Levitatore magnetico [dubbi sulla potenza del campo]

[mac90]

Salve a tutti sono nuovo di questo forum,
colgo l'occasione per presentarmi, sono Matteo
Avrei un problemino...mi gioco spesso con l'elettronica è una cosa che mi affascina, ora però per la tesina mi sto facendo un levitatore magnetico!
Ho solo un dubbio sulla potenza del campo magnetico.
Praticamente ho un elettromagnete (pensavo uno solo, tozzo e largo) alto 4cm di raggio 3cm.
100 spire, tensione 12 volt.
Ora se utilizzo un filo di rame da 0,2mm per il solenoide, quindi da 0.126 mm^2,
ricaverò per 19,2 metri di filo utilizzato una resistenza di 2,63 Ohm dal filo;
quindi una corrente di 4,56 Ampere.
Ora questa corrente mi genera nel solenoide un campo H=(N/L)*i = 11400 A/m.
Oltre all'elettromagnete ho una trottola di alluminio, sui 2 grammi.Non essendo l'alluminio un materiale ferromagnetico non si magnetizzerà nel campo prodotto dall'elettromagnete. Ora se faccio girare la trottola, la forza di Lorentz dovrebbe agire su ogni singolo elettrone di conduzione producendo una corrente elettrica indotta.Questa per la legge di Lentz genererà un campo magnetico indotto che si opporrà al campo magnetico dell'elettromagnete provocando la levitazione.

Secondo voi: Il campo magnetico del solenoide (amplificato dal ferro dolce dell'elettromagnete) è sufficente per alzare sta trottolina?
Inoltre meglio che uso un elettromagnete dal rapporto altezza/raggio alto o basso? (alto e snello o basso e tozzo? )
Cosa dovrei migliorare o cambiare? Dovrei usare tanti elettromagneti o basta uno?
Attendo ansioso, questo pomeriggio vorrei prendere i materiali necessari!
grazie mille a tutti!

[RenzoDF]

Non ho controllato i tuoi calcoli ... ma di sicuro il campo frenerà semplicemente la rotazione ...
non porterà a farla leviare la trottola

in pratica tu hai condotto lo stesso esperimento fatto da Francois Arago a inizi 800
dai un occhio a
http://www.electroportal.net/renzodf/wiki/articolo5

[mac90]

scusa ma se lo frenasse non basterebbe cambiare verso del campo magnetico o fare girare dall'altra parte la trottola?
strano dovrebbe levitare sta roba... mmm

[RenzoDF]

Ora questa corrente mi genera nel solenoide un campo H=(N/L)*i = 11400 A/m.

i tuoi calcoli sono corretti ...solo l'ultimo è approssimato, in quanto il campo magnetico si calcola con la formula scritta solo se il solenoide è lungo rispetto al diametro ... di solito si accetta se L/D>10

nel tuo caso invece è L/D<1 ... quindi bisognerebbe usarne una un po' piu' complessa ....

in ogni caso, come ti dicevo, in quel modo costruisci un "freno elettromagnetico" ... che hanno molti utilizzi pratici

ma non farà di sicuro alzare la trottola ... purtroppo

[RenzoDF]

scusa ma se lo frenasse non basterebbe cambiare verso del campo magnetico o fare girare dall'altra parte la trottola?

quando fai muovere un conduttore in un campo magnetico, nel conduttore vengono generate delle forze elettromotrici ... e di conseguenza delle correnti che tendono ad opporsi alla causa che le ha generate ... quindi se fai girare la trottola ... in un senso o nell'altro ... sarà SEMPRE frenata

...strano dovrebbe levitare sta roba... mmm

Se sei convinto vai pure avanti ... non è detto che sia tu ad aver ragione, ed io torto

[mac90]

ok e come potrei far levitare sta trottola sfruttando la legge di lentz?
perché ho sentito anche di un esperimento nel quale avvicinando UNA SPIRA a v costante ad un elettromagnete, questa ad un certo punto salta via dalla mano poiché per lentz appunto la corrente indotta dalla F di lorentz ha prodotto un campo B opposto e la fa schizzare via...
Hai idee?
grazie mille della risposta, veramente! Utilissima

