ריחוף מגנטי

מגנט מרחף

ריחוף סביבון מגנטי

בשנת 2000 הוענק פרס איג נובל בפיזיקה לחוקרים אנדריי גיים (אוניברסיטת ראדבאוט), ומייקל ברי (אוניברסיטת בריסטול) על ריחוף מגנטי של צפרדע חי.

ריחוף מגנטי (באנגלית: Magnetic levitation), נקרא בקיצור 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 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.

תיאור

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:

$P_{mag}={\frac {B^{2}}{2\mu _{0}}}$

כאשר:

$P_{mag}$ הוא הכוח ליחידת שטח ביחידות פסקל

$B$ הוא השדה המגנטי מעל המוליך-על ביחידות טסלה

$\mu _{0}$ = 4π×10⁻⁷ N·A⁻² הוא הפרמאביליות בריק.

יציבות

יציבות סטטית

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.

יציבות דינאמית

פרק זה טעון עריכה. אנא תרמו לוויקיפדיה ועזרו לערוך אותו. ייתכן שתמצאו פירוט בדף השיחה. הסיבה היא: נראה שהטקסט קטוע.

יציבות דינאמית מתרחשת כאשר המערכת מסוגלת לרסן כל כוח הנגרם על ידי תנועות שנוצרות בתוך המערכת על ידי משוב שלילי. כדי להשיג ריחוף מגנטי ניתן גם לשלב כוחות ממערכת בקרה חיצונית הדואגת למשוב שלילי.

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא ריחוף מגנטי בוויקישיתוף