Magnetschwebetechnik: Die komplette Physik des schnellsten je gebauten Zuges

Von Fouad Sabry

Was ist Magnetschwebebahn

Eine Technik, die als Magnetschwebebahn (manchmal Magnetschwebebahn geschrieben) oder Magnetschwebebahn bekannt ist, ist eine Technik, bei der ein Gegenstand nur durch Magnetfelder in der Schwebe gehalten wird keine externe Unterstützung. Die Auswirkungen der Gravitationskraft und anderer Kräfte können aufgehoben werden, indem die Magnetkraft als Gegenkraft verwendet wird.

Wie Sie davon profitieren

(I) Einblicke , und Validierungen zu folgenden Themen:

Kapitel 1: Magnetische Levitation

Kapitel 2: Diamagnetismus

Kapitel 3: Magnetismus

Kapitel 4: Magnet

Kapitel 5: Meissner-Effekt

Kapitel 6: Elektromagnet

Kapitel 7: Magnetische Suszeptibilität

Kapitel 8: Supraleitender Magnet

Kapitel 9: Wirbelstrom

Kapitel 10: Theorem von Earnshaw

Kapitel 11: Elektrodynamische Aufhängung

Kapitel 12: Levitation

Kapitel 13: Magnetlager

Kapitel 14: Permeabilität (Elektromagnetismus)

Kapitel 15: Magnetschwebebahn

Kapitel 16: Elektromagnetische Abschirmung

Kapitel 17: Pyrolytischer Kohlenstoff

Kapitel 18: Elektromagnetische Aufhängung

Kapitel 19: SCMaglev

Kapitel 20: Spinstabilisierte Magnetschwebebahn

Kapitel 21: Flusspumpen

(II) Beantwortung von th Die öffentlichen Top-Fragen zur Magnetschwebebahn.

(III) Beispiele aus der Praxis für den Einsatz der Magnetschwebebahn in vielen Bereichen.

(IV) 17 Anhänge zur kurzen Erläuterung 266 entstehen Technologien in jeder Branche, um ein umfassendes 360-Grad-Verständnis der Magnetschwebetechnik zu erhalten.

An wen richtet sich dieses Buch?

Profis, Studenten und Doktoranden, Enthusiasten, Bastler und diejenigen, die über grundlegende Kenntnisse oder Informationen für jede Art von Magnetschwebetechnik hinausgehen möchten.

• Sprache: Deutsch
• Herausgeber: Eine Milliarde Sachkundig [German]
• Erscheinungsdatum: 27. Okt. 2022

Buchvorschau

Urheberrecht

Magnetschwebebahn Copyright © 2022 by Fouad Sabry. Alle Rechte vorbehalten.

Alle Rechte vorbehalten. Kein Teil dieses Buches darf in irgendeiner Form oder mit elektronischen oder mechanischen Mitteln, einschließlich Informationsspeicher- und -abrufsystemen, ohne schriftliche Genehmigung des Autors reproduziert werden. Die einzige Ausnahme ist ein Rezensent, der kurze Auszüge in einer Rezension zitieren kann.

Cover entworfen von Fouad Sabry.

Dieses Buch ist ein Werk der Fiktion. Namen, Charaktere, Orte und Ereignisse sind entweder Produkte der Phantasie des Autors oder werden fiktiv verwendet. Jede Ähnlichkeit mit realen Personen, lebenden oder toten, Ereignissen oder Schauplätzen ist völlig zufällig.

Bonus

Sie können eine E-Mail an [e-mail] mit dem Betreff Magnetschwebebahn: Die komplette Physik des schnellsten Zuges aller Zeiten senden, und Sie erhalten eine E-Mail mit den ersten Kapiteln dieses Buches.

Fouad Sabry

Besuchen Sie die Website von 1BK unter

www.1BKOfficial.org

Vorwort

Warum habe ich dieses Buch geschrieben?

Die Geschichte des Schreibens dieses Buches begann 1989, als ich Schüler der Secondary School of Advanced Students war.

