🧲 Магнитная передача по своей геометрии и функциям напоминает традиционную механическую передачу, в которой вместо зубьев используются магниты. Когда два противоположных магнита приближаются друг к другу, они отталкиваются; если их разместить на двух кольцах, магниты будут действовать как зубья. В отличие от обычной жёсткой контактной обратной связи в цилиндрической передаче, где шестерня может свободно вращаться до тех пор, пока не вступит в контакт со следующей шестернёй, магнитная передача имеет упругую обратную связь. В результате магнитные передачи способны оказывать давление независимо от относительного угла. Несмотря на то, что они обеспечивают такое же передаточное число, как и традиционная зубчатая передача, такие шестерни работают без соприкосновения и не подвержены износу сопрягаемых поверхностей, не шумят и могут проскальзывать без повреждений.

🧲 Магнитная муфта (или магнитный редуктор) представляет собой устройство для передачи вращательного момента между соосными (и не соосными) валами без механического контакта. Основу работы устройства составляют силы магнитного взаимодействия. Роторы разделены герметичным немагнитным экраном (воздушный зазор или стенка из немагнитного материала), что обеспечивает возможность передачи момента через физическое препятствие.

▪️ Синхронная магнитная муфта: Если на обоих роторах установлены постоянные магниты, их магнитные поля стремятся к состоянию с минимальной энергией, что соответствует взаимной ориентации разноименных полюсов. При вращении ведущего ротора его магнитное поле, воздействуя на поле ведомого ротора, создает вращающий момент, вызывающий синхронное вращение. Момент передачи прямо пропорционален градиенту магнитной энергии в воздушном зазоре.

▪️ Асинхронная магнитная муфта (Индукционная): Если ведомый ротор выполнен из немагнитного материала с высокой электропроводностью (например, меди или алюминия), то вращающееся магнитное поле ведущего ротора индуцирует в нем вихревые токи (токи Фуко). Взаимодействие между магнитным полем ведущего ротора и этими индуцированными токами создает силу Лоренца, приводящую ведомый ротор во вращение. При этом возникает скольжение — ведомый ротор отстает по частоте вращения от ведущего, что является необходимым условием для возникновения вращающего момента.

⚙️ Магнитный редуктор является развитием принципа магнитной муфты. Он содержит, как минимум, три ротора с различным количеством пар полюсов (p). Отношение чисел пар полюсов на роторах определяет передаточное отношение по формуле, аналогичной для механических редукторов. Момент передается за счет гармонического взаимодействия магнитных полей, создаваемых магнитами роторов с разным шагом. Таким образом, работа магнитной муфты и редуктора основана на фундаментальных принципах магнитостатики и электромагнетизма: силовом взаимодействии постоянных магнитов или взаимодействии вращающегося магнитного поля с индуцированными в проводящей среде вихревыми токами. Отсутствие механического контакта обуславливает такие преимущества, как необслуживаемость, высокую надежность и абсолютную герметичность.

Редуктор с магнитной муфтой можно использовать в вакууме без смазки или при работе с герметичными барьерами. Это может быть преимуществом во взрывоопасных или других опасных средах, где утечки представляют реальную угрозу. Однако, стоит помнить, что при условиях, когда температура превышает точку Кюри, магнитные свойства теряются. Точка Кюри (или температура Кюри) — это критическая температура, выше которой ферромагнетик или ферримагнетик теряет свои спонтанные намагниченность и постоянные магнитные свойства, превращаясь в парамагнетик. Для наиболее распространенных марок неодимовых магнитов температура Кюри лежит в диапазоне от 310 °C до 400 °C. Потеря магнитных свойств при нагреве выше точки Кюри является необратимым процессом для стандартных магнитов. #видеоуроки #physics #физика #опыты #электродинамика #электричество #магнетизм #эксперименты #научные_фильмы

