet" настраивается на работу лично с Вами. В частности без этой технологии невозможна работа с авторизацией в панели управления.
Сведения на данном сайте имеют чисто информативный характер, в них могут быть внесены любые изменения без какого-либо предварительного уведомления.
Чтобы отказаться от дальнейших коммуникаций с нашей компанией, изменить или удалить свою личную информацию, напишите нам через форму обратной связи
Левитрон — приспособление, которое при вращении повисает в воздухе над основной коробкой. В ней, в свою очередь, размещены магниты, создающие встречное магнитное поле, не дающее волчку покинуть локацию этого поля.
Что это такое?
Левитрон формирует отталкивающее волчок магнитное поле, позволяя тому перемещаться лишь в определённой точке. Магнитный поток, создаваемый основной коробкой с магнитами, уравновешивает подвес волчка со всех сторон. Отталкивающее магнитное поле образует в воздухе своеобразную гравитационную подушку, одинаковую по силовым линиям с любой из сторон, если смотреть относительно горизонтальной плоскости, параллельной верхней грани коробки.
Волчку, зависшему над упаковкой с магнитами, обязательно нужно вращательное движение, и должно оно быть с относительно постоянной угловой скоростью. Если этот волчок (парящую болванку) остановить, то он перевернётся и притянется, так как нижний его полюс, обращённый к коробке, сменится на противоположный. Этот принцип работы лежит в основе всех подобных установок, в которых роль упругого материала, не дающего грузу упасть, выполняют силовые линии. Второе обязательное условие, помимо вращения, — магниты в упаковке должны быть развёрнуты одним и тем же полюсом вверх.
Для предотвращения соскальзывания и переворачивания они вставлены в несквозные отверстия и жёстко зафиксированы, например, при помощи универсального клея.
Виды изделий
Левитирующая фоторамка состоит из внешнего и внутреннего контуров. Во внешнем размещены направляющие и сосредотачивающие своё поле магниты. Во внутреннем — магнит самого волчка. В сам внутренний контур вставляются одна или две фотографии. Вращаясь, контур с волчком демонстрирует лицевую и оборотную стороны вставленных фото. Рамка с таким устройством способна эффектно украсить стол. Например, геймер, увлекающийся популярными онлайн-играми, помещает две направленные в обе стороны фотографии одного или двух любимых персонажей. Внутренний контур такой фоторамки выполнен, например, в виде сердца, символизирующего любовь и симпатию к этим вымышленным героям. А попав во время стриминга в изображение с веб-камеры, геймер выделится этой «фишкой» и привлечёт внимание новых подписчиков его же собственного видеоканала. В иных случаях левитирующая фоторамка становится предметом интерьера комнаты, украшением для дома.
Левитирующая подставка для посуды включает встроенный в дно, например, салатницы или вазы для цветов, магнит волчка. Однако несимметричные ручки у посуды, например, у литровой кастрюли для приготовления первых блюд на одного человека или скоровороды, разбалансируют волчок.
Предмет посуды перевернётся, притянувшись и опрокинув на стол приготовленное блюдо.
Звуковая колонка должна быть круглой, однородной, работать от аккумулятора «на борту», быть беспроводной, например, звуковоспроизводящий динамик с Bluetooth. Все детали тщательно уравновешиваются отбалансированной компоновкой. При работающей на «басах» виброотдаче колонка колеблется, будучи парящей в воздухе.
Прочие подарки и сувениры: часы с видом циферблата сверху, стакан или кружка со смещённым центром тяжести (из-за наличия ручки сбоку), цветочный горшок, маленькая ёлка в виде сувенира, мини-дерево, выполненное как бонсай. А также искусственная луна (желтоватый шар с лунной текстурой поверхности), круглая декоративная мини-полка и другие подарки должны быть тщательно отцентрованы. Малейший дисбаланс центра масс способен превратить левитрон в непонятный с виду предмет, притянувшийся «не той» стороной и стоящий криво.
Это же относится к объёмным предметам, сохранившим лёгкость по общей собственной массе. Например, это может быть декоративное облако с разноцветной светодиодной подсветкой, оригинальная фигурка в виде пенопластового снеговика с нарисованным лицом и многое другое.