Es ist bemerkenswert wie die STEM-Schulen (Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik), die jetzt in vielen fortgeschrittenen Ländern verfügbar sind.

STEM ist ein Lehrplan, der auf der Idee basiert, Schüler in vier spezifischen Disziplinen - Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik - in einem interdisziplinären und angewandten Ansatz auszubilden. Dieser Begriff wird typischerweise verwendet, um eine Bildungspolitik oder eine Lehrplanwahl in Schulen anzusprechen. Es hat Auswirkungen auf die Entwicklung der Arbeitskräfte, nationale Sicherheitsbedenken und die Einwanderungspolitik.

Es gab eine wöchentliche Klasse in der Bibliothek, in der jeder Schüler jedes Buch frei wählen und 1 Stunde lang lesen kann. Ziel des Kurses ist es, die Schüler zu ermutigen, andere Fächer als den Lehrplan zu lesen.

In der Bibliothek, während ich mir die Bücher in den Regalen ansah, bemerkte ich riesige Bücher, insgesamt 5.000 Seiten in 5 Teilen. Der Buchname ist The Encyclopedia of Technology, der alles um uns herum beschreibt, vomabsoluten Nullpunkt bis zu Halbleitern, fast jede Technologie wurde damals mit bunten Illustrationen und einfachen Worten erklärt. Ich fing an, die Enzyklopädie zu lesen, und natürlich konnte ich sie nicht in der 1-stündigen wöchentlichen Klasse beenden.

Also überzeugte ich meinen Vater, die Enzyklopädie zu kaufen. Mein Vater kaufte am Anfang meines Lebens alle technischen Werkzeuge für mich, den ersten Computer und die erste Technologie-Enzyklopädie, und beide haben einen großen Einfluss auf mich und meine Karriere.

Ich habe die gesamte Enzyklopädie in den Sommerferien dieses Jahres fertiggestellt, und dann begann ich zu sehen, wie das Universum funktioniert und wie man dieses Wissen auf alltägliche Probleme anwendet.

Meine Leidenschaft für die Technologie begann vor mehr als 30 Jahren und immer noch geht die Reise weiter.

Dieses Buch ist Teil von The Encyclopedia of Emerging Technologies, was mein Versuch ist, den Lesern die gleiche erstaunliche Erfahrung zu geben, die ich in der High School hatte, aber anstelle von Technologien des 20. Jahrhunderts  interessiere ich mich mehr für die aufkommenden Technologien, Anwendungen und Branchenlösungen des 21. Jahrhunderts.

The Encyclopedia of Emerging Technologies wird aus 365 Büchern bestehen, jedes Buch wird sich auf eine einzelne aufkommende Technologie konzentrieren. Sie können die Liste der neuen Technologien und ihre Kategorisierung nach Branchen im Teil von Coming Soon am Ende des Buches lesen.

365 Bücher, um den Lesern die Möglichkeit zu geben, ihr Wissen über eine einzige aufstrebende Technologie jeden Tag im Laufe eines Jahres zu erweitern.

Einleitung

Wie habe ich dieses Buch geschrieben?

In jedem Buch von The Encyclopedia of Emerging Technologies versuche ich, sofortige, rohe Sucheinblicke direkt aus den Köpfen der Menschen zu erhalten und ihre Fragen über die aufkommende Technologie zu beantworten.

Es gibt jeden Tag 3 Milliarden Google-Suchanfragen, von denen 20% noch nie zuvor gesehen wurden. Sie sind wie ein direkter Draht zu den Gedanken der Menschen.

Manchmal ist das Wie entferne ich Papierstaus. In anderen Fällen sind es die schmerzhaften Ängste und geheimen Sehnsüchte, die sie immer nur mit Google teilen würden.

In meinem Bestreben, eine unerschlossene Goldgrube an Inhaltsideen über Magnetschwebebahn zu entdecken, benutze ich viele Tools, um Autocomplete-Daten von Suchmaschinen wie Google zu hören, und kurbele dann schnell jede nützliche Phrase und Frage heraus, die die Leute um das Stichwort Magnetschwebebahn stellen.