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

💥 Первый лазер был изобретён американским физиком Теодором Майманом 16 мая 1960 года в исследовательской лаборатории Хьюза (Hughes Research Laboratories). Майман создал лазер вопреки мнению многих учёных, которые были уверены, что рубин не годится в качестве рабочей среды. 7 июля 1960 года на специально созванной пресс-конференции Майман объявил о создании лазера и рассказал о возможных областях его применения — связь, медицина, военная техника, транспорт, высокие технологии. Особенности конструкции:
▪️ В качестве активной среды — кристалл искусственного рубина ( оксид алюминия Al₂O₃ с небольшой примесью хрома Cr ).
▪️ Из кристалла был изготовлен стержень в виде цилиндра диаметром 1 и длиной 2 см, который в процессе работы подвергался облучению излучением импульсной газоразрядной лампы.
▪️ Резонатором служил резонатор Фабри-Перо, образованный серебряными зеркальными покрытиями, нанесёнными на торцы стержня.
▪️ Лазер работал в импульсном режиме, излучая свет с длиной волны 694,3 нм.
▪️ Майман предложил принцип накачки рабочего тела — короткими вспышками света от лампы-вспышки.
▪️ Зеркальные покрытия на торцах кристалла создавали положительную обратную связь, чтобы усилитель стал генератором.
▪️ Расчёты Маймана показали, что атомы хрома в кристалле рубина имеют подходящую систему энергетических уровней, которая делает возможной генерацию лазерного излучения.
▪️ Первый лазер Маймана стал отправной точкой для развития лазерных технологий. Лазеры стали незаменимыми инструментами в физике, химии, биологии и других научных дисциплинах, позволили учёным проводить более точные эксперименты и измерения.
▪️ Лазеры стимулировали дальнейшие исследования и инновации в области оптики и фотоники, привели к разработке новых типов лазеров, увеличению мощности и эффективности.

Импульсные лазеры мощнее непрерывных в плане мощности:
▫️Непрерывные лазеры характеризуются постоянной выходной мощностью, которая может достигать десятков киловатт. Это делает их идеальными для задач, требующих высокой мощности на протяжении длительного времени, таких как лазерная резка или сварка металлов.
▫️Импульсные лазеры работают иначе — они передают энергию в короткие, мощные вспышки. Это делает их менее энергоёмкими, поскольку импульсы могут достигать высокой пиковой мощности при минимальном общем энергопотреблении. Такой подход позволяет выполнять точные, деликатные работы, не перегревая материал.

Таким образом, для крупных производств, где необходима высокая мощность и стабильность, лучше подойдут непрерывные лазеры, а для точных задач, таких как микросварка, очистка поверхности или гравировка, рекомендуется использовать импульсные лазеры. #лазер #техника #science #физика #physics #производство

💥 Лазерная очистка поверхности старой монеты

💥 Лазерная резка

🔦 Лазерная сварка с разной формой луча

💥 Лазерное скальпирование микросхемы

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

🔥 Индукционная закалка металла: нагрев и быстрое охлаждение 💦

Вы когда-нибудь видели, как раскалённую докрасна металлическую деталь за считанные секунды охлаждают мощными струями воды? Это один из самых эффектных процессов в металлообработке — индукционная закалка. то современный, высокоточный и очень эффективный метод поверхностной закалки. Его главная цель — сделать внешний слой детали исключительно твёрдым и износостойким, сохранив при этом вязкую сердцевину, которая не будет хрупкой и сможет выдерживать ударные нагрузки. Представьте себе шестерёнку или ось станка: их поверхность должна сопротивляться истиранию, а внутри они не должны ломаться. Индукционная закачка — идеальное решение для этого.

⏳ Как это работает? Физика процесса

1. Создание вихревых токов (токи Фуко) — Деталь помещают внутрь медной катушки (индуктора), по которой пропускают переменный ток очень высокой частоты. Этот ток создаёт вокруг катушки мощное, быстро меняющееся магнитное поле.
Когда в это поле попадает металлическая заготовка, в её поверхностном слое наводятся вихревые электрические токи. Именно они и разогревают металл. По сути, деталь нагревает сама себя изнутри!

2. Скин-эффект — Здесь вступает в дело ключевой физический принцип — скин-эффект. Переменный ток высокой частоты стремится течь не по всему сечению проводника, а только по его поверхности. Чем выше частота тока в катушке, тем тоньше разогреваемый слой. Это позволяет с хирургической точностью контролировать глубину закалки, просто меняя частоту генератора.

