Comments 86
P.S. наглядный тест рассмотренного в статье U-образного магнитного хранителя Э.Лидскалнина есть вот в этом видео ниже. Как можно видеть, всё хорошо работает даже с конструкциями сделанными "на коленке" и питанием от "кроны":
А это аналогичный тест с гайками:
Подскажите пожалуйста, вполне возможно это есть в справочной литературе но я не знаю как искать.
Намагничивание и размагничивание сердечника происходит не мгновенно (возможно это наносекунды). Есть ли разница — поднести к сердечнику постоянный магнит или пустить ток по обмотке вокруг него, какая тут будет скорость намагничнивания (т.е. какое будет запаздывание появления силы притяжения от момента размещения постоянного магнита и с момента его изъятия). Есть ли зависимость этого времени от объема/длины/площади сечения/… используемого ферромагнетика, от материала, от скорости движения постоянного магнита, от температуры и т.п. Тут еще есть остаточное намагничивание (т.е. убрав магнит материал останется немного намагниченым), если поднести магнит другим полюсом — он начнет перемагничиваться, отличается ли скорость перемагничивания от намагничивания… точно так же какая зависимость.
Для понимания эксперимента, берем метрический длинный брусок, ставим вертикально, под ним внизу на небольшом расстоянии металлический груз, сверху к бруску подносим магнит, так как метал проводит магнитные поля, они передадутся снизу и груз примагнитится, убираем сверху постоянный магнит — груз отпадает.
Если проводить эксперимент на коленке, задержка незаметна, но какой ее порядок? милли, нано, пико,..?
Я кажется даже понимаю, чего вы хотите сбрасывать. Поэтому тут я не помощник;-)
Можно, но для его заправки придется потратить как минимум такие же силы как и при выстреле. Ну и с такой неодимовой вундервафлей придется передвигаться наверное как то и о ужас при маломальском приближении к обычной пуле это будет объем грузового контейнера но вытянутый вдоль на сотни метров. Я конечно возможно где-то перегнул и где-то недогнул но +- оно как то так - надо расчёты делать.
И что же?
Мины
А-а, дошло.
может я хотел бы космический фонтан? окей по проще, километровая вышка, возводимая за часы и удерживаемая запускаемыми по вакуумной трубе вверх металлическими чушками?
без устройства разгона с высоким кпд и не использующее 'запускаемую мину' как снаряд-расходник, это бессмысленно.
Разница принципиальная, когда ты убираешь постоянный магнит, магнитное поле не пропадает, оно изменяется, как бы выразится, виртуальные магнитные линии идут по всё большему радиусу, происходит непрерывное изменение угла намагниченности, пока напряжённость не станет нулевой.
Нужно чтобы виртуальные линии прохождения поля геометрически не менялись, но при этом напряженность поля ослабла, тогда сохранится упорядоченность.
А что произойдёт, если к этому хранителю поднести магнит? Приведёт ли это к размагничиванию сего девайса?
Вряд ли:-) Пробовали даже греть. И хранить в местах полных эл.маг.полей -бесполезно. Читал про такие эксперименты:-)
Я правильно понимаю, что если намагнитить таким образом тороид, он больше не размагнитится сам по себе?
Главное, чтобы производители какой-нибудь электроники не взяли это на вооружение — можно впаять такую шнягу, чтобы при вскрытии корпуса гарантированно горело что-нибудь очень важное (к примеру МК)
Там ведь магнитное поле внутри сердечника, замкнуто. Чтобы повлиять на него - нужно такого же порядка поле проникающее ВНУТРЬ сердечника, а поскольку оно практически изолировано от внешнего мира то какова должна быть сила внешнего воздействия чтобы создать нужный уровень внутри сердечника? если сердечник слегка разомкнуть.... то это уже другой вопрос.
Как же меня улыбнуло ,когда картинки не прогрузились.
"Любые электромагнитные замки требуют для своей работы питающего напряжения"
А как же те замки, где питание нужно подать для отпирания?