Es ist eine Goldgrube an Menscheneinblicken, die ich nutzen kann, um frische, äußerst nützliche Inhalte, Produkte und Dienstleistungen zu erstellen. Die freundlichen Menschen, wie Sie, wollen es wirklich.

Personensuchen sind der wichtigste Datensatz, der jemals über die menschliche Psyche gesammelt wurde. Daher ist dieses Buch ein Live-Produkt und wird ständig durch immer mehr Antworten auf neue Fragen zur Magnetschwebebahn aktualisiert, die von Menschen wie Ihnen und mir gestellt werden, die sich über diese neue aufkommende Technologie wundern und mehr darüber erfahren möchten.

Der Ansatz beim Schreiben dieses Buches besteht darin, ein tieferes Verständnis dafür zu erlangen, wie Menschen rund um Magnetschwebebahn suchen, Fragen und Fragen zu enthüllen, die ich nicht unbedingt aus dem Kopf heraus denken würde, und diese Fragen in super einfachen und verdaulichen Worten zu beantworten und das Buch auf einfache Weise zu navigieren.

Wenn es darum geht, dieses Buch zu schreiben, habe ich darauf geachtet, dass es so optimiert und zielgerichtet wie möglich ist. Dieser Buchzweck ist es, den Menschen zu helfen, ihr Wissen über Magnetschwebebahn weiter zu verstehen und zu erweitern. Ich versuche, die Fragen der Menschen so genau wie möglich zu beantworten und viel mehr zu zeigen.

Es ist eine fantastische und schöne Möglichkeit, Fragen und Probleme der Menschen zu erforschen und sie direkt zu beantworten und dem Inhalt des Buches Einsicht, Bestätigung und Kreativität hinzuzufügen - sogar Pitches und Vorschläge. Das Buch deckt reiche, weniger überfüllte und manchmal überraschende Forschungsbereiche auf, die ich sonst nicht erreichen würde. Es besteht kein Zweifel, dass erwartet wird, dass es das Wissen der potenziellen Leser erweitert, nachdem das Buch mit diesem Ansatz gelesen wurde.

Ich habe einen einzigartigen Ansatz angewendet, um den Inhalt dieses Buches immer frisch zu machen. Dieser Ansatz hängt davon ab, den Köpfen der Menschen zuzuhören, indem die Suchwerkzeuge verwendet werden. Dieser Ansatz hat mir geholfen:

Treffen Sie die Leser genau dort, wo sie sind, damit ich relevante Inhalte erstellen kann, die einen Nerv treffen und mehr Verständnis für das Thema schaffen.

Bleiben Sie am Puls der Zeit, damit ich Updates erhalten kann, wenn die Leute auf neue Weise über diese aufkommende Technologie sprechen, und Trends im Laufe der Zeit überwachen kann.

Entdecken Sie verborgene Schätze von Fragen, die Antworten auf die aufkommende Technologie benötigen, um unerwartete Einblicke und versteckte Nischen zu entdecken, die die Relevanz des Inhalts erhöhen und ihm einen entscheidenden Vorteil verschaffen.

Der Baustein für das Schreiben dieses Buches umfasst Folgendes:

(1) Ich habe aufgehört, die Zeit mit Bauchgefühl und Vermutungen über die von den Lesern gewünschten Inhalte zu verschwenden, den Buchinhalt mit dem gefüllt, was die Leute brauchen, und mich von den endlosen Inhaltsideen verabschiedet, die auf Spekulationen basieren.

(2) Ich habe solide Entscheidungen getroffen und bin weniger Risiken eingegangen, um in der ersten Reihe zu sehen, was die Leute lesen und wissen wollen - in Echtzeit - und Suchdaten zu verwenden, um mutige Entscheidungen darüber zu treffen, welche Themen aufgenommen und welche ausgeschlossen werden sollen.

