Возможно ли создание вечного двигателя на неодимовых магнитах?

Кто из нас в детстве не пытался или хотя бы не размышлял о том, чтобы построить вечный двигатель на постоянных магнитах? Казалось бы, если магниты отталкиваются друг от друга одноименными полюсами, то, наверное, можно найти такую конфигурацию магнитов, когда отталкивание станет действовать непрерывно, и сможет, например, вращать ротор «вечного» двигателя.

Perpetuum Mobile — это машина, которая выполняет работу без внешнего источника энергии и при этом никогда не останавливается. Единственная поданная энергия — это начальный импульс, который приводит в действие машину. С теоретической точки зрения вечный двигатель также получается, когда КПД машины превышает 100%.

Однако, стоило нам попробовать реализовать эту идею практически, как тут же выяснялось, что в реальности ротор все равно находит такое положение, в котором останавливается. Словно ротор и вращался лишь для того, чтобы в конце концов найти эту точку и остановиться в ней. То есть неизбежно наступало устойчивое равновесие ротора.

Стремление термодинамических систем к равновесию

И это вовсе не удивительно, ведь ученым давно известно, что термодинамические системы стремятся к равновесию, и в конце концов пребывают в устойчивом равновесии (статическом или динамическом).

Из механики мы знаем, что тело покоится либо движется равномерно и прямолинейно, если на него не действуют никакие внешние силы, либо если действие этих внешних сил на тело скомпенсировано, то есть суммарная сила равна нулю (результирующее внешнее воздействие отсутствует).

Как вы понимаете, принцип стремления термодинамических систем к равновесию относится и к чисто механическим системам. Так, если система изначально пребывает в устойчивом равновесии (и конструкция с постоянными неодимовыми магнитами не является исключением), то при воздействии на такую конструкцию внешнего фактора, выводящего систему из равновесия, неизбежно возникнет реакция со стороны данной системы.

Это значит, что в системе начнут усиливаться процессы, стремящиеся уменьшить влияние внешнего фактора, который систему из равновесия вывел (Принцип Ле Шателье — Брауна).

Модель магнитного генератора индийского блогера с канала Creative Think:

Чтобы вызвать стремление к равновесию, необходимо создать условия не равновесия

Известный пример из электродинамики — правило Ленца. Если бы правило Ленца не работало, то электродвигатели не могли бы функционировать (смотрите — Виды электрических двигателей и принципы их работы).

В электродвигателе электрический ток создает магнитное поле, которое заставляют ротор непрерывно искать равновесие, и чтобы ротор не останавливался, магнитное поле все время действует таким образом, что вынуждает ротор (даже под механической нагрузкой) постоянно догонять точку, в которой должно будет наступить равновесие.

Но при этом электрическим полем, действующим в проводниках, совершается работа, то есть расходуется энергия источника, ведь в двигателе есть как минимум трение вала о подшипники, на преодоление которого, даже если ротор не нагружен и двигатель работает вхолостую, требуется работа, то есть расход энергии.

Если бы трения (даже о воздух) не было, и вал не был бы нагружен, то ротор бы вращался очень долго, например в полном вакууме в отсутствие силы притяжения к Земле. Но тогда никакая работа этим ротором бы уже не совершалась, и это был бы уже не двигатель, а вращающийся без сопротивления кусок металла.

Вернемся теперь к постоянным магнитам. Для системы с постоянными магнитами предсказать направление протекания процесса уравновешивающей реакции несложно.

Так, еще в 90-е годы японский экспериментатор Кохеи Минато исследовал возможность создания непрерывного вращения используя постоянные магниты на роторе и статоре своего мотора. В конце концов он был вынужден также создавать изменяющееся магнитное поле, которое заставляло бы ротор искать равновесие.

Минато демонстрировал, как приближая или отдаляя постоянный магнит, можно вынудить ротор с постоянными магнитами вращаться. Но в итоге он просто дошел в экспериментах до двигателя с постоянными магнитами на роторе.