Пример:
Тоже хороший вариант ;-). Только мне видится из его слабых сторон:
некая цена (надо его купить, даже если она маленькая - стоит это отметить:-) )
прочность не такая большая, могут "свернуть" пытаясь открыть.
На эффекте же Лидскалнина - можно сделать:
очень простой замок (что может быть проще двух брусков/пластин?)
чудовищной прочности замок (никто не мешает "склеить" пластины 0,5х0,5 метра)
высокая надёжность
дешевизна
мне кстати непонятно
"Низкая прочность замка"
почему все используют электромагнит, как тупо притягивающий металлическую дверь ..
можно же использовать обычный замок, ну типа сувальдного и двигать магнитом язычок ,
и там прочность будет только размер язычка, ломающегося поперек.
Да, и проблема с постоянным питанием решается.
Так и используют, вот очень популярная конструкция замка. Без подачи напряжения замок закрыт.
>почему все используют электромагнит, как тупо притягивающий металлическую дверь
Так потому что используют обычно в подъездах, или других проходных местах, и чтобы когда не было электричества можно было зайти и выйти без проблем.
в первую очередь из-за безопасности, да.
В нем сувальду двигает пружина, а магнит только двигает защелку ее удерживающую,
Там мех.нопкой или ключём он открывается без питания
Так человек про такое и писал, на чей комментарий я отвечал:
>можно же использовать обычный замок, ну типа сувальдного и двигать магнитом язычок, и там прочность будет только размер язычка, ломающегося поперек.
Был у нас в офисе подобный замок на входной железной двери... не помню, была ли механическая кнопка внутри (должна быть, иначе пожарники не позволили бы ставить), но вот личинки для ключа на внешней стороне не было, и как-то перегорел предохранитель в блоке питания этого прибора - довольно запоминающиеся воспоминания...
Можно, так и делают. но... наличие механических частей. Частенько такие замки, особенно в суровых условиях влажного климата, просто клинят. Поэтому отсутствие механики это огромный плюс и даже не в стоимости самого замка а в его дальнейшей эксплуатации и обслуживании. Почему-то мало кто об этом задумывается, и мало кто пытался спроектировать замок с гарантированным сроком службы скажем 100 лет.
у нас в подъезде поставили такие замки, которые выдвигали задвижку при помощи электромагнита. Я не знаю, и видимо никто не знает почему. Но они не работали. Щелкали без конца но не закрывали дверь. В итоге дом пол года стоял открытый, хотя ИНОГДА замок срабатывал и закрывал дверь. В итоге ни одного умного человека в городе не нашлось и замки выдрали, и поставили обычные электромагниты на пластинах. Ну то есть видимо это слишком много ума требует ))) а где его взять?
Склеенные пластины 0.5х0.5 метра конечно могут быть надёжны, но никак не дёшевы...
При отключении питания электромагнита магнитный поток в нём начинает быстро уменьшаться, преобразуясь в электромагнитную силу самоиндукции, что вызывает возникновение электрического тока в катушке электромагнита, который может даже достигать величин в 3-4 тыс. вольт, превосходя в десятки раз то напряжение, которым катушка запитывалась
Какой страх! Это происходит с любой индуктивностью когда прерывается ток через неё. Именно ток не может мгновенно быть изменён в индуктивности, равно так же как напряжение -- в конденсаторе. И сколько там тысяч вольт совершенно не важно: при заданном токе и сопротивлении, напряжение быстренько станет таким каким нужно. И для исключения пробоя с полётами искр ставят не сопротивление, а обычно -- диод. Который замыкает ток в катушке. Ток же медленно спадает, т.к. сама катушка не сверхпроводник и имеет порядочное сопротивление. Ну как медленно -- за доли секунды. С любым сопротивлением (резистором) вместо диода всё равно будут порядочные подскоки напряжения.
По крайней мере, так утверждает завод по производству электромагнитов;-)
Смотря какое сопротивление подставить. Если равное активному сопротивлению катушки, то выброс напряжения на ключе будет всего вдвое выше напряжения питания. Но КПД — ухудшится, да.
Поэтому это делается с помощью диода/защитного диода/варистора.
В некоторых автомобильных реле — именно резистор.
Но часто диод параллельно катушке затягивает процес отключения, что иногда просто недопустимо. Поэтому применяют резисторы, супрессоры и различные виды снабберных цепей - даже с реактивными элементами в зависимости от того какой компромисс нужно получить. Иногда даже без снабберов, за счёт высоковольтности управляющего ключа и утечек в катушке.
Ток в 3-4 тыс. вольт только меня смущает?
Вообще диод в этих делах великое зло - он препятствует быстрому размагничиванию сердечника. Для этих целей используют снабберные цепи и резистор - лишь один из вариантов. Так же можно использовать разрядник, если напряжение допустимое позволяет(скажем так 1000...2000В) супрессор и прочее прочее. Диод открываясь слишком рано задерживает энергию в контуре, благодаря чего намагниченность не уходит раньше чем энергия рассеется на активном сопротивлении катушки, в случае же со снаббером - большая часть єнергии рассеивается на снаббере, и чем больше допустимо напряжение тем лучше для контура. Так что резистор тоже неплохое решение.
Я об єтом задумался после того как на одном форуме увидел интересный вопрос - человек пытался починить контур управления заслонкой в автомобиле, она управлялась транзистором при помощи ШИМ на частоте 200-300Гц, его удивило отсутствие диода обратного, который обічно ставят на таких катушках и реле, для защиты транзистора. Ну он заменил транзистор и поставил этот диод. И.... заслонка неожиданно перестала работать. Убирает диод - работает, но вылетает транзистор через 1-2 секунды. Потому что поставил низковольтный. А до этого стоял как потом выяснилось - на 900В или 1200В, без гасящего диода! Сложность ещё в том что у 95% транзисторов есть аналогичный диод и он будет мешать замыкая катушку через источник питания, так что выбор транзисторов для таких целей не так уж широк. Не всё так просто, и без снабберов такие цепи проектируются НАМЕРЕННО.
Достаточно пропустить мощный ток через прямой проводник, даже на весьма короткое время, что приведёт к весьма серьёзному склеиванию брусков между собой...
Так не честно, так попросту контактная сварка получается. И магнетизмом здесь может и не пахнуть.
При этой температуре магнитная проницаемость сердечника электромагнита
стремится к нулю, соответственно, нулевой является и его
грузоподъёмность.
Катушка даже без сердечника все равно работает как электромагнит. Т.е. нуля не будет.
В детстве развлекался... делал замок для тумбочки. Задвижка из гвоздя, открыть/закрыть можно было магнитом через деревянную дверцу..
На кой все эта лирика, коль есть электромеханические замки?
Скажем, чтобы "приклеить" по периметру железную дверь - к дверной коробке. Ни один взломщик не поймёт в чём дело:-) Да и взламывать нечего. Если только дверь консервным ножом взрезать:-)
Я что-то не очень соображаю: а хозяину как такой "замок" открывать?
Отдельный вопрос: через полгода доступ открывается всем бесплатно?
Хозяину - перемагнитить дверь;-)
Насколько мне известно, - система будет находиться в таком стабильном состоянии весьма долго. Данных о конкретной продолжительности у меня нет.
Раз в месяц обновлять "подписку" экономя энергию. В противовес 24/7 запитанному электромагниту это вполне по силам сделать автономно.
Эх, простейшие опыты, а в школах их не показывают.
Магнитная стойка с манящей надписью из той же оперы?
НЕ РАЗБИРАТЬ
Занимательно. Но
весьма дешёвый и простой замок, который к тому же практически невозможно взломать, так как мало кому понятен принцип его действия!
