Jak levitovat pomocí magnetů

- 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