ריחוף מגנטי

מגנט מרחף
ריחוף סביבון מגנטי
בשנת 2000 הוענק פרס איג נובל בפיזיקה לחוקרים אנדריי גיים (אוניברסיטת רדבאוד ניימגן), ומייקל ברי (אוניברסיטת בריסטול) על ריחוף מגנטי של צפרדע חי[1].

ריחוף מגנטיאנגלית: Magnetic levitation), נקרא גם בשם מגלב (maglev), הוא ריחוף חפץ מתכתי הנגרם על ידי דחייה של השדה המגנטי, כך שהכוח הנגרם מדחיית המגנט כלפי מעלה מאזן את כוח תאוצת הכובד המושך כלפי מטה, והחפץ נשאר באוויר ללא מגע כלל.

מאחר שמשפט ארנשאו (Earnshaw's theorem) מראה שלא ניתן לבצע ריחוף על ידי שימוש בפרומגנטיות או בחומרים פאראמגנטיים בלבד, ניתן לעשות זאת רק על ידי הוספת כוחות נוספים למשוואה, כגון: דיאמגנטיות, מוליכות-על או זרמי פוקו.

לריחוף מגנטי יש מספר שימושים בתעשייה, ובהם מסב מגנטי המשמש לחיבור חלקי מכונות ללא חיכוך וללא הגבלת מהירות מקסימלית של החלקים ורכבות מגלב המגיעות למהירויות גבוהות ביותר.

תיאורעריכה

חומרים מגנטים יוצרים פעולות משיכה ודחייה אחד על השני בכוח התלוי בעוצמת השדה המגנטי ובשטח המגנט. הלחץ המגנטי הנוצר על ידי השדה המגנטי על מוליך-על מחושב בעזרת הנוסחה:

 

כאשר:

  הוא הכוח ליחידת שטח ביחידות פסקל
  הוא השדה המגנטי מעל המוליך-על ביחידות טסלה
  = 4π×10−7 N·A−2 הוא הפרמאביליות בריק.

יציבותעריכה

יציבות סטטיתעריכה

משמעותה של יציבות סטטית היא שכל תזוזה מנקודת שיווי המשקל מפעילה רשת כוחות הדוחפת ומחזירה אותו לאיזון בנקודת שיווי המשקל. תאוריית ארנשואו מוכיחה באופן חד משמעי שלא ניתן לגרום לריחוף יציב על ידי שימוש בכוחות סטטיים ושדה פאראמגנטי בלבד, כך שהכוחות הפועלים על החומר אשר מקורם בשדה חשמלי, שדה כבידה או שדה מגנטי חיצוני יסיטו אותו מיציבות בציר אחד לפחות. אולם, ישנם מספר אפשרויות לשמור על יציבותו בעזרת אמצעים אלקטרוניים או על ידי חומרים דיאמגנטיים, מאחר שיחס הפרמאביליות המגנטית קטנה מ-1.[2]

יציבות דינאמיתעריכה

יציבות דינאמית מתרחשת כאשר המערכת מסוגלת לרסן כל כוח הנגרם על ידי תנועות שנוצרות בתוך המערכת. מאחר ששדה מגנטי הוא כוח משמר באופן מקומי

קישורים חיצונייםעריכה

  מדיה וקבצים בנושא ריחוף מגנטי בוויקישיתוף

הערות שולייםעריכה

  1. ^ גיים הוא המדען הראשון שזכה הן בפרס נובל והן בפרס איג נובל
  2. ^ Braunbeck, W. (1939). "Freischwebende Körper im elektrischen und magnetischen Feld". Zeitschrift für Physik 112 (11): 753–763. Bibcode:1939ZPhy..112..753B. doi:10.1007/BF01339979.