(3) Ich habe meine Content-Produktion optimiert, um Content-Ideen zu identifizieren, ohne einzelne Meinungen manuell durchsuchen zu müssen, um Tage und sogar Wochen Zeit zu sparen.

Es ist wunderbar, den Menschen zu helfen, ihr Wissen auf einfache Weise zu erweitern, indem sie nur ihre Fragen beantworten.

Ich denke, der Ansatz, dieses Buch zu schreiben, ist einzigartig, da es die wichtigen Fragen sammelt und verfolgt, die von den Lesern in Suchmaschinen gestellt werden.

Bestätigungen

Ein Buch zu schreiben ist schwieriger als ich dachte und lohnender, als ich es mir jemals hätte vorstellen können. Nichts davon wäre ohne die Arbeit renommierter Forscher möglich gewesen, und ich möchte ihre Bemühungen würdigen, das Wissen der Öffentlichkeit über diese neue Technologie zu verbessern.

Widmung

Für die Erleuchteten, diejenigen, die die Dinge anders sehen und wollen, dass die Welt besser wird - sie mögen den Status quo oder den bestehenden Staat nicht. Du kannst ihnen zu sehr widersprechen, und du kannst noch mehr mit ihnen streiten, aber du kannst sie nicht ignorieren, und du darfst sie nicht unterschätzen, weil sie immer Dinge verändern ... Sie treiben die menschliche Rasse voran, und während einige sie als die Verrückten oder Amateure betrachten, sehen andere Genie und Innovatoren, weil diejenigen, die erleuchtet genug sind, um zu denken, dass sie die Welt verändern können, diejenigen sind, die es tun und die Menschen zur Aufklärung führen.

Epigraph

Eine Technik, die als Magnetschwebebahn (manchmal auch Magnetschwebebahn geschrieben) oder magnetische Aufhängung bekannt ist, ist eine, bei der ein Gegenstand nur mit Magnetfeldern und ohne äußere Unterstützung in der Schwebe gehalten wird. Die Auswirkungen der Gravitationskraft und anderer Kräfte können aufgehoben werden, indem die magnetische Kraft als Gegenkraft verwendet wird.

Inhaltsverzeichnis

Urheberrecht

Bonus

Vorwort

Einleitung

Bestätigungen

Widmung

Epigraph

Inhaltsverzeichnis

Kapitel 1: Magnetschwebebahn

Kapitel 2: Ferromagnetismus

Kapitel 3: Selbstreplikation

Kapitel 4: Magnet

Kapitel 5: Meissner-Effekt

Kapitel 6: Elektromagnet

Kapitel 7: Magnetische Suszeptibilität

Kapitel 8: Supraleitender Magnet

Kapitel 9: Wirbelstrom

Kapitel 10: Satz von Earnshaw

Kapitel 11: Elektrodynamische Aufhängung

Kapitel 12: Levitation

Kapitel 13: Regeneratives Bremsen

Kapitel 14: Permeabilität (Elektromagnetismus)

Kapitel 15: Magnetschwebebahn

Kapitel 16: Elektromagnetische Abschirmung

Kapitel 17: Pyrolytischer Kohlenstoff

Kapitel 18: Elektromagnetische Aufhängung

Kapitel 19: SCMaglev

Kapitel 20: Spinstabilisierte Magnetschwebebahn

Kapitel 21: Flussmittelpumpen

Epilog

Über den Autor

Demnächst

Anhänge: Neue Technologien in jeder Branche

Kapitel 1: Magnetschwebebahn

Eine Technik, die als Magnetschwebebahn (manchmal auch Magnetschwebebahn geschrieben) oder magnetische Aufhängung bekannt ist, ist eine, bei der ein Gegenstand nur mit Magnetfeldern und ohne äußere Unterstützung in der Schwebe gehalten wird. Die Auswirkungen der Gravitationskraft und die Auswirkungen anderer Kräfte werden mit Hilfe der magnetischen Kraft gemildert.

