Das vorgeschlagene Ger;t bezieht sich auf das Gebiet der Physik und Elektrotechnik, n;mlich auf ein Verfahren zur Erzeugung einer elektromagnetischen Kraft mit einem genau definierten Wirkungsvektor.
Die n;chsten Analoga sind elektromagnetische Aufh;ngungen, die die Kraft der magnetischen Anziehung oder Absto;ung nutzen, um eine Haltekraft (magnetisches Kissen) zu erzeugen, beispielsweise in Magnetschwebebahnkreisen (siehe V. A. Dzenzersky, V. I. Omelyanchenko und andere. „Hochgeschwindigkeits-Magnettransport mit elektrodynamische Levitation). In solchen Schemata sind Elektromagnete, die die Wirkung eines elektromagnetischen Kissens erzeugen, so angeordnet, dass bei ihrer Wechselwirkung ein Spalt zwischen den Polen eines sich bewegenden Objekts (Elektromagnet) und einem station;ren, festen Kurzschlusskreis eines Elektromagneten oder eines Nicht-Elektromagneten entsteht -magnetisches Blech aus Aluminium oder Kupfer. Eine solche Anordnung von Elektromagneten erfordert eine gro;e Anzahl station;rer Magnete, die an der Bewegung eines sich bewegenden Objekts beteiligt sind, einen hohen Stromverbrauch und ein komplexes Steuerungsschema f;r ein sich bewegendes Objekt.
Das vorgeschlagene Schema unterscheidet sich grundlegend von den oben genannten konstruktiven Schemata, da in ihnen das durch die elektrischen Ladungen eines Leiters erzeugte Magnetfeld auf die elektrischen Ladungen eines anderen Leiters einwirkt und in diesem Fall eine Kraft darin entsteht. Der zweite Leiter erzeugt ein eigenes Magnetfeld, das auf die Ladungen des ersten Leiters einwirkt und eine Gegenkraft erzeugt. Dabei gleichen sich innerhalb des betrachteten Systems zwei wirkende und entgegenwirkende Kr;fte aus. Das vorgeschlagene Design verteilt die Magnetfelder so, dass innerhalb des betrachteten Ger;ts die Gegenkraft nicht auftritt bzw. auftritt, das Prinzip des Gleichgewichts der wirkenden und Gegenkr;fte jedoch nicht erf;llt ist. Diese Aussage widerspricht dem bekannten Gesetz, das vor mehr als drei Jahrhunderten entdeckt wurde. Aber man sollte nicht an ein umfassendes Gesetz denken, das entdeckt wurde, als die Vorstellungen ;ber das Magnetfeld noch nicht einmal formuliert waren. Dar;ber hinaus wurde die Wirkungsweise des Gesetzes bisher nur f;r Einzelf;lle in homogenen und isotropen Medien betrachtet, f;r m;gliche F;lle der Wechselwirkung von Magnetfeldern in inhomogenen und nichtisotropen Medien jedoch ;berhaupt nicht. Das vorgeschlagene Design ist ein solches nichtisotropes und inhomogenes Medium.
