Jak levitovat pomocí magnetůVeritasium

- Kolik tohle všechno váží? - Zkus to zvednout. - 50 kilo. - Přesně tak. Jsou tam čtyři motory, které jsou spojené s točitými, uspořádanými magnety. Když se točí dost rychle, - budou levitovat? - Ano. Pojďme se na to podívat. Připraveni?

Jdeme na to. Už se zvedá! - Už letíme. - Opravdu? - Určitě. Je tak jednoduché tím teď pohnout. - Je to úžasné. - Klidně na to zatlač, vydrží to. Dokázalo by to dost unést, že? To je úžasné. Takže jak to funguje? Je to podobné jako zpomalený magnet padající skrz trubku.

Kdykoliv vodič narazí na proměnlivé magnetické pole, vzniká v něm elektrický proud, který se této změně brání. V tomto případě točité magnety indukují měď pod sebou. Vytváří se v ní zrcadlový obraz jejich magnetického pole. Takže se odpuzují. Když se točí dost rychle, vede to až k levitaci. To je úžasné. - Už to vypneme.

- Dobře. Teď se pomalu snese dolů. Indukované náboje narazí v mědi na odpor, takže se jejich energie mění na teplo. Ta měď je dost horká. Pořád na ni můžu na pár vteřin položit ruku. - Ale je to jako horký šálek kávy. - Jo. Už jsem jeden přístroj na magnetickou levitaci viděl, ale tady se magnetické pole vytváří pevným elektromagnetem a elektřina proudí skrz levitující plát hliníku.

Hliník byl tak horký, že odpařoval vodu. Koukněte, jak je to horké. Kdybyste k sobě dva magnety natočili severním pólem, normálně by prostě spadly. - Máte tady podobný problém? - Ani ne. A to proto, že magnetická pole v mědi indukované proudem jsou zrcadlovým obrazem točících se polí.

A vytváří se tak rychle, že se při pohybu následují. Vytvořit takový přístroj je těžší, než se zdá. Zaprvé musí používané magnetické pole být velmi silné. Neodymové magnety jsou silné, ale jistá konfigurace je může ještě víc zesílit. Je to Halbachovo uspořádání. Používá se v urychlovačích částic a v magnetech na ledničku, aby mohly vytvářet stejně silné pole z méně materiálu.

Magnetické siločáry jdou od severu k jihu. Většinou jsou na obou pólech symetrické. Když je uspořádáte takhle, siločáry jdou skoro všechny na jednu stranu. Na druhé straně se vyruší. Tato konfigurace vytváří silnější pole beze změny vlastností magnetu. V těchto rotorech je 12 klínových magnetů.

Jejich póly jsou uspořádané takhle. Zesiluje to pole pod magnety, ale nad nimi ho skoro eliminuje. Když se magnety točí, vytváří pod sebou rotující magnetické pole. Tím indukují proud, který vytváří další pole a tyto pole působí proti magnetům nad sebou. Ve výsledku se odpuzují, což vlastně znamená, že magnety se vznášejí.

Ale kde je vztlak, je i odpor. Uvolňuje se tu energie, a to ve formě tepla díky elektrickému proudu. Teplo se vytváří tím, že magnetické pole indukovaných proudů není přesný zrcadlový obraz původních magnetů. Místo toho jsou indukovaná pole trochu napřed. Vytváří sílu opačnou směru točení magnetů, a proto se rotory v rozích musí točit na opačné strany.

Jinak by vytvářely další točivý moment, který by otáčel celým přístrojem. Takhle se vyrušují. Tento princip se využívá například ve vlacích typu maglev a hoverboardech. Má se pomocí něj uskutečnit i Hyperloop, superrychlý systém pro transport lidí a zboží při nízkém tlaku. Ale místo točících magnetů by magnetická pole vytvářel samotný pohyb vozidla.

Myslíš, že tohle je budoucnost cestování? Budoucí vývoj řízení motorů a velmi silných magnetů bude znamenat, že na takový extrémně rychlý pohyb se můžeme jako lidstvo podívat a říct: Vypadá to, že dorazit za den z jednoho města do druhého je nejspíš možné pro mnoho lidí už během našich životů.

Překlad: Šaman Bobo www.videačesky.cz