Могут ли сверхпроводящие магниты летать (или отталкивать земное ядро)?

Если бы сверхпроводящего магнита и соответствующего источника питания было достаточно я с (Текущий длина), так что, когда он был перпендикулярен магнитному полю Земли, сила взаимодействия была достаточной, чтобы превзойти силу, действующую на объект со стороны гравитации. И он вращался, так что угловой момент транспортного средства был достаточно большим, чтобы оно не перевернулось, полетело ли транспортное средство?

Предполагая, что транспортное средство весит 1000 кг (и магнитное поле Земли равно 0,3 гаусс) я рассчитал, что с 6,54 10 8 метр ампер, вы почти полностью измените силу на транспортном средстве.

Теперь предполагая 100 метра в диаметре, что оставляет 6,54 10 6 А, что меньше тока в рельсотроне, но все же много.

Проблема в том, что нормальная сила уже не такая нормальная. Он захочет перевернуть транспортное средство, чтобы магнит был в другую сторону. Теперь нам нужно раскрутить автомобиль достаточно быстро, чтобы он повернулся на 180 градусов быстрее, чем потребовалось бы для того, чтобы сила магнита перевернула автомобиль на 180 градусов. Как бы вы посчитали эту часть?

хаха, это классная идея. Мне любопытно услышать, какие ограничения с ним будут.
@Zassounotsukushi: я думаю, что самым большим ограничением является то, что он будет работать только в одном месте на севере Канады. :-)
Сверхпроводники не переворачиваются, когда находятся над магнитом. Они не отталкивают магнитные поля, они излучают магнитные поля. Ваш автомобиль не должен нуждаться в вращении. Кроме того, у них есть ограничения на величину тока, который они могут нести, прежде чем они перестанут быть сверхпроводниками. Я подозреваю, что масса, необходимая для переноса данного тока, всегда будет преодолевать подъемную силу этого тока.
@endolith, он говорит о сверхпроводящем магните, а не о сверхпроводнике.
@P3trus: О. Но будет ли вопрос другим, если «сверхпроводящий магнит» заменить на «электромагнит»?
@endolith Вопрос не зависит от типа магнита. Просто необходимо создать магнитное поле. Кстати, вместо простого дипольного поля можно было бы использовать более продвинутый профиль поля, чтобы избежать необходимости вращения.
Я мечтал об этом в детстве (хотя и не совсем так конкретно :)), надеюсь, вы получите действительно подробный ответ.
Сверхпроводники типа II позволяют пучкам магнитных линий проходить через них, оставаясь при этом сверхпроводниками в массе. Это приводит к закреплению, что означает, что можно было бы также представить себе левитирующую платформу, а-ля Аватар. Кроме того, многие сверхпроводники II рода обладают высокой Т с , поэтому нахождение на северном или южном полюсе для обеспечения правильного выравнивания с полем поможет с условиями эксплуатации :)

Ответы (3)

Я думаю, основная проблема здесь в том, что для левитации требуется магнитный градиент , в то время как магнитное поле Земли очень близко к однородному в масштабе любого корабля человеческого масштаба. Попробуйте использовать правило правой руки , чтобы выяснить направление магнитной силы .из однородного магнитного поля в двух точках на противоположных сторонах круглой токовой петли (т. е. каждая точка находится под углом 180 градусов к другой), рассматривая вектор скорости движущегося заряда в обеих точках и взяв векторное произведение с магнитным полем вектор (который будет иметь одинаковое направление в обеих точках для однородного поля). Вы увидите, что независимо от того, как вы ориентируете внешнее однородное поле, магнитная сила в двух точках будет одинаковой и противоположной из-за разных векторов скорости заряда, проходящего через обе точки, и, таким образом, нет результирующей магнитной силы на двух точках. петля в целом. Анализ некруглой токовой петли был бы немного сложнее, но эта страницаподтверждает, что «полная магнитная сила, действующая на магнит в однородном магнитном поле, точно равна нулю, а силы, которые мы обычно связываем с отталкиванием или притяжением магнитов, пропорциональны скорости изменения напряженности поля в зависимости от положения».

Вот страница, которая дает некоторые конкретные уравнения для магнитной левитации - она ​​сосредоточена на диамагнитной левитации, но на странице упоминается, что конкретная форма магнетизма входит в уравнение в переменной х , магнитная восприимчивость , которая составляет около 10 5 для диамагнетика, но равна -1 для сверхпроводника. По-видимому, градиент поля Б должно иметь значение больше, чем 2 мю 0 р грамм / х для левитации, где мю 0 вакуумная проницаемость , р — плотность поднимаемого объекта, а g — ускорение свободного падения (9,8 м/с^2 на уровне моря).

эй, ссылка не работает, я нашел это на обратном пути: web.archive.org/web/20140718192108/http://www.ru.nl/hfml/…
@frogeyedpeas - Спасибо, я обновил.

Весь корабль не должен вращаться, только полый тор, содержащий достаточную массу (тяжелой сверхтекучей жидкости?), вращающийся с достаточной скоростью. Кроме того, из него получился бы невероятно хороший маховик, если бы вы могли легко вкладывать энергию и снова забирать ее. (суперферрожидкость?)

Большая проблема будет заключаться в том, чтобы сохранить его прохладным и не превысить магнитный порог материала. Вам действительно не нужно беспокоиться о вращении, поскольку вы используете свойство улавливания потока сверхпроводников. По сути, как только вы создадите необходимое поле, вы сможете поймать его в проводящую петлю, и, пока оно правильно охлаждается, у вас будет почти идеальное поле на десятилетия.