Das vorgeschlagene Design besteht aus zwei Gleichstromkreisen. Der erste Stromkreis umfasst im einfachsten Fall: eine Niederspannungsstromquelle, die als unipolare Maschine verwendet werden kann, die gro;e Str;me bei niedrigen Spannungen erzeugt (in anderen Ausf;hrungen kann man auf die Verwendung einer unipolaren Maschine verzichten und Gleichstromquellen verwenden). kleine Str;me erzeugen); schalten; Verbindungsdr;hte (Reifen); ein rechteckiger Leiter 4 aus einem nichtmagnetischen Blech mit guter Leitf;higkeit (z. B. Kupfer) mit Isolierung, der sich im Spalt des Magnetkreises des zweiten Stromkreises befindet. Au;erdem verf;gt der erste Stromkreis ;ber einen eigenen Magnetkreis, der aus zwei kleinen U-f;rmigen Magnetkreisen 6 und zwei vertikal verteilenden Magnetkreisen 5 besteht. Der zweite Stromkreis umfasst im einfachsten Fall: Gleichstromversorgung; schalten; Verbindungsdr;hte; wickelnde elektromagnetische Spule. Der zweite Stromkreis verf;gt ebenfalls ;ber einen eigenen Magnetkreis, bestehend aus einem U-f;rmigen Magnetkreis 2 aus einem ferromagnetischen Material mit einer Dicke von 0,3–0,5 mm und zwei horizontalen Verteilungsmagnetkreisen 5, die auf beiden Seiten eng an die Isolierung angrenzen eines rechteckigen Leiters 4. Zwischen den vertikalen und horizontalen Magnetkreisen zweier Magnetkreise befinden sich L;cken, die mit einem Diamagneten oder Superdiamagneten gef;llt sind, der den Magnetkreis eines Stromkreises vom Magnetkreis eines anderen Stromkreises isoliert.
In FIG. FI zeigt einen Schaltplan eines elektromagnetischen Leistungsger;ts mit einer Konfiguration von Magnetfeldern.
In FIG. F2 zeigt den mechanischen Teil des Ger;tedesigns.
Der Betrieb eines elektromagnetischen Leistungsger;ts erfolgt wie folgt: Ein elektrischer Strom von einer Gleichstromquelle, der auf die Wicklung von Spule 1 f;llt, erzeugt ein Magnetfeld. Die Kraftlinien des Magnetfeldes der elektromagnetischen Spule werden durch den U-f;rmigen Magnetkreis 2, die ferromagnetischen Stifte des horizontal verteilenden Magnetkreises 5 und den rechteckigen Leiter 4 zu sich selbst hin geschlossen. Ein isolierter rechteckiger Leiter 4, durch den ein Gleichstrom Jpr flie;t. aus diamagnetischem Material mit guter Leitf;higkeit. Es befindet sich im Spalt zwischen den Stiften zweier horizontaler Magnetkreise, die eng an seine Isolierung angrenzen. Dadurch entsteht im rechteckigen Leiter 4 eine Ampere-Kraft. In der Wicklung des Elektromagneten gibt es w Windungen, durch die Strom flie;t. Wir gehen davon aus, dass zwischen den sich ber;hrenden Teilen der Abschnitte des U-f;rmigen Magnetkreises, des horizontal verteilenden Magnetkreises und der Isolierung der rechteckigen Platte keine L;cken bestehen. Betrachten wir einen verallgemeinerten Magnetkreis, in dem Abschnitte ausgew;hlt werden: Abschnitt 1 (L1, S1) des Magnetkreises; Abschnitt 2 (L2, S2) – Magnetkreis; Abschnitt 3 (L3, S3) – Magnetkreis (ferromagnetische Stifte); Abschnitt 4 ( L4 , S4 ) - Magnetkreis, dessen L;nge gleich der Dicke des rechteckigen Leiters ist. Bezeichnen wir die Durchschnittswerte der magnetischen Induktion und der magnetischen Feldst;rke in einzelnen Abschnitten der Magnetkreise bzw. in einem rechteckigen Leiter: in Abschnitt 1 - H1 und B1; in Abschnitt 2 - H2 und B2; in Abschnitt 3 - H3 und B3; in Abschnitt 4 - H4 und B4. Streumagnetfelder werden vernachl;ssigt, daher:
B1xS1 = B2xS2 = B3xS3 = B4xS4 = F1
Nach dem Gesetz des Gesamtstroms f;r den Stromkreis einer durchschnittlichen Stromleitung gilt:
H1xL1 + 2H2xL2 + 2H3xL3 + H4xL4 \u003d w x Iob.