Die beiden wichtigsten Aspekte der Magnetschwebebahn sind Stabilität und Hubkräfte. Stabilität bezieht sich auf den Prozess, bei dem sichergestellt wird, dass das System nicht spontan in eine Konfiguration rutscht oder umkippt, in der der Aufzug aufgehoben wird. Das Anheben von Kräften beinhaltet die Bereitstellung einer Aufwärtskraft, die ausreicht, um der Schwerkraft entgegenzuwirken.

Das Konzept der Magnetschwebebahn hat eine Vielzahl von Anwendungen, darunter Magnetschwebebahnen, kontaktloses Schmelzen, Magnetlager und Produktdisplay.

Magnetische Komponenten und Baugruppen sind in der Lage, eine Kraft aufeinander auszuüben, die sie je nach Stärke des Magnetfeldes und der Oberfläche der Magnete entweder wegziehen oder näher zusammenbringen kann. Zum Beispiel könnte ein einfacher Dipolmagnet verwendet werden, um den Auftrieb zu demonstrieren, wenn er innerhalb der Magnetfelder eines anderen Dipolmagneten positioniert und mit ähnlichen Polen ausgerichtet wäre. In dieser Konfiguration würde die Kraft, die zwischen den Magneten vorhanden ist, die beiden Magnete abstoßen.

Permanentmagnete, Elektromagnete, Ferromagnetismus, Diamagnetismus, supraleitende Magnete und Magnetismus aufgrund induzierter Ströme in Leitern sind nur einige der Arten von Magneten, die verwendet wurden, um Auftrieb für Magnetschwebetechnik zu erzeugen.

Es ist möglich, einen magnetischen Druck anzugeben, der dann zur Berechnung des Auftriebs verwendet werden kann.

Der magnetische Druck, den ein Magnetfeld auf einen Supraleiter ausübt, kann beispielsweise nach folgender Formel bestimmt werden:

{\displaystyle P_{\text{mag}}={\frac {B^{2}}{2\mu _{0}}}}

wobei die Kraft pro Flächeneinheit in Pascal ist, das Magnetfeld knapp über dem Supraleiter in Tesla und = 4π×10 {\displaystyle P_{\text{mag}}} B \mu _{0} −7 N· A−2 ist die Durchlässigkeit des Vakuums.

Earnshaws Theorem zeigt, dass es für ein statisches System unmöglich ist, stabil gegen die Schwerkraft zu schweben, wenn nur paramagnetische Materialien (wie ferromagnetisches Eisen) verwendet werden, da diese Materialien kein magnetisches Moment haben.

Es stellt sich heraus, dass es keine Konfiguration von Magneten gibt, die Stabilität erzeugen können, daher ist selbst das einfachste Beispiel für Auftrieb, bei dem sich zwei grundlegende Dipolmagnete gegenseitig abstoßen, sehr instabil. Dies liegt daran, dass sich der obere Magnet seitlich bewegen oder umdrehen kann.

Stabilität kann jedoch durch den Einsatz von Servomechanismen, die Verwendung diamagnetischer Materialien, Supraleitung oder Systeme, die Wirbelströme enthalten, erreicht werden.

In anderen Fällen ist die Magnetschwebebahn für die Bereitstellung der Hubkraft verantwortlich, während eine mechanische Stütze, die sehr wenig Last trägt, für die Stabilität verantwortlich ist. Dieses Phänomen wird als Pseudolevitation bezeichnet.

Wenn etwas statische Stabilität haben soll, deutet dies darauf hin, dass, wenn es sich auch nur eine winzige Entfernung von einem stabilen Gleichgewicht entfernt, es eine Kraft gibt, die wirkt, um es zurück zum Gleichgewichtspunkt zu ziehen.