[RenzoDF]

la trottola viene FRENATA ... da giovane non ho fatto altro che "frenare con Pasqualini"

se vogliamo far si che ... un circuito "indotto" .... ovvero una bobina o un anello ... o un disco metallico, sia portato a essere respinto da un altro circuito induttore ... dobbiamo usare una corrente alternata che, circolando in un elettromagnete sottostante, induca delle f.e.m. nell' indotto ( per la famosa legge di Faraday Neumann Lenz) , faccia circolare nell'indotto correnti tali da produrre (per le polarità di segno opposto che vengono a presentarsi) una forza sufficiente a vincere la forza di gravità propria dell 'indotto, e a farlo levitare
Ovviamente dovremo avere un sistema che riesca a trovare una posizione di stabilità per poter rimanere in posizione di levitazione ...ovvero per fare un semplice esempio : un disco di alluminio sopra un elettromagnete in ac avrà di sicuro bisogno di un perno passante che gli impedisca di cadere
http://www.youtube.com/watch?v=SlUdNxnHa-k&NR=1
o se vogliamo far uso di un magnete
http://www.youtube.com/watch?v=glCNP6qH_Dc

http://www.youtube.com/watch?v=WX1fkfJP ... re=related
se poi riusciamo a dare una qualche verso d "rotazione" al campo generato comincerà anche a ruotare
http://www.youtube.com/watch?v=SlUdNxnHa-k

[RenzoDF]

Il famosissimo LEVITRON .... http://www.youtube.com/watch?v=oOC-9dlRiFQ
http://www.levitron.com/

http://www.levitron.com/physics.html

Ma vuoi mettere l'uovo rotante di Tesla
http://www.youtube.com/watch?v=brNBVDCe ... re=related

far levitare una fragola è più difficile ma non impossibile, come anche una rana o un pomodoro ... grazie al diamagnetismo e a grandi induzioni 10 T e più

Qualcuno torcerà il naso ricordano i teoremi... prima di Earnshaw (1842) sull'equilibrio di cariche elettriche statiche e poi la generalizzazione di Braunbeck (1939) anche al campo magnetico ... ma questo non vale se aggiungiamo al sistema, come elemento stabilizzante, "l'effetto giroscopico"

[RenzoDF]

Per chi volesse conoscere il più antico tentativo fallito a proposito di levitazione:
Tolomeo .... egitto ....2000 anni fa
http://books.google.it/books?id=2CbvXE4 ... #PPA524,M1

per arrivare al NHMFL
http://www.magnet.fsu.edu/

21 T

[RenzoDF]

questa è una bufala, almeno credo ... prova attentamente a seguire l'interazione fra la forbice e la carta ...
a mio parere ... è completamente priva di coerenza ...se all'angolo della carta ci fossero i micromagneti
di Neodimio sai che salti farebbe quando la forbice viene affiancata ... il solenoide poi ... non può servire ad un bel nulla in quella posizione e soprattutto con quei piccoli e LENTI movimenti .

La cigliegina poi è quando, una persona che si interessa di magnetismo, come suppongo sia il signore dell'esperimento, scrive che i magneti devono avere il polo "negativo" verso l'alto invece di parlare di polo nord o sud ... e oltretutto, avendo specificato come devono essere le polarità dei magneti sul tavolo, non ci spiega nulla della parte più importante ... i magneti sulla carta ... polo negativo su o giù uno su e uno giù

e l'Earnshaw's Theorem dove lo mettiamo ...
http://www.resonancepub.com/magphen.htm

ci sono pochi sistemi per aggirare l'ostacolo ... io ne conosco solo 5
meccanica ... http://www.youtube.com/watch?v=icpGonZljvA
effetto giroscopico (levitron) http://www.youtube.com/watch?v=iv8msBamA3M
diamagnetismo http://en.wikipedia.org/wiki/Diamagnetic e
superconduzione http://en.wikipedia.org/wiki/Meissner_effect che poi non è altro che un diamagnetismo limite
feedback ... http://www.youtube.com/watch?v=q-_N5sSjWKQ