Пристрій електромагнітної левітації

Левітація (від лат. Levitas «легкість, легковажність») - фізичне явище, при якому предмет без видимої опори ширяє в просторі, не торкаючись твердої поверхні. Люди часто пов'язують це явище з магією, привидами, НЛО та іншими неймовірних явищами.
З іншого боку, левітація щодо просте фізичне явище для металевих предметів, що знаходяться в магнітному полі.

Пропоную вам ознайомитися з пристроєм, призначеним для левітації металевих предметів. Принцип роботи простий. Для того, щоб предмет міг висіти в просторі, замість постійного магніту треба використовувати електромагніт, керований за допомогою електронної схеми таким чином, щоб металевий предмет як би ширяв на деякій відстані від електромагніту. За положенням предмета в просторі стежить оптична пара, яка складається з інфрачервоного фото і світлодіодів. Якщо об'єкт піднімається занадто високо, то фотодіод буде менш висвітлений-ток через обмотку електромагніту зменшиться і його сила тяжіння також зменшиться. Якщо об'єкт опуститься занадто низько, фотодіод буде більш освітленим, струм через обмотку електромагніту збільшується, і його сила тяжіння збільшиться.

Мал. 1 Схема пристрою електромагнітної левітації

У схема управління пристрої магнітної левітації (рис.1) використовується операційний підсилювач (ОУ) 1458 або 4558 і потужний MOSFET з теплоотводом. Опорна напруга знімається з дільника R3-R4 і подається на неінвертуючий вхід 3 ОУ. Контрольоване напруга подається з дільника R2-VD2 на вхід 2 ОУ. При невеликому зміні напруги на R2-VD2 з'являється сигнал неузгодженості, який багаторазово, посилюється і змінює напругу на транзисторі VT1.

Електромагніт можна намотати на каркасі великого старого реле. Котушка містить 1200 витків дроту діаметром 0,4-0,5 мм. Залізний сердечник має діаметр 8-10 мм.

Особливих критеріїв для використовуваного фотодіода немає, можна використовувати ту модель, яка є у вас під рукою. Але т. До, їх характеристики різняться, резистором R1 налаштовують чітку роботу схеми при даних параметрах фотодіода.

Якщо у вас виникнуть проблеми зі стійкістю роботи пристрою (об'єкт вібрує), то, можливо, буде потрібно змінити постійну часу контуру. Для цього необхідно експериментально підібрати номінал конденсатора С1, від 22 мкф до 1мкф, поки ланцюг не стане працювати стійко.