Все эти изделия не обходятся без платформы с основным набором магнитов, формирующих магнитное кольцо с гравитационным провалом в центре, в котором и балансирует волчок.
Как сделать своими руками?
В домашних условиях воссоздать левитрон крайне просто. Первым делом необходим подходящий чертёж изделия, без которого изготовление качественной, по-настоящему безотказной левитирующей площадки и подвижного объекта крайне затруднительно.
Подготовка
Подбор инструментария включает в себя: болгарку с набором отрезных дисков по дереву и металлу, лобзик с пильными полотнами по дереву, электродрель с корончатыми, конусными и/или перьевыми свёрлами, строительный маркер, (штанген) циркуль, карандаш, рулетку, линейку-угольник, транспортир.
Из материалов, кроме плоских цилиндрических магнитов, потребуются: доска из натуральной древесины или отрезок бруса, универсальный клей (можно применить «Момент-1» или термоклей в пистолете), а также дополнительные материалы. Нередко вместо набора неодимовых магнитов применяют мощный ферритовый (классический) магнитик, извлечённый из динамика большой мощности и габаритов. В последнем случае это динамические головки сабвуферов, входящих в стационарную электроакустическую установку. Потребуется очень аккуратное извлечение ферритового магнита: несмотря на твёрдость, он очень легко ломается, и собрать его отколовшиеся части окажется весьма трудным делом.
Кольцевой магнит, получивший сколы, а тем более треснувший насквозь, выдаст неидеальное, разбалансированное магнитное поле, в котором волчок, скорее всего, гарантированно завалится набок.
Схема изготовления
Для изготовления левитрона выполните следующие шаги.
Разметьте отрезок доски, в которой размещаются магниты, по внешней дуге окружности с помощью циркуля. Выпилите с помощью лобзика требуемый кусок.
- Отшлифуйте края, доведя деревянную основу до состояния идеального круга. Это делается при помощи болгарки или точила, но идеальнее всего доводка деревянного круга выполняется всё-таки на токарном или сверлильном станке, в патроне которого зажата ось. В центре просверливается небольшое отверстие для этой оси, а закреплена она может быть при помощи поперечных штифтов.
- Разметьте под магниты глухие отверстия — идеально круглые выемки. С помощью дрели и сверлящей коронки, конусно-ступенчатого сверла, либо фрезы на фрезере подходящего размера высверлите их. Так, 6 магнитов располагаются в виде правильного шестигранника, 13 — в виде 13-угольника, и так далее. Магнитов может быть и больше.
- Запрессуйте эти магниты. Они должны входить плотно — отверстия предварительно высверливаются точь-в-точь по диаметру магнитов. Для большей надёжности посадите их на клей. Опытные мастера разводят эпоксидный клей с образовавшимися при сверлении опилками (деревянной стружкой) и «намертво» заливают магниты, чтобы те не имели никаких шансов выпасть. Шероховатая внутренняя поверхность высверленных под магниты отверстий (выемок) надёжно удерживает эпоксидную заливку — изделие получается практически «вечным».
- Основание с магнитами готово. Они расположены одним и тем же полюсом — например, N — вверх. Этим же полюсом к ним повёрнут магнит волчка. Для изготовления самого волчка сделайте следующее. Отрежьте кусок от цельного карандаша — длина его составит 4 см. Убедитесь, что конец карандаша заострён идеально, лучше это сделать точилкой.
- Накрутите отрезок изоленты или скотча на карандаш. Это понадобится, чтобы кольцевой магнит равномерно, равноудалённо от центра наделся на отрезок карандаша. В данном случае, полюс N кольцевого магнита повернётся вниз — встречно к магнитам в отрезке деревянного основания, изготовленного по предыдущей инструкции.
Поэкспериментируйте с массой и уровнем расположения центра тяжести волчка. Это даст ему возможность вращаться и парить над основой левитатора без перекосов. Продолжайте центровать волчок, при каждой проверке закручивая его вокруг своей оси, пока его не перестанет мотать в разные стороны.
