Левитирующая лампа своими руками

Левитирующая лампочка и другие летающие предметы — фантастика или реальность наших дней.

Если вам надоели обычные скучные светильники и вы хотите порадовать себя или своих друзей необычным подарком, то можете присмотреться к весьма инновационному продукту, который наверняка произведет эффект “Вау” у всех впервые его увидевших.

Речь идет о дизайнерской левитирующей лампе.

Выглядит она действительно футуристично и уникально. Причем никакого фокуса или обмана в виде встроенных батареек здесь нет.

В основе конструкции лежит чистая физика.

Ранее на рынке уже появлялся подобный продукт, но это была обычная подставка с вертикально расположенной лампочкой над ней. Данное изделие получило название Flyte.

Честно сказать, выглядело все это дело хоть и необычно, но не совсем практично.

Единственное преимущество левитирующей лампы Flyte заключалось в многофункциональности ее подставки.

От нее можно было заряжать смартфоны поддерживающие беспроводную зарядку.

Вы как бы получали два устройства в одном.

Теперь же инженеры разработали полноценный настольный светильник, в котором лампочка действительно висит в воздухе вниз головой.

При этом не касаясь корпуса или плафона никакой своей частью.

В светильниках Flyte и Levia применена система магнитной левитации, с помощью которой один объект подвешивается над другим, благодаря магнитному полю.

Наверняка каждый из вас помнит крутой скейтборд, на котором Марти Макфлай рассекал по городу в фильме “Назад в будущее”.

Здесь все выглядит похожим образом, за исключением того, что все это уже не фантастика, а реальный продукт наших дней.

Сама лампочка в этом магнитном поле за счет паразитных завихрений, может даже крутиться, не переставая излучать свет.

В данном светильнике инженеры объединили между собой лампу Эдисона и индукцию Теслы.

Внутри корпуса расположен беспроводной источник питания, способный зажечь светодиодную нить накала. Также в плафоне, если его можно так назвать, встроен электромагнит, который взаимодействует со вторым магнитом внутри лампочки.

Всего в конструкцию встроено несколько катушек, а также датчики Холла, для корректировки магнитного поля в противовес направлению падения лампочки.

Нечто подобное используется во многих левитирующих устройствах.

Светильник постарались продумать до мельчайших деталей, сохраняя баланс между внешней формой и визуальным эффектом левитации. Общая длина ножки, на которой висит лампочка – порядка 20см.

Площадь основания достаточно большая и тяжелая, дабы случайно не уронить лампу.

Включение и выключение происходит от кнопки, встроенной в основание. Если она уже нажата, то стоит поднести лампочку к магнитной части, она тут же загорится и самостоятельно зависнет в воздухе.

Долгого поиска нужного расстояния и точной выцентровки делать не нужно. Просто подносите объекты друг к другу и как только начинаете чувствовать магнитную силу притяжения, отпускаете лампочку.

Одновременно с этим тут же загорается спираль. Умный девайс все понимает без лишних телодвижений.

У многих возникает вопрос, а что же будет, если отключится электричество? Не упадет ли лампочка в этом случае? Ведь она перестанет левитировать.

Нет, такого не случится. При исчезновении напряжения система защиты сделана таким образом, что лампа просто притянется к верхнему основанию за счет магнитов.

Так что разбить ее не получится. Никаких встроенный батареек или аккумуляторов в ней нет, как некоторые думают. Светится она за счет электромагнитной индукции.

Цветовая температура излучения у нее теплая – 2700К.

Именно этот свет у нас ассоциируется с позитивными чувствами. Способствует расслаблению, снижает нагрузку на глаза и помогает быстрее отходить ко сну.

Поэтому данный левитирующий светильник очень хорош в качестве ночника на прикроватной тумбочке.

Если вы захотите отключить свет, просто нажимаете кнопку в основании. Лампа никуда не упадет. Она просто потухнет, как и обычный настольный светильник.

Потребление этой чудо лампы всего 3Вт. А заявленный срок службы, подобно большинству светодиодов – 50 000 часов.

Включать ее каждый день по 6-8 часов можно на протяжении почти 20-ти лет.

Даже если вы случайно ее толкнете, когда потянитесь за книжкой или кружкой чая, с ней опять же ничего страшного не случится. Лампочка притянется к верхнему основанию за счет магнита и при этом даже не потухнет.

Кстати, подобная левитация широко используется и для создания других оригинальных вещей. Например, растение Бонсай.

Это небольшой моховой шарик, из которого прямо в воздухе произрастает полноценное деревце.

Отдельные энтузиасты даже обещали начать массовый выпуск летающих кроватей.

Но это все так и осталось на стадии концепции и нереализованных планов.

Зато с лампочкой все получилось и успешно работает. Недостаток у нее один – это цена.

Какая она на сегодняшний день, можно ознакомиться здесь.

Но все же, если для себя подобный продукт мало кто купит, то вот в качестве оригинального подарка, почему бы нет?

Источник

Сайт про изобретения своими руками

МозгоЧины

Сайт про изобретения своими руками

Как самому создать магнитную левитацию в домашних условиях

Как самому создать магнитную левитацию в домашних условиях

Магнитная левитация — метод, позволяющий с использованием только силы магнитного поля поднять и переместить предметы. Подобное явление применяют для нейтрализации различных ускорений, например, свободного падения.

Сам термин «левитация» имеет английское происхождение: levitate – подняться в воздухе. Это состояние, преодоления объектом гравитации: парение в воздухе, ни на что не опираясь, не отталкиваясь, не используя реактивную тягу. Физики дают такое определение левитации: стабильное положение предмета в поле гравитации, где сила тяжести встречает сопротивление возвращающей силы, что обеспечивает стабильное положение в пространстве. Левитация в естественном состоянии не существует.

Способы реализации магнитной левитации

Обеспечить равновесие объекта в пространстве можно, применив несколько способов: сервомеханизмы, диамагнетики, сверхпроводники и системы с вихревыми токами. Такие устройства дают возможность объекту сохранить равновесие, когда он поднят над основой с магнитом. Как сделать левитирующий прибор самостоятельно выясним в статье.

Электромагнитная левитация с системой слежения

Собрав устройство на основе электромагнита с использованием фотореле достигают левитации мелких металлических предметов. Они зависают в воздухе, приподнимаясь над электромагнитом, который закреплен на стойке. Электромагнит работает, пока предмет не затеняет фотоэлемент в стойке, то есть он получает световой сигнал от контрольной точки и предмет медленно поднимается.

Поднявшись на расчётное расстояние, предмет перекрывает контрольную точку, на фотоэлемент попадает тень, магнит отключается и предмет падает. Но окончательно упасть на стойку он не успевает: как только с контрольной точки уходит тень, фотоэлемент срабатывает, и магнит вновь включается. Досконально отрегулировав систему можно добиться ощущения парения предмета в воздухе.

Этот принцип положен в основу изготовления сувенирных левитирующих глобусов

Диамагнитная левитация

Самым доступным диамагнетиком (свойство намагничиваться против магнитного поля) является грифель карандаша из графита. У него сильная магнитная восприимчивость. Способен проявлять левитацию над неодимовым магнитом при температуре от 15 °C до 25 °C. Для создания магнитной ловушки полюса магнитов располагают в шахматном порядке.

Магнит с показателем индукции в 1Тл способен повиснуть между висмутовыми пластинами. Создав магнитное поле в 11 Тл, можно стабилизировать его левитацию даже между пальцами, так как они тоже диамагнетики.

Левитация магнита над сверхпроводником (эффект Мейснера)

Взяв пластину из оксида иттрия-бария-меди и охладив ее до −195,75 °C (жидкий азот), мы придаем ей свойства сверхпроводника. Положим под подставку с неодимовым магнитом эту пластину и уберем подставку: мы видим как магнит левитирует в воздухе.

Минимальная индукция в 1мТл способна приподнять на 4 миллиметра магнит над подобным сверхпроводником. Добавляя индукцию, увеличивается расстояние между пластиной и магнитом.

Это явление основывается на свойстве сверхпроводника выталкивать магнитное поле из сверхпроводящей фазы. Поэтому магнит, сталкиваясь с полем противоположного заряда, отталкивается от него и зависает над сверхпроводником, пока тот не потеряет свойства.

Левитация в условиях вихревых токов

Вихревой ток, возникающий в переменном магнитном поле больших проводников, может удержать некоторые металлические предметы, вызывая левитацию. Например: диск из алюминия может парить над катушкой переменного тока.

Это явление объясняет закон Ленца: индуцированный диском ток создает поле, противоположного направления. Таким образом, диск будет левитировать пока в катушке есть переменный ток. Главное подобрать подходящие габариты катушки.

Такое явление можно увидеть, запустив неодимовый магнит в медную трубу. Опять же индуцированное магнитное поле направляется противоположно магниту и заставляет его парить внутри трубы.

Основные типы магнитной левитации

На парящий предмет воздействует давление, которое можно получить, используя несколько конструкций. Принято выделять электромагнитные конструкции (ЕМS) и электродинамические устройства (EDS).

Системы ЕМS нестабильны в равновесном положении. Для приемлемой работы требуется оснащение автоматизированной системой управления, которая обеспечивает бесперебойный контроль.

Притяжение возможно между ферромагнетическими проводниками и электрическим магнитом. Работа подобных систем основана на принципах действия вихревого тока в проводящем компоненте. Это возможно при наличии переменного магнитного поля.

Система EDS может быть представлена двумя типами взаимодействий:

1. Стационарная катушка находится во взаимосвязи с магнитом, который является сверхпроводником.
2. Изменение в магнитном поле вызывает воздействие силы, генерирующей переменный ток.

Сила отталкивания, используемая в электродинамической системе, делает ее инертно стабильной. Что обуславливает использование постоянных магнитов в установках гибридного типа, а не в самостоятельных. Потому что постоянные магниты не обеспечивают стабильности положения в различных степенях свободы.