очевидно же, что без замкового "секрета" (который уже раскрыт в статье) замок продержится ровно до первого пытливого ума. Каковых умов весьма много именно там, где не надо.
Удивительно, что в комментариях выше это ещё не отметили.
Навскидку, отпирающий механизм должен быть уже зашит в дверь/механизм и реагировать на код (тот же RFID), а не на поднос аккумулятора/магнита, а сама зона перемагничивания должна быть максимально изолирована от внешних воздействий. Будет ли это дешевле, чем традиционный электромагнит? Сомневаюсь. Недавно как раз вроде была статья про экранирование магнитных полей сверхпроводниками, а они, к сожалению, повсюду на асфальте не валяются, как железные буквы "Ш".
очевидно же, что без замкового "секрета" (который уже раскрыт в статье) замок продержится ровно до первого пытливого ума.
Возможно, так и есть. Но я как-то видел человека на ютубе, который вскрывал замки, и единственный (или один из немногих, не уверен) был замок с U образным ключом (вот ссыль https://www.youtube.com/watch?v=qV8QKZNFxLw). С виду выглядит просто, но фиг взломаешь. Но уникальность — это +100 к защите, условным ворам надоест и они свалят, хотя могут и личинку какой-нибудь шнягой залить (если замок ключом открывается)...
Спасибо, у меня никогда фантазия не рисовала картину будущего, где во дворах валяются сверхпроводники, а дети ими бросаются в стену.
как железные буквы "Ш"
Аж слезу пустил ностальгическую...
Чего, простите? Или имеется в виду, что оно работает с алюминием и медью в катушке?
Прочитал про физический эффект и пошел писать статью как на нем сделать замок.
А почитать где уже используется, какие ограничения найдены, как устроены и почему именно так замки все это сопоставить, а потом решить писать статью или нет.
помоему там в сердечнике есть вставка из материала который сохраняет намагниченность
==
используются например в системах аварийной защиты, чтобы ее нельзя было сбросить выключив-включив питание
Разные магнитные свойства сплавов. В одном случае магнитомягкие, в другом магнитотвердые.
Есть ещё такое понятие ка ккоэрцетивная сила. Помните про магнитную ленту? Что не всякий магнитофон мог записывать на определённые виды ленты - так вот у них коэрцетивная сила магнитного порошка была выше - просто записывающая головка НЕ МОГЛА перемагнитить эту ленту - не хватало силы. Точно так же происходит с электромагнитами - их можно намагнитить только преодолев какой-то порог, тогда намагниченность остаётся. В обычных электромагнитах сила не доходит этого предела, что позволяет их быстро размагничивать просто отключив ток. В электромагните тот что в статье - разница в СИЛЕ намагничивания, и даже короткого но мощного импульса хватает чтобы из куска железа сделать магнит. А потом обратно. Но тут немного недоговаривают. Речь идёт о "перемагнитить" но не убрать магнитное поле вовсе. Чтобы его убрать нужен ряд перемагничиваний с убывающей амплитудой. Так работают "размагничиватели" магнитных головок. Жившие в 80-х 90-х годах их хорошо помнят. Особенно такие штуки хорошо размагничивают намагнитившуюся маску ЭЛТ-экрана, с которыми сейчас уже тоже мало кто знаком.
бывают реле которые защелкиваются, и у таких бывает даже катушка для «отпуска» по моему там в сердечнике есть вставка из материала который сохраняет намагниченность
Именно так, магнитик.
ДП-12. Дистанционный переключатель на 12 групп переключающих контактов. Скопирован с реле сбитого в 1962 году самолета У2.
Нет там никаких хитростей - просто там бистабильный якорь с пружиной, иногда намагниченный так что переключается оно разной полярностью одной катушки вместо двух. Называются они бистабильными реле.
Возможно — из-за больших зазоров в магнитной системе. По крайней мере — в шарнире якоря.
