Kategori: Artikel Pilihan » Berita elektrik yang menarik
Bilangan pandangan: 7776
Komen pada artikel: 0

Metamaterial untuk meningkatkan medan magnet

 

Profesor di Duke University (Durham, North Carolina, Amerika Syarikat) Brigitte Urzhumov mencadangkan kaedah untuk menguatkan komponen magnetik gelombang elektromagnetik tanpa meningkatkan komponen elektriknya. Hakikatnya adalah bahawa tisu biologi untuk medan magnet adalah telus, dan ia berguna untuk belajar bagaimana menguatkan komponen magnetik gelombang elektromagnetik.

Ini akan membuka jalan kepada penciptaan kereta api levitating yang selamat, untuk pembinaan sistem penghantaran tenaga tanpa wayar baru, dan kepada penyelesaian beberapa masalah lain di mana terdapat keperluan bagi medan magnet yang bergantian kuat, dan pada masa yang sama ia harus selamat bagi manusia. Sistem baru akan lebih ekonomik dan lebih selamat daripada analog sedia ada.

Brigitte UrzhumovUntuk mendapatkan hasil yang diingini, Brigitte Urzhumov mencadangkan kegunaan metamaterial magnetik aktif, yang mana mungkin untuk mendapatkan medan magnet yang cukup kuat dengan menggunakan arus yang relatif rendah. Penyelesaian seperti itu akan mengurangkan medan elektrik, yang parasit dalam kes ini, dan mewujudkan sistem elektromagnet yang selamat dan berkuasa.

Pemodelan numerik yang dilakukan oleh Yaroslav dan rakan-rakannya menunjukkan bahawa objek makroskopik yang dibuat berdasarkan bahan metamaterial dengan permeabilitas magnetik negatif mampu menguatkan kekuatan magnet dalam medan kekerapan rendah di bawah beberapa syarat. Penyelidik memanggil fenomena ini sebagai resonans permukaan magnetostatik, yang sama pada prinsipnya untuk resonans permukaan plasmon yang berlaku dalam optik, yang memperlihatkan dirinya dalam bahan dengan pemalar dielektrik negatif.

Bahan metamaterial yang dimodelkan oleh saintis, yang dicirikan oleh anisotropi yang sangat tinggi, istimewa, mempunyai kebolehtelapan magnetik negatif dalam satu arah, dan dalam semua arah lain kebolehtelapan magnet adalah positif. Berdasarkan pengiraan, objek yang dibuat akan dapat meningkatkan medan magnet secara mendadak disebabkan oleh resonans.

Penggunaan fenomena ini dalam sistem levitasi magnet akan meningkatkan jisim objek yang ditarik balik berkali-kali, dan kos elektrik, berbanding dengan rakan-rakan tradisional, tidak akan meningkat. Penulis pembangunan, bekas pelajar Institut Fizik dan Teknologi Moscow, Yaroslav Urzhumov pasti berjaya.

Sistem baru kawalan luar biasa bagi daya magnet dalam medan elektromagnetik boleh berfungsi di kawasan lain, seperti pinset optik kecil untuk memegang atom, atau senjata elektromagnet terkini. Ini juga mungkin termasuk Sistem Teknologi WiTricityberkhidmat untuk pemindahan tenaga tanpa wayar melalui medan magnet berdenyut yang kuat, yang sama sekali tidak berbahaya kepada manusia dan haiwan.

Selaras dengan model Brigitte, sekumpulan eksperimen di Boston College (Boston, Massachusetts, Amerika Syarikat) mencipta prototaip metamaterial seperti itu, mungkin dikatakan penguat magnetik.

Metamaterial untuk meningkatkan medan magnet

Bagi penghantaran tanpa wayar melalui medan magnet, baru-baru ini, bersama-sama dengan Institut Toyota, sekumpulan Yaroslav Urzhumov menunjukkan penghantaran elektrik yang sangat praktikal ke atas jarak melalui medan magnet frekuensi rendah.

Untuk meningkatkan kecekapan penghantaran, saintis membina superlens persegi yang diletakkan di antara pemancar dan penerima. Kanta persegi terdiri daripada banyak kiub yang ditutup dengan konduktor lingkaran. Struktur yang dihasilkan dengan sifat metamaterial yang berinteraksi dengan medan magnet memindahkan tenaga dalam kon yang sempit dengan keamatan maksimum.

Lensa Super Square

Sebuah gegelung - sebuah pemancar - diletakkan di satu sisi superlens, di mana arus bergantian diluluskan, mewujudkan medan magnet yang bergantian. Bidang medan magnet ini, seperti yang diharapkan, menurunkan intensitasnya berkadaran dengan kuadrat jarak dari pemancar, bagaimanapun, berkat superlens, pemancar, terletak di sisi lain, menerima jumlah tenaga yang cukup walaupun pada jarak 30 cm Tanpa menggunakan lensa perantaraan, jarak transmisi tidak melebihi 7 6 cm

Saintis mengatakan bahawa penghantaran tanpa wayar menggunakan metamaterials telah dijalankan di makmal Mitsubishi Electric, tetapi hanya pada jarak tidak melebihi saiz pemancar. Kini, menggunakan medan magnet yang tepat, keselamatan dan kecekapan yang tinggi dicapai. Medan magnet tidak diserap oleh kebanyakan bahan, lebih-lebih lagi, medan magnet dengan induksi hingga 3 T adalah selamat, dan sudah digunakan dalam tomografi.

Pada masa akan datang, atas dasar ini, penciptaan alat mini tanpa wayar untuk alat elektronik. Kanta super akan memfokuskan medan magnet untuk mengenakan peranti tertentu, dan parameter lensa boleh berubah, dan tumpuan akan bergerak di angkasa, contohnya, mengikuti telefon pintar yang pemiliknya membawa di sekitar bilik, sentiasa berubah lokasi.

Lihat juga topik:

Sejarah penemuan dan sifat magnetisme

Levitation magnet. Apa itu dan bagaimana mungkin?

Sangkar Faraday. Kerja dan aplikasi

Penghantaran Kuasa Tanpa Wayar - Kaedah Asas

Lihat juga di i.electricianexp.com:

  • Sifat magnetisme (Kaganov M.I., Tsukernik V.M.)
  • Hysteresis dan kerugian semasa eddy
  • Kaedah penghantaran kuasa wayarles
  • Kaedah induksi elektromagnet dalam pemindahan tenaga tanpa wayar
  • Standard Wireless Kuasa Elektronik Qi

  •