Earnshaws Theorem lieferte unwiderlegbare Beweise dafür, dass es nicht möglich ist, stetig zu schweben, indem man nur makroskopische statische paramagnetische Felder verwendet. Die Kräfte, die durch eine beliebige Kombination von gravitativen, elektrostatischen und magnetostatischen Feldern auf ein paramagnetisches Objekt ausgeübt werden, machen die Position des Objekts entlang mindestens einer Achse instabil, und es ist möglich, dass sich das Objekt entlang aller Achsen in einem instabilen Gleichgewicht befindet. Es kann gezeigt werden, dass diamagnetische Materialien entlang mindestens einer Achse stabil sind und dass sie entlang aller Achsen stabil sein können. Eine der vielen Möglichkeiten, die Levitation zu ermöglichen, ist der Einsatz der elektronischen Stabilisierung. Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung von diamagnetischen Materialien, die eine relative magnetische Permeabilität von weniger als eins aufweisen. Leiter können eine relative Durchlässigkeit für magnetische Wechselfelder haben, die kleiner als eins ist, was bedeutet, dass bestimmte Setups mit grundlegenden AC-betriebenen Elektromagneten selbststabil sein können.

Wenn das Schwebesystem in der Lage ist, jede schwingungsähnliche Bewegung effektiv zu dämpfen, wird dynamische Stabilität erreicht.

Magnetfelder sind konservative Kräfte; Daher haben sie theoretisch keine eingebaute Dämpfung. Tatsächlich sind jedoch viele der Levitationsschemata untergedämpft, und unter bestimmten Umständen sind sie sogar negativ gedämpft. Aus diesem Grund ist es möglich, dass sich Vibrationsmodi bilden können, die dazu führen, dass der Gegenstand seine stabile Zone verlässt.

Es gibt verschiedene Techniken, um die Auswirkungen von Bewegung zu reduzieren:

Mechanische Dämpfung, die von außen (in der Stütze) angewendet wird, z. B. Dashpots, Luftwiderstand usw.

Dämpfung durch Wirbelströme (leitfähiges Metall beeinflusst durch Feld)

Angepasste Massendämpfer im Inneren des zu schwebenden Objekts

elektromagnetische Felder, die über elektrische Schaltkreise manipuliert werden

Eine Kombination aus Permanentmagneten und Elektromagneten oder Diamagneten oder Supraleitern sowie anziehenden und abstoßenden Feldern kann für die erfolgreiche Levitation und Steuerung aller sechs Achsen (Freiheitsgrade; drei translationale und drei rotierende) verwendet werden. Dies kann durch die Verwendung attraktiver und abstoßender Felder erreicht werden. Nach dem Satz von Earnshaw muss das System mindestens eine stabile Achse haben, damit es richtig schweben kann; Ferromagnetismus kann jedoch verwendet werden, um jede der anderen Achsen zu stabilisieren.

Die servostabilisierte elektromagnetische Aufhängung (EMS) und die elektrodynamische Aufhängung sind die beiden Typen, die am häufigsten in Magnetschwebebahnen (EDS) verwendet werden.

Um eine Pseudolevitation zu erreichen, ist lediglich ein minimales Maß an mechanischer Zurückhaltung für die Stabilität erforderlich. Das macht das Verfahren äußerst unkompliziert.

Wenn zum Beispiel zwei Magnete mechanisch entlang einer einzigen Achse begrenzt sind und so konfiguriert sind, dass sie sich gegenseitig stark abstoßen, wird dies dazu führen, dass einer der Magnete über den anderen schwebt. Magnete können auch so konzipiert sein, dass sie sich gegenseitig auf verschiedene Arten widerstehen.

Eine andere Art von Geometrie ist eine, bei der die Magnete zueinander angezogen werden, aber durch ein Zugelement wie eine Schnur oder ein Kabel daran gehindert werden, physisch miteinander in Kontakt zu kommen.

Ein weiteres Beispiel für dieses Konzept ist die Zippe-Zentrifuge, bei der ein Zylinder durch einen anziehenden Magneten gehalten wird, während er von unten durch ein Nadellager gestützt wird.

In einer anderen Anordnung gibt es einen Satz von Permanentmagneten