В качестве альтернативы — электромагнитное основание для волчка. Вместо магнитов берутся готовые круглые, или изготавливаются самостоятельно, катушки с железными сердечниками. Требуется предельная точность во всём — от расположения катушек до числа их витков. Расположите их идеально ровно, равноудаленно от волчка. Возможно, потребуется плата с импульсным драйвером — последовательная подача постоянных импульсов тока или синусоиды переменного напряжения превратит левитрон в воздушный безрамный двигатель. Недостаток — такой левитрон работает от батареек. Впрочем, и обычный, механический, на постоянных магнитах, левитирующий сувенир не вращается бесконечно, так как ни одна из магнитных установок не является вечным двигателем. Крутить его хотя бы пальцами всё равно придётся.
В следующем видео инструкция по изготовлению представлена более подробно.
Левитация – возможна! Не стоит думать, что ее можно увидеть только в фантастических фильмах. В современном мире уже существует множество интересных устройств , которые полностью или частично используют принцип левитации . Причем, каждый из нас может спокойно купить себе некоторые из них.
Левитирующая лампа от Crealev
Голландская дизайнерская фирма Crealev выпустила целую серию необычных настольных ламп, будто бы пришедших в наше время из будущего или из научно-фантастических книг. Дело в том, что верхняя часть в этих осветительных приборов левитирует – висит в пространстве на высоте в несколько сантиметрах от основания.
Левитирующая компьютерная мышь BAT
В противовес обычным компьютерным мышкам, которыми нужно водить по столешнице или специальному коврику, дизайнер Вадим Кабардин создал летающую компьютерную мышь, в прямом смысле парящую над столом.
Необычная компьютерная мышь BAT умеет зависать над специальной магнитной платформой, установленной на рабочем столе. Эта необычная конструкция позволяют пользователю лечить так называемый «тоннельный синдром» - защемление нервов в запястье из-за долгой работы с манипулятором-мышкой.
Levitron Revolution – подставка для левитации
Levitron Revolution – это не отдельный левитирующий предмет. Это платформа, которая позволяет держать в воздухе буквально любое металлическое изделие весом до 12 унций (340 граммов).
Устройство Levitron Revolution не несет в себе никаких особенных функций, кроме демонстративных. Это лишь основа для левитации разных предметов. Ее можно установить на рабочем столе, чтобы наблюдать за любимым игрушечным автомобилем или самолетом, а также использовать при презентации различных продуктов, полностью или частично созданных из металла.
Левитирующий диван Cloud Sofa
Отныне не только ангелы и герои мультфильмов могут отдохнуть, полежав в мягком и уютном облаке. Ведь появился необычный диван с названием Cloud Sofa, который использует в своей конструкции принцип магнитной левитации.
Cloud Sofa состоит из двух частей – стоящей на полу платформы и зависшего над ней летающего матраса в виде симпатичного, пушистого облака. Правда, этот необычный предмет мебели пока что не существует в реальности. Его авторы планируют создать настоящий летающий диван лишь в 2016 году, когда станет известно, будет ли негативно влиять огромное магнитное поле на здоровье человека, лежащего на «облаке».
Летающий глобус
Самым популярным на данный момент левитирующим девайсом является настольный летающий глобус – необычный офисный аксессуар, использующий магнитное поле для полета и вращения миниатюрной копии Земного шара.
Появление такого необычного девайса вполне объяснимо. Земля ведь тоже летает в космическом пространстве, ни на что не опираясь. Так почему глобус должен вертеться вокруг физической оси в виде шеста?
Проигрыватель пластинок Void LP player
Устройство с названием Void LP player сочетает в себе технологии будущего и прошлого одновременно. Конечно, это проигрыватель давно устаревших виниловых пластинок, но в своей работе он использует принцип магнитной левитации.
Пластинки в Void LP player не крутятся на физической основе, они летают в воздухе. Как и игла со звукоснимателем, которая в данном случае находится в небольшом красном шаре. Так что со стороны выглядит, будто Void LP player – это знаменитое серебряное блюдечко с наливным яблочком из русских народных сказок.
Маглев – левитирующий поезд
Пока что не существует левитирующих автомобилей и мотоциклов, к которым мы практически привыкли благодаря фантастическим фильмам. Но уже несколько десятилетий по железным дорогам в разных частях мира ездят летающие поезда на магнитной подушке.
При передвижении маглев не касается рельсов – он левитирует над ними. Эта технология стоит огромных денег, но зато она позволяет поездам разгоняться до огромных скоростей, которые представить не возможно в обычном железнодорожном движении.
Читайте также: