Спосіб створення механічної сили в магнітному полі

1. Спосіб створення механічної сили в магнітному полі, при якому в магнітному полі за рахунок взаємодії його з контуром, по якому протікає електричний струм, створюють механічну силу, при цьому на різних ділянках контуру механічну силу 3 В основу корисної моделі поставлено задачу шляхом магнітного екранування контуру з електричним струмом забезпечити в магнітному полі створення результуючої механічної сили. Суть корисної моделі в способі створення механічної сили в магнітному полі, при якому в магнітному полі за рахунок взаємодії його з контуром, по якому протікає електричний струм, створюють механічну силу, при цьому на різних ділянках контуру механічну силу створюють такою, що має різний напрямок в залежності від напрямку струму, причому механічні сили різного напрямку створюють направленими в протилежні сторони, полягає в тому, що ділянки контуру, в яких механічна сила направлена в протилежну сторону, вкриваються магнітним екраном для зменшення її дії та отримання результуючої механічної сили в контурі, яка направлена у сторону дії механічних сил, що виникають на ділянках контуру, які не вкриті магнітним екраном. Суть корисної моделі полягає і в тому, що магнітне поле створюють або постійними магнітами, або за допомогою електромагнітів. Порівняльний аналіз технічного рішення з найближчим аналогом (прототипом), дозволяє зробити висновок, що спосіб створення механічної сили, який заявляється, відрізняється тим, що ділянки контуру, в яких механічна сила направлена в одну сторону, вкриваються магнітним екраном для зменшення її дії та отримання результуючої механічної сили в контурі, яка направлена у сторону дії механічних сил, що виникають на ділянках контуру, які не вкриті магнітним екраном, при цьому магнітне поле створюють або постійними магнітами, або за допомогою електромагнітів. Таким чином, спосіб створення механічної сили в магнітному полі, що заявляється, відповідає критерію корисної моделі "новизна". Суть корисної моделі пояснюється за допомогою ілюстрацій, де на Фіг.1 показана блок-схема поетапного здійснення способу створення механічної сили в магнітному полі, що заявляється, на Фіг.2 показана схема створення контуром, по якому протікає електричний струм, механічної сили на різних ділянках зазначеного контуру, на Фіг.3 показана схема екранування ділянки контуру, в яких механічна сила направлена в одну сторону, на Фіг.4 показаний варіант екранування центральної частини контуру, вибраного за прототип. Спосіб створення механічної сили в магнітному полі, що заявляється, реалізується за допомогою контуру, який містить (як варіант конструктивного виконання - див. Фіг.4) контур (позиція 1), магнітний екран (позиція 2) та лінії (позиція 3) підведення струму, через які на контур (позиція 1) подається електричний струм. Реалізація способу за допомогою вищезазначеного контуру, показаного на Фіг.2, здійснюється таким чином (згідно зі схемою, показаною на Фіг.1). Розглянемо контур (позиція 1), який розміщений вздовж полюсів магнітів N та S (позиція 2) паралельно силовим лініям магнітного поля. 40281 4 В контурі (позиція 1) механічна сила виникає в результаті взаємодії магнітного поля між полюсами магніту (позиція 2) та електричного струму, який циркулює у контурі (позиція 1). У відповідності з законом Ампера сила FA, яка діє на провідник довжиною L зі струмом І у магнітному полі Н, дорівнює FA=ILm 1m 0H sina, (1) де m 0 - магнітна стала; m 1 - відносна магнітна проникливість середовища; a - кут між напрямком електричного струму та силовими лініями магнітного поля. Нехай у контур (позиція 1) через лінії підводу (позиція 3) подається електричний струм. Виділимо на контурі протилежні точки В1 та В2. Токи I 1 та І 2 у точках B1 та В2 мають однаковий напрям, тому сили Ампера F1 та F2 у цих точках також будуть спрямовані у одному напрямку (у нашому випадку, згідно з