Научная публикация на тему: Исследование стабильности ливитирующих систем

Исследование стабильности ливитирующих систем

Е.Е. Ребрина, ФМИФ, 3 курс

(н. рук Н.А. Бугрова, ассистент)

В настоящее время принцип левитации взят на вооружение многими фирмами и институтами и применяется на практике в самых различных областях человеческой деятельности. В нашей стране впервые магнитная левитация сверхпроводника была осуществлена в 1945 году профессором МГУ В.А. Аркадьевым. «Левитацией» называется состояние, при котором твердое тела парит в силовом поле подвеса без механического контакта с окружающими телами.

Устойчивая стабильная левитация магнитов запрещена теоремой Ирншоу, которая утверждает, что никакую стационарную конфигурацию магнитов нельзя удержать в устойчивом равновесии кокой – либо комбинацией статических магнитных или гравитационных сил. Теорему Ирншоу можно рассматривать как следствие уравнений Максвелла, которые не позволяют величине магнитного поля в свободном пространстве достигать максимума, что необходимо для устойчивого равновесия. Диамагнетики (которые реагирую на магнитное поле слабым отталкиванием) в соответствие с теоремой могут находиться в состоянии левитации, так как их отрицательная восприимчивость приводит к требованию минимума, а не максимума величины полей. Широко распространено мнение, что левитация магнита без использования сверхпроводников невозможна, но, используя слабый диамагнетизм материалов, можно достигнут устойчивой левитации магнита, так что даже пальцы человека могут сохранять парение магнита в воздухе, не прикасаясь к нему. Также стабильность левитации зависит от формы поднимаемого тела.

Электрические токи, вызванные из-за изменений в положении или ориентации поднимаемого тела, могут привести к неправильному   заключению относительно стабильности системы. Чтобы действительно быть строгим в механике левитации магнетика, нужно обсудить стабильность к контексте динамики. Например, в некоторых системах можно иметь статическую неустойчивость, но устойчивость движения.

Вообще, использование понятий устойчивости движения, внедрённой в современной нелинейной динамике, должно использоваться так, чтобы полностью гарантировать стабильность магнего – поднимаемых систем.

Литература:

1. Braunberg,W. “ Frieschwebende Korper im elecktischen und magnetischen Feid” // W. B Braunberg. Z. Phys.1939,112,740-753
2. “Магнитная потенциальная яма” – эффект стабилизации динамических систем/ В.С. Михалевич.-Киев: Наукова Думка,1991