электромагнитная защелка относится к системам безопасности, и по логике не должна представлять опасность для пользователя. а здесь в случае пожара и отсуствия электричества её невозможно открыть.
Во-первых, спасибо автору за статью и интерес к магнетизму. Во-вторых, по самой статье (сильно не вчитывался, но укажу на пару моментов):
Медь и алюминий не могут быть использованы для замыкания магнитной цепи, так как это не ферромагнетики. Тут нужны сплавы на основе железа, никеля, кобальта.
Предположим, вы рассчитываете на создание замка с силой отрыва 200 кг (к единице измерений можно придраться, но не суть) - цифра из статьи. Если посмотреть на формулу, то сила отрыва будет зависеть от ПЛОЩАДИ места контакта условно статичной части вашей магнитной системы и условно подвижной части (бруска), а также от МАГНИТНОГО ПОТОКА в данном магнитопроводе. Пятно контакта можно сделать максимально большим, не вопрос, но давайте посмотрим на то, что является источником магнитного потока в системе - это остаточная намагниченность (индукция). То есть, величина магнитного потока ограничена свойствами материала, из которого изготовлены элементы магнитопровода. Для создания усилия отрыва 200 кг вам нужно создать магнитный поток большой величины - конструкционные стали не подойдут, у них относительно низкая коэрцитивная сила, тут нужны постоянные магниты на редкоземельных металлах, но тогда возникает проблема с тем, как постоянный магнит намагнитить/размагнитить. Автомобильный аккумулятор, естественно, не справится с такой задачей - нужен импульсный источник тока большой электрической емкости. Как видите, даже не вдаваясь в детали проекта, можно понять, что он не взлетит.
Тем не менее, повторюсь, спасибо автору за интерес к магнетизму и удачи в техническом творчестве.
С практической точки зрения - не могут быть использованы, но эффект проявляется одинаково и в них тоже. Речь идёт о том что эффект пропорционален магнитной проницаемости, и с медного сердечника магнит получить можно но его сила будет незначительна. НО БУДЕТ. И вопрос ещё какой силы надо такому сердечнику придать намагниченность чтобы она осталась. Возможно, кто-то измерял такие характеристики этих материалов, всё-таки магнитную проницаемость измерили, точку кюри тоже... а про силу намагничивания данных не встречал.
Не могу согласиться.
"С практической точки зрения - не могут быть использованы, но эффект проявляется одинаково и в них тоже. Речь идёт о том что эффект пропорционален магнитной проницаемости, и с медного сердечника магнит получить можно, но его сила будет незначительна. НО БУДЕТ."
Какой эффект проявляется? В вашем магнитопроводе 2 принципиально разных по ожидаемым от них магнитных свойств участка:
1) участок который (после намагничивания) будет источником магнитного потока - важно высокое значение остаточной индукции Br;
2) весь остальной магнитопровод (условно неподвижная часть и условно подвижная) - через эти элементы происходит замыкание магнитной цепи, поэтому важна высокая магнитная проницаемость.
Предположим, речь идет об участке 1, от которого ожидается высокая остаточная индукция. Открываем википедию: "Ферромагнетик - такое вещество, которое (при температуре ниже точки Кюри) способно обладать намагниченностью в отсутствие внешнего магнитного поля" - собственно, из-за этого свойства я выше указывал, что вам нужен ферромагнетик. Медь - диамагнетик, у нее нет доменной структуры, нет остаточной намагниченности - в качестве источника магнитного потока медь использовать не получится. С точки зрения магнетизма все вещества относятся к какому-то типу, но это не означает, что из них можно изготовить магнит - человек, например, (как графит, азот) является диамагнетиком.
Если предположить, что речь идет об участке 2, для которого важна высокая магнитная проницаемость - медь не обладает высокой магнитной проницаемостью, так что, силовым линиям магнитного поля, создаваемого участком 1, будет энергетически выгоднее замкнуться на себя через воздух, чем через медный магнитопровод.
"И вопрос ещё какой силы надо такому сердечнику придать намагниченность чтобы она осталась. Возможно, кто-то измерял такие характеристики этих материалов, всё-таки магнитную проницаемость измерили, точку кюри тоже... а про силу намагничивания данных не встречал."
Даже для ферромагнетиков свойство "сохранения намагниченности" не связано напрямую с тем, во внешнее магнитное поле какой напряженности вы его поместили - нужно смотреть на магнитные свойства ферромагнетика. Так, есть параметр "индукция насыщения" - если вы насытили материал, дальнейшее увеличение внешнего магнитного поля не будет приводить к значительному увеличению индукции в материале. Предположим, что мы намагнитили материал до насыщения - если после этого выключить внешнее магнитное поле, индукция в ферромагнитном материале, в соответствии с петлей гистерезиса, уменьшится до величины остаточной индукции. Диамагнетик же после выключения внешнего магнитного поля намагниченность не сохранит.
Почему до сих пор не прозвучали слова "петля гистерезиса" и "коэрцетивная сила"? Правда никто не знает?
Если взять понижающий трансформатор, разобрать, удалить вторичную обмотку, собрать обратно и воткнуть в 220 В, то мы получим размагничивающий девайс. Конечно, можно и самому намотать норм магнит, но так проще. И вот такое простейшее устройство, как мне кажется, легко откроет описанное в статье решение
Любители разобрать магнитную индикаторную стойку, на которой написано "не разбирать", сталкивались с таким эффектом. Типичное явление выглядит так. Человек читает "не разбирать" - но непонимает, природы явления, лежащего за этим предостережением. Разбирает, разумеется, надеясь, что "ну я то аккуратно разберу. Надо ж посмотреть, почему ее нельзя разбирать" - и ничего интересно внутри не видит. В итоге после сборки она больше не магнитится практически. Тогда человек лезет в интернет и все читает о явлении - но намагнитить ее как на заводе, до паспортных значений, больше не удается.
Поэтому, теоретически, если пропустить через проводник между склеившимися брусками ток в другом направлении (поменять контакты клемм аккумулятора местами), это должно привести к отклеиванию брусков друг от друга (жалко, что подобный опыт в видео выше не приводится, хотя он весьма логичен и хорошо бы довершил картину):
Hidden text
"Давай по новой, Миша, все х...я!"
Этот эксперимент вообще ни о чём не говорит. Так как:
а) завод по производству мощных промышленных электромагнитов утверждает что для перемагничивания используется именно такой метод;
б) возможно (мои догадки) этот процесс несколько сложнее, чем просто поменять контакты местами и требует электронного управления быстрыми процессами (включение на сколько то наносекунд, постоянный контроль намагниченности, - пока не пошло "намагничивание в другую сторону". И отключение тока, как только намагниченность упала до нуля или около того).
а. Завод то делает магниты, но сабж не магнит. Никаких внешних магнитных полей не наблюдается (в отличие от ферро- и неодимовых магнитов) - это проверялось компасом. Т.е. магнитное поле замкнуто само на себя в теле железяки, внутри.
б. Я тоже сперва подумал что если сверхкоротким импульсом поменять направление в проводнике то что-то изменится, но сейчас не уверен.
А вот приложение внешнего хаотичного магнитного поля может быть что-то и изменит. Ведь задача размыкания стоит в том, чтобы нарушить структуру магнитного поля в теле брусков.
Так это же магнитная консерва!
Полная "пустышка".
Осталось научиться использовать консервированное магнитное поле.
Интересно, каков потенциал магнитных хранителей в качестве быстрозарядных аккумуляторов энергии? Насколько понимаю, энергия запасается немаленькая, конструкция простая, поэтому если придумать мостик с постепенным стоком магнитного поля для совершения полезной работы, то в теории может получиться вполне пригодный аккумулятор.
Производились такие исследования, кто-то знает?
Возможен ли электромагнит без электричества?