3. Мгновенное охлаждение (закалка) — Как только поверхностный слой металла раскаляется до нужной температуры (для стали это обычно 800-1000°C), его тут же обдают мощными струями воды или водяного тумана. Резкое охлаждение фиксирует кристаллическую структуру стали в напряжённом состоянии, превращая её в мартенсит — сверхтвёрдую и хрупкую фазу. Именно это и делает поверхность такой прочной. #физика #металлы #технологии #производство #наука #закалка #индукционныйнагрев

🧲 Электромагнитное торможение колебаний маятника

🔥 Индукционный нагрев

💫 «Гроб Мухаммеда»

🧲 Как работают трансформаторы?

⚡️ Основные физические понятия электродинамики (Леннаучфильм)

✨ Взаимодействие зарядов. Электростатическая индукция

💫 Исследование электрических полей. Опыт по физике

⚡️ Уравнения Максвелла ✨

⚙️ Электромагнитная подвеска 🧲

🟢 Эффект Мейсснера

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

🔥 Этот обогреватель работает на «реактивной тяге» внутри себя 😖

Разберем физику обогревателя, в котором нет насоса, но который способен подсасывать топливо самостоятельно. Только огонь, медная трубка и хитрый закон физики, который заставляет топливо самотеком лететь в сопло. В чем фокус? Разбираем физику процесса

▪️ 1. Нагрев и расширение. Мы подносим источник огня (например, паяльную лампу) к началу полой медной трубки, свернутой в змеевик. Трубка быстро нагревается.

▪️ 2. Создание тяги. Воздух внутри нагретого участка трубки резко расширяется, его давление падает. Поскольку другой конец трубки опущен в емкость с топливом (например, соляркой или отработанным маслом), возникает разница давлений.

▪️ 3. Эффект эжекции (подсоса). Горячий воздух с большой скоростью вырывается из дальнего конца трубки. Этот быстрый поток создает зону низкого давления, которая, как мощный насос, начинает затягивать пары топлива из емкости и подсасывать новую порцию жидкости. Возникает что-то вроде реактивной струи, но внутри системы. Получается самоподдерживающаяся система: пламя нагревает трубку -> нагрев создает тягу -> тяга всасывает новое топливо -> топливо сгорает, поддерживая пламя.

⚙️ Как собрать эффективную конструкцию?

▫️Медная трубка: диаметром 6-10 мм, длиной 1.5-2 метра. Медь отлично проводит тепло.
▫️Емкость для топлива: металлическая, с герметичной, но не полностью закрытой крышкой (нужен байпас для подсоса воздуха).
▫️Основание: негорючее (кирпичи, металл).
▫️Топливо: хорошо подходит керосин, дизель (солярка) или отработанное моторное масло.

1. Форма змеевика. Сверните трубку в плотную спираль. Так площадь нагрева будет максимальной, и процесс парообразования пойдет интенсивнее.
2. Диаметр и длина. Слишком тонкая трубка может засориться, слишком толстая — будет плохо прогреваться. Длина должна быть достаточной для создания хорошей тяги, но не чрезмерной.
3. Положение «сопла». Выходной конец трубки должен быть направлен в зону горения. Это создаст замкнутый цикл: вырывающиеся газы будут поджигать всасываемое топливо, поддерживая стабильный факел.
4. Предварительный нагрев. Систему нужно запустить. Сначала вы прогреваете змеевик сторонним источником огня 30-60 секунд. Как только слышите характерное «шипение» и видите, как топливо начинает втягиваться в трубку, — процесс пошел! Источник огня можно убрать (но не всегда, зависит от конструкции).

💨 Принцип реактивного движения, используемый здесь, — это красивая демонстрация законов термодинамики и газодинамики. На практике такие системы капризны, но невероятно зрелищны и отлично показывают, как можно обойтись без сложной механики, используя лишь знание физики. Кто-нибудь собирал нечто подобное? Делитесь опытом . #видеоуроки #physics #физика #опыты #термодинамика #эксперименты #горение

🔥 Физика в чашке с водой

💨 Паровой или реактивный двигатель ?

🚀 Что будет, если добавить жидкий газ в бутылку с водой

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib