Levitazione Magnetica che cos’è e come Funziona

La levitazione magnetica è il processo mediante il quale un oggetto viene sospeso sopra un altro oggetto da campi magnetici che contrasteranno gli effetti della forza di gravità. Un magnete può attrarre o respingere materiali ferromagnetici, questo lo sappiamo, basta prendere una calamita e giocare un po’ con gli oggetti metallici. Possiamo così compensare la gravità esercitata su un oggetto e mantenere una distanza costante tra l’oggetto e il suolo senza che tocchi quindi non c’è attrito con il terreno che consente di muoversi più velocemente.

La levitazione magnetica trova diverse applicazioni. In casa ci sono gadget a levitazione magnetica che sono divertenti da vedere e colpiscono l’attenzione, ma la levitazione è di particolare interesse nel campo dei trasporti, soprattutto perché elimina ogni attrito con il suolo . Il vantaggio di questa tecnica è che consente di risparmiare molta energia anche se è tutt’altro che facile da implementare. Il campo magnetico generato da energia è in grado di spostare treni e in futuro vedremo molti veicoli da trasporto a levitazione magnetica.

levitazione magnetica che cos’è

La levitazione è un fenomeno fisico che consente a un oggetto di muoversi o di stare sospeso con una forza maggiore della gravità . Questa forza può essere prodotta aerodinamicamente, acusticamente o magneticamente .

Quando una corrente elettrica scorre attraverso un filo avvolto sotto forma di una bobina , viene prodotto un campo magnetico . Maggiore è la corrente, più forte è il campo magnetico . Possiamo così attrarre, respingere o spostare qualsiasi oggetto ferromagnetico . Questo principio è all’origine di molte invenzioni come il motore elettrico , l’ altoparlante o il trasformatore elettrico.

levitazione-magnetica

levitazione magnetica funzionamento

È possibile far levitare un oggetto cambiando costantemente la forza di un campo magnetico prodotto da elettromagneti utilizzando un circuito di feedback. Nella maggior parte dei casi, l’effetto portanza è dovuto principalmente ai magneti permanenti, in quanto non hanno dissipazione di potenza e gli elettromagneti vengono utilizzati solo per la stabilizzazione. È questo principio che viene utilizzato ad esempio nel treno TRANSRAPID.

Il sistema è composto da tre elementi:

  • uno o più elettromagneti utilizzati per modificare l’intensità del campo magnetico
  • un sensore ad effetto Hall che misura il campo magnetico
  • un microprocessore che esegue i calcoli di stabilità

Il sistema funziona cambiando continuamente la corrente inviata agli elettromagneti per modificare la forza del campo magnetico e consentire una levitazione stabile. Un circuito di feedback regola continuamente uno o più elettromagneti per correggere il movimento dell’oggetto, eliminando il jitter.

Possiamo usare materiali diamagnetici che creano un campo magnetico nella direzione opposta al campo applicato Ad esempio, il carbonio è diamagnetico ed è possibile far levitare una matita sopra un magnete permanente ma è necessario un campo magnetico intenso e questo principio non è applicabile nella pratica tranne in un caso: superconduttività.

Questi materiali a bassissima temperatura diventano quindi perfettamente diamagnetici. In un superconduttore, due diversi effetti consentono a un magnete di levitare: l’effetto Meissner e l’intrappolamento dei vortici. L’effetto Meissner spingerà il magnete lontano dal superconduttore, mentre l’intrappolamento dei vortici manterrà il magnete dove si trovava quando il superconduttore è stato raffreddato. In altre parole, uno respinge e l’altro intrappola (senza attrarre). L’uno o l’altro di questi effetti si osserva a seconda della natura del materiale e della forza del magnete. Il treno MAGLEV giapponese utilizza questo principio.

levitazione magnetica gadget

sul mercato ci sono un sacco di gadget che sfruttano la levitazione magnetica per “sospendere nell’ aria” .  Una basetta si collega alla presa elettrica di casa e crea un campo magnetico che sospende l’oggetto. Di seguito i migliori oggetti a levitazione magnetica che possiamo acquistare come ottimo regalo.

vaso levitazione magnetica

il vaso a levitazione magnetica è qualcosa di veramente bello da vedere, i nostri preferiti sono i seguenti:

FLYTE Lyfe, Decorazione in Vetro, 15,5 x 15,5 cm, Bianco/Rovere

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treno a levitazione magnetica

Esistono già da molti anni treni a levitazione magnetica in Germania, Giappone, Cina e Corea. I progetti piú famosi sono quelli dello SHINKANSEN in Giappone, che viaggia a 603 Kmh (punta record toccata con il MAGLEV) e il Transrapid tedesco.

Le forze elettromagnetiche vengono utilizzate per spingere il treno, operando secondo un principio di base del magnetismo: due poli uguali si respingono, mentre due poli opposti si attraggono. Lungo le carrozze che compongono il treno sono posizionati elettromagneti (o bobine superconduttrici) e lungo i binari sono disposte bobine alimentate da una corrente trifase. Pertanto, il treno è costantemente attratto e spinto indietro nella direzione del suo movimento. La propulsione è fornita da un motore lineare sincrono con uno statore lungo. l motore lineare sincrono dei treni è costituito da un rotore (posto sul binario) e da uno statore (posto sotto il carro), entrambi separati tra loro.

 

Futuro della levitazione magnetica

I progressi ei risultati ottenuti negli ultimi anni dimostrano che la levitazione magnetica è una tecnica affidabile, che promette un futuro luminoso. Permetterà di esplorare nuovi orizzonti, subordinatamente allo sviluppo di nuove configurazioni magnetiche, specificatamente dedicate alla compensazione della gravità, Utilizzando i più recenti sviluppi tecnologici (nuove configurazioni associate a nuovi materiali superconduttori che consentono di lavorare a valori di induzione ancora più elevati), questi futuri magneti consentiranno di ottenere maggiori volumi di levitazione e un migliore livello di gravità residua (1% della gravità), in modo da competere o addirittura sostituire alcuni esperimenti spaziali.

Il progetto di ricerca industriale open source , lanciato da Elon Musk consiste nello sviluppare un mezzo di trasporto che si muove in un tubo vuoto . La sua propulsione fornita da motori a induzione lineare consente anche la levitazione magnetica su alcuni modelli di capsule. L’ assenza di aria elimina virtualmente ogni attrito, la velocità di crociera può raggiungere i 1000 km / h . Tre società ( Virgin Hyperloop One , Hyperloop Transportation Technologies e Transpod ) hanno già prototipi molto avanzati di questa tecnologia.

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