правилом лівої руки - угору). Разом з тим, струми, які протікають в середині контуру (позиція 1) в точках В3 та В4, мають також однаковий напрям, але протилежний до напрямів токів у точках B1 та В2. Тому сили ампера F3 та F4 направлені у протилежному по відношенню до сил F1 та F2 напрямку (у нашому випадку - донизу), і прагнуть їх компенсувати, тобто F1+F2=F3+F4 (2) і результуюча механічна сила дорівнює нулю. Якщо середню частину контуру (позиція 1) вкрити магнітним екраном (позиції 4 - див. схему на Фіг.3 та позиція - див. схему на Фіг.4), відносна магнітна проникливість якого більше відносної магнітної проникливості навколишнього середовища, то у середині магнітного екрану (позиція 4) напруга магнітного поля менша за напругу ззовні нього, і тому сила Ампера всередині магнітного екрану (позиція 4) менша. Дійсно, сили Ампера F1 та F2 ззовні магнітного екрану у точках В1 та В4 відповідно дорівнюють F1,2=I 1,2LПm Пm0HП. (3) де LП - довжина частини контуру ззовні магнітного екрану; m П - відносна магнітна проникливість середовища; I 1,2 - струм у контурі ззовні магнітного екрану; НП - напруженість магнітного поля постійних магнітів (електромагнітів) ззовні магнітного екрану. Припустимо, що напруженість магнітного поля, яке створюють постійні магніти (електромагніти) (позиція 2, див. Фіг.3), у середині магнітного екрану (позиція 4) дорівнює НС. Тоді сили Ампера F 3 та F4 у середині магнітного екрану (позиція 4) в точках В3 та В4 будуть дорівнювати F3,4=I 3,4LCm Cm0HC. (4) де LC - довжина частини контуру у середині магнітного екрану; m 0 - відносна магнітна проникливість середовища у середині магнітного екрану; I 3,4 - струм у контурах у середині магнітного екрану в точках В3 та В4; НC - напруженість магнітного поля у середині магнітного екрану. Припустимо, що LП=LС=L і m П=mС=m. Оскільки I 1,2=I 3,4=I, а за рахунок екранування HП>НС, тоді DF=F1,2–F3,4=I 1,2LПm Пm 0HП(5) -I 3,4LCm Cm 0HC=ILmm 0DH, де 5 DH=HП–HC. (6) При цьому, оскільки НП>НС, то DF>0. Таким чином, за рахунок ефекту екранування магнітного поля, сила Ампера ззовні більша за силу Ампера у середині магнітного екрану (позиція 4) (див. Фіг.3-4). Їх різниця і є результуюча механічна сила DF=ILmm0DH. (7) З виразу (7) видно, що DF=DH, тобто результуюча механічна сила прямо пропорційно залежить від різниці напруженості магнітного поля ззовні та всередині магнітного екрану (позиція 4) або від якості екранування магнітного поля. На основі експериментальних даних [4] було встановлено, що за рахунок різниці між силою взаємодії магнітного поля зі струмом в контурі ззовні магнітного екрану та в його середині виникає механічна сила. Спосіб створення механічної сили в магнітному полі, що заявляється, має властивості, які дозволяють на його основі реалізувати нові способи руху в магнітному полі. 40281 6 Підвищення ефективності застосування способу створення механічної сили в магнітному полі, що заявляється, у порівнянні з прототипом, досягається за рахунок наявності контуру, окремі ділянки якого вкриті магнітним екраном, що значно спрощує механізм створення механічної сили в магнітному полі у порівнянні з відомими способами, а також дозволяє підвищити величину механічної сили за рахунок збільшення довжини провідника з током, який взаємодіє з магнітним полем. Джерела інформації: 1. Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс. Феймановские лекции по физике. Вып.6. Электродинамика. -М.: Мир. -1966. -С.37, 40-41 -аналог. 2. Ижеля Г.И., Ребров С.А., Шаповаленко А.Г. Линейные асинхронные двигатели. -К.: Техника. 1975. -С.9-12. -аналог. 3. Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс. Феймановские лекции по физике. Вып.6. Электродинамика. -М.: Мир. -1966. -С.30-31. -прототип. 4. Гусак Ю.А., Гусак М.Ю. Левітаційна модель кульової блискавки. -X.: Контур, 2006. -С.12-18. 7 Комп’ютерна верстка C.Литвиненко 40281 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601