То есть, не поддерживая другими силами, которые воздействуют на статичность, невозможно обеспечить правильное функционирование системы.

Иногда планируется для обеспечения процесса левитации отойти от применения магнитных материалов и собрать систему из элементов отличной структуры. Тогда все равно возникает необходимость применять магнитные посредники (вставки).

Как сделать магнит своими руками

В основе действия всех левитаторов лежит магнитное основание. При желании можно сделать магнит в домашних условиях. Например, чтобы превратить обычную отвертку в магнитную. Понадобятся: батарейка 5 или 12 вольт, медная проволока, изолента, отвертка.

1. Берем отвертку и наматываем на нее от 280 до 350 витков очень плотно друг к другу.
2. Поверх проволоки наматываем изоленту, также тщательно.
3. Подключаем один конец проволоки к плюсу батарейки, другой к минусу и оцениваем магнитный эффект.

Магнитная левитация в домашних условиях

В 90х годах XX века очень популярной стала игрушка Левитрон, основанный на воздействии магнитного поля.

Это волчок-левитатор, зависший в воздухе. Подобную игрушку можно собрать в домашних условиях, чтобы понять сущность магнитной левитации. Как сделать левитрон – представим подробную инструкцию.

Список материалов:

• доска из дерева;
• простой карандаш;
• изолента;
• шайбы из пластика или латуни;
• картон;
• 13 дисковых неодимовых магнитов марки N52 размером 12*3 мм;
• широкий кольцевой магнит с наружным диаметром 20, внутренним 10мм марки N42.

Описание процесса сборки пошагово:

1. Изготовление раскладки. Изначально волчок собирался на двух керамических кольцевых магнитах. В нашей конструкции мы применим стандартные неодимовые магниты. Для начала распечатаем схему отверстий разметки для установки магнитов. Перед началом работ проверьте соответствие размеров в распечатанной схеме и указанных в исходнике. Если все соответствует, то вырежьте макет.
2. Готовим основание. На доску приложите бумажную схему и разметьте в соответствии с ней. Обратите внимание, что толщина деревянной заготовки должна быть от 6мм.
3. Перенос всех блоков схемы на основу. Приклейте бумажный носитель к получившейся основе. Используя сверло Форстнера (d=12мм), накерните центр кругов. Это обеспечит дальнейшую точность сверления.
4. Высверливаем отверстия. Применяя сверло Форстнера (d=12мм) делаем отверстия в заготовке так, чтобы дно отверстия заходило на 3 мм в верхнюю часть блока. Следует обеспечить расположение магнитов на максимально близком расстоянии к верхней части.
5. Установка магнитов. Когда отверстия готовы, вы еще раз проверили их размеры, установите магниты одним полюсом вверх, например южным. Для определения полюсности можно применить маркированный магнит D68PC-RB. Положим блок на стальную пластину, чтобы магниты легче прошли на дно отверстий. Возьмем магниты марки N52 и разложим в отверстия по одному как можно глубже. Если необходимо протолкнуть магнит, можно взять деревянный дюбель.
6. Как сделать волчок. Берем карандаш длиной 40 мм с заостренным концом. Наматываем на него изоленту, для увеличения диаметра подходящего под центральную часть кольцевого магнита. Вставьте карандаш в магнит, чтобы южный полюс располагался внизу, как и заостренная часть карандаша. Чтобы добавить вес волчку, воспользуйтесь пластмассовыми или латунными шайбами: наденьте несколько сверху. Для обеспечения правильной работы необходимо методом подбора определить приемлемое количество шайб.
7. Запускаем систему. Отрезаем картон или пластик для платформы. Укладываем его на магнитное основание. На платформе волчок начинает раскручиваться и постепенно с платформой поднимается вверх до попадания в яму магнитного поля.

Если все сделано правильно, то волчок зависнет. Отладка механизма может занять продолжительное время.

Советы по регулированию волчка:

• Постарайтесь обеспечить баланс основания. Применяйте кусочки картона или бумаги для поднятия сторон основания и его выравнивания. При отклонении от центра к какой-то стороне, поднимайте ее, подкладывая кусочки бумаги.
• Примените трехточечное нивелирование.
• Учитывайте вес волчка: устройство предполагает наличие магнитной ямы – сила магнита в центре слабее, чем возле края. Для удержания магнита в центре, следует добавить вес (при вылетании волчка) или уменьшить (если волчок не поднимается от платформы).
• Еще одним значимым показателем является высота платформы: низкая платформа не дает волчку достаточно раскрутиться. Следовательно, нужно подложить под нее бумагу или картон.
• При наличии под рукой 3D-принтера, можно распечатать на нем игрушку.

Таким образом, сделать левитрон своими руками в домашних условиях возможно. На основании представленных материалов можно сконструировать различные сувениры, предметы интерьера, способные порадовать вас и ваших знакомых. Помимо этого можно показывать всевозможные фокусы с магнитами и левитацией детям.

Источник