Da H=B/µ;, kann die Gleichung wie folgt geschrieben werden:
(B1xL1 + 2xB2x L2 + 2xB3xL3)x k1 / µ1 + B4xL4 / µ2 = w x Iob,
Wo:
µ1 – magnetische Permeabilit;t des Materials der Stahlprofile
1, 2, 3;
µ2 - magnetische Permeabilit;t des Materials in Abschnitt 4;
k1 – Stahlf;llfaktor in den Abschnitten 1, 2, 3;
S1 ist die Querschnittsfl;che von Abschnitt 1;
S2 – Querschnittsfl;che von Abschnitt 2;
S3 ist die Querschnittsfl;che von Abschnitt 3;
S4 ist die Querschnittsfl;che von Abschnitt 4;
B1 – magnetische Induktion in Abschnitt 1;
B2 – magnetische Induktion in Abschnitt 2;
B3 – magnetische Induktion in Abschnitt 3;
B4 – magnetische Induktion in einem rechteckigen Leiter;
w ist die Anzahl der Windungen der Magnetisierungswicklung;
Iob. - Stromst;rke in der Magnetisierungswicklung.
Hier k;nnen Sie den Wert der Induktion ermitteln, die auf einen rechteckigen Leiter 1 wirkt:
B4 \u003d (w xIob - (H1xL1 + 2xH2xL2 + 2xH3xL3) xk1) x µ2 / L4
Die in diesem Fall in einem rechteckigen Leiter auftretende Amperekraft ist gleich:
F \u003d B4 x Ipr.x L, wobei:
F – Amperekraft in einem rechteckigen Leiter,
B4 - magnetische Induktion in einem rechteckigen Leiter,
Ipr. - Stromst;rke in einem rechteckigen Leiter in einem Magnetfeld,
L ist die L;nge eines Abschnitts eines rechteckigen Leiters, der sich in einem Magnetfeld befindet.
Ein rechteckiger Leiter 4, durch den ein Gleichstrom flie;t, erzeugt ebenfalls ein Magnetfeld. Die Intensit;ts- und Induktionsvektoren dieses Magnetfelds haben relativ zum Leiter die Form geschlossener konzentrischer ovaler Figuren. Bei der ;blichen Konstruktion eines Elektromagneten mit Leiter 4 im Spalt des Magnetkreises der elektromagnetischen Spule entstand die Kraft, die die Ampere-Kraft im Leiter 4 ausgleicht, als Folge des Magnetfelds des Leiters 4 auf die ferromagnetischen Dom;nen des Magneten Stromkreis der elektromagnetischen Spule. Gleichzeitig wurde das Magnetfeld der elektromagnetischen Spule 1 verzerrt und es trat in ihr eine Reaktionskraft auf, die die Ampere-Kraft des Leiters 4 ausgleichte. Die Ausbreitungswege zweier magnetischer Fl;sse – des magnetischen Flusses einer elektromagnetischen Spule 1 und des magnetischer Fluss eines rechteckigen Leiters 4. . Dies geschieht durch die Isolierung der Ausbreitungswege ihrer magnetischen Fl;sse voneinander. Wenn das Magnetfeld des rechteckigen Leiters 4 noch eine geringf;gige Wirkung auf die Dom;nen des Magnetkreises der elektromagnetischen Spule hat, ist diese viel geringer als bei einem herk;mmlichen Elektromagneten, da sich das Magnetfeld des Leiters 4 ausbreitet entlang des Weges mit geringeren Energiekosten, d. h. durch die magnetischen Pfade des vertikalen Magnetkreises 5 und die kleinen U-f;rmigen Magnetkreise 6 seines Magnetkreises und f;llt nicht in den Magnetkreis der Spule. Daher wird die Ampere-Kraft, die in einem rechteckigen Leiter 4 durch den Einfluss des Magnetfelds der elektromagnetischen Spule 1 auf ihn entsteht, nicht durch eine Kraft gleicher Art mit gleichem Absolutwert und entgegengesetzter Richtung in der elektromagnetischen Spule ausgeglichen die Einwirkung des Magnetfeldes des Leiters 4 auf ihn.