Никакого вечного двигателя не получилось. На изменение внешнего магнитного поля, от которого бы отталкивался ротор с магнитами, требуется энергия извне. То есть, для создания условий, в которых ротор с магнитами будет искать равновесие, необходимо параллельно совершать работу.

Еще одна модель магнитного генератора с Интернета:

Динамическое равновесие при низкотемпературной сверхпроводимости как частный случай

Рассмотрим крайний случай. Многие знают, что свинцовая катушка с током, помещенная в жидкий гелий, способна поддерживать ток (и магнитное поле тока) на протяжении многих лет, поскольку сопротивление проводника исчезает.

Почему сопротивление исчезает? Потому что колебания атомов в металле, обуславливающие электрическое сопротивление металла, прекращаются при критической температуре. Две такие катушки будут вести себя по отношению друг к другу как постоянные магниты. Но опять же, они найдут устойчивое равновесие и остановятся.

Движения под действием силы не будет, то есть двигателя совершающего работу не получится. Движущиеся в сверхпроводнике электроны также работы не совершают, хотя и пребывают в устойчивом динамическом равновесии.

Чтобы двигатель совершал работу — он обязан расходовать энергию, но откуда ей взяться?

Допустим, что двигатель на постоянных магнитах реально возможен. Тогда для совершения механической работы, то есть на перемещение какого-нибудь объекта под действием силы со стороны вала такого двигателя (даже на преодоление силы трения при вращении ротора вхолостую), необходимо преобразование некой энергии внутри двигателя.

А что это за энергия, если не энергия постоянных магнитов или не энергия подводимая извне? Раз по условию задачи энергия извне не подводится, значит остается энергия постоянных магнитов.

Однако, будучи просто расположены на роторе и статоре, магниты энергию не отдадут. Чтобы заставить магнит размагничиваться, необходимо совершить работу, то есть опять же подвести к устройству энергию извне. Остается делать выводы.

Источник

Что такое магнитный двигатель и как его сделать своими руками?

Сотни лет человечество пытается создать двигатель, который будет работать вечно. Сейчас этот вопрос, стоит особенно актуально, когда планета неминуемо движется к энергетическому кризису. Конечно, он может никогда и не наступить, но независимо от этого, люди все-таки нуждаются в том, чтобы отойти от привычных источников энергии и магнитный двигатель – отличный вариант.

Что такое магнитный двигатель

Все вечные двигатели можно разделить на 2 вида:

Что касается первых, они представляют собой по большей мере плод фантазий писателей фантастов, но вторые – вполне реальные. Первый вид подобных двигателей извлекает энергию из пустого места, но второй, получает ее из магнитного поля, ветра, воды, солнца и т.д.

Магнитные поля не только активно изучают, но и пытаются использовать их в качестве «топлива» для вечного силового агрегата. Причем многие из ученых разных эпох добивались значительных успехов. Среди известных фамилий, можно отметить следующие:

• Николай Лазарев;
• Майк Брэди;
• Говард Джонсон;
• Кохеи Минато;
• Никола Тесла.

Особенное внимание уделялось именно постоянным магнитам, которые могут восстанавливать энергию в прямом смысле из воздуха (мирового эфира). Несмотря на то, что каких-то полноценных объяснений природы постоянных магнитов на данный момент нет, человечество двигается в правильном направлении.

На данный момент, есть несколько вариантов линейных силовых агрегатов, что имеют отличия по своей технологии и схеме сборки, но работают на основе одинаковых принципов:

1. Работают благодаря энергии магнитных полей.
2. Импульсного действия с возможностью контроля и дополнительного источника питания.
3. Технологии, которые совмещают в себе принципы обоих силовых агрегатов.

Общее устройство и принцип работы

Двигатели на магнитах, не похожи на привычные электрические, в которых вращение происходит благодаря электрическому току. Первый вариант будет работать только благодаря постоянной энергии магнитов и имеет 3 главные части:

• ротор с постоянным магнитом;
• статор с электрическим магнитом;
• двигатель.

На один вал с силовым агрегатом монтируется генератор электромеханического типа. Статический электромагнит, сделан в виде кольцевого магнитопровода с вырезанным сегментом или дугой. Помимо всего прочего электрический магнит имеет также катушку индуктивности, к которой присоединен электрокоммутатор, благодаря которому поставляется реверсивный ток.

По сути, принцип работы разных магнитных моторов может отличаться исходя из типа моделей. Но в любом случае, основной движущей силой является именно свойство постоянных магнитов. Рассмотреть принцип работы, можно на примере антигравитационного агрегата Лоренца. Суть его работы заключается в 2-х разнозаряженных дисках, которые подсоединяются к источнику питания. Эти диски размещены наполовину в экране полусферической формы. Их начинают активно вращать. Таким образом, магнитное поле без труда выталкивается сверхпроводником.

История возникновения вечного двигателя

Первые упоминания о создании такого устройства возникли в Индии в VII веке, но первые практические пробы его создания возникли в VIII веке в Европе. Естественно, создание такого устройства позволило бы значительно ускорить развитие науки энергетики.

В те времена, такой силовой агрегат смог бы не только поднимать разные грузы, но и крутить мельницы, а также водяные насосы. В XX веке произошло знаменательное открытие, которое дало толчок к созданию силового агрегата – открытие постоянного магнита с последующим изучением его возможностей.

Модель мотора на его основе должна была работать неограниченное количество времени, из-за чего его назвали вечным. Но как бы там ни было, а вечного ничего нет, так как любая часть или деталь может прийти в неисправность, поэтому под словом «вечно» необходимо понимать только то, что он должен работать без перерывов, при этом не подразумевая каких-либо затрат, включая топливо.

Сейчас невозможно точно определить создателя первого вечного механизма, в основе которого, стоят магниты. Естественно, он сильно отличается от современного, но есть некоторые мнения на тот счет, что первые упоминания о силовом агрегате на магнитах, есть в трактате Бхскара Ачарья математика из Индии.

Первые сведения о появления такого устройства в Европе, появились в XIII веке. Информация поступила от Виллара д’Оннекура, выдающегося инженера и архитектора. После своей смерти, изобретатель оставил потомкам свой блокнот, в котором были разные чертежи не только сооружений, но и механизмов для поднятия грузов и собственно первым устройством на магнитах, что отдаленно напоминает вечный двигатель.

Магнитный униполярный двигатель Тесла

Значительных успехов в этой сфере достиг великий ученый, известный множеством открытий – Никола Тесла. Среди ученых, устройство ученого получило несколько иное название – униполярный генератор Тесла.

Стоит отметить, что первые исследования в этой области проводит Фарадей, но несмотря на то, что он создал прототип с похожим принципом работы, как впоследствии Тесла, стабильность и эффективность оставляли желать лучшего. Слово «униполярный», означает что в схеме устройства цилиндровый, дисковый или кольцевой проводник, находится между полюсами постоянного магнита.

Официальный патент представлял следующую схему, в которой имеется конструкция с 2-мя валами, на которых устанавливаются 2 пары магнитов: одна пара создает условно отрицательное поле, а другая пара – положительное. Между этими магнитами располагаются генерирующие проводники (униполярные диски), которые имеют связь между собой с использованием металлической ленты, которая по сути может быть использована не только для вращения диска, но и в качестве проводника.

Тесла известен большим количеством полезных изобретений.

Двигатель Минато

Очередным отличным вариантом такого механизма, в котором энергия магнитов применяется в качестве бесперебойной автономной работы, является двигатель, который уже давно вышел в серию, несмотря на то, что был разработан только 30 лет назад, изобретателем из Японии Кохеи Минато.

Специалисты отмечают высокий уровень бесшумности и вместе с этим, эффективность. Как утверждает его создатель, такой самовращающийся двигатель магнитного типа как этот имеет коэффициент полезного действия, выше 300%.

Конструкция подразумевает ротор в форме колеса или диска, на котором под углом размещаются магниты. При приближении к ним статора с крупным магнитом, колесо начинает движение, которое основывается на попеременным отталкиванием/сближением полюсов. Скорость вращения будет увеличиваться по мере приближения статора к ротору.

Чтобы исключить нежелательных импульсов во время работы колеса, применяются реле стабилизаторы и уменьшают использование тока управляющего электромагнита. Есть в такой схеме и недостатки, в качестве необходимости систематического намагничивания и отсутствию информации по тяге и нагрузочным характеристикам.

Магнитный мотор Говарда Джонсона

Схема этого изобретения от Говарда Джонсона, подразумевает использование энергии, что создается благодаря потоку непарных электронов, которые имеются в магнитах, для создания цепи питания силового агрегата. Схема устройства выглядит, как совокупность большого количества магнитов, особенность расположения которых, определяется исходя из конструктивной особенности.

Магниты располагаются на отдельной пластине, с высоким уровнем магнитной проводимости. Одинаковые полюса располагаются по направлению к ротору. Благодаря этому обеспечивается попеременное отталкивание/притяжение полюсов, а при этом и смещение частей ротора и статора относительно друг друга.

Правильно подобранное расстояние между основными работающими частями, позволяет правильным образом выбирать магнитную концентрацию, благодаря чему удастся выбирать силу взаимодействия.

Генератор Перендева

Генератор Перендева представляет собой очередное удачное взаимодействие магнитных сил. Это изобретение Майка Брэди, которое он даже успел запатентовать и создать компанию «Перендев», до того, как на него открыли уголовное дело.

Статор и ротор выполнены в форме внешнего кольца и диска. Как видно из схемы, предоставленной в патенте, на них по круговой траектории располагают отдельные магниты, четко соблюдая определенный угол по отношению к центральной оси. Благодаря взаимодействию полей магнитов ротора и статора, происходит их вращение. Расчет цепи магнитов сводится к определению угла расхождения.

Синхронный двигатель на постоянных магнитах

Синхронный двигатель на постоянных частотах представляет собой основной вид электродвигателя, где частоты вращения ротора и статора находятся на одинаковом уровне. Классический электромагнитный силовой агрегат имеет обмотки на пластинах, но если сменить конструкцию якоря и вместо катушки установить постоянные магниты, тогда получится достаточно эффективная модель синхронного силового агрегата.

Схема статора имеет классическую компоновку магнитопровода, куда входят обмотка и пластины, где и скапливается магнитное поле электротока. Это поле взаимодействует с постоянным полем ротора, что и создает крутящий момент.

Помимо всего прочего, необходимо учесть, что исходя из конкретного типа схемы, расположение якоря и статора могут быть изменены, так например первый, может быть сделан в виде внешней оболочки. Для активации мотора от тока сети, применяется цепь магнитного пускателя и теплового защитного реле.

Как собрать двигатель самостоятельно

Не менее популярными являются и самодельные варианты таких устройств. Они достаточно часто встречаются на просторах интернета не только в качестве рабочих схем, но и конкретно выполненных и работающих агрегатов.

Один из самых простых в создании в домашних условиях устройств, создается с использованием 3 соединенных между собой валов, которые скреплены таким методом, чтобы центральный, был повернут на те, что находятся по сторонам.

В центр того вала, что посередине, прикрепляется диск из люцита, диаметром в 4 дюйма, а толщиной в 0,5 дюймов. Те валы, которые располагаются по сторонам, также имеют диски на 2 дюйма, на которых располагаются магниты по 4 штуки на каждом, а на центральном вдвое больше – 8 штук.

Ось обязательно должна находиться по отношению валов в параллельной плоскости. Концы возле колес проходят с проблеском в 1 минуту. В случае если начать перемещать колеса, тогда концы магнитной оси начнут синхронизироваться. Чтобы придать ускорения, необходимо поставить в основание устройства брусок из алюминия. Один его конец должен немного касаться магнитных деталей. Как только усовершенствовать конструкцию таким образом, агрегат будет вращаться быстрее, на пол оборота в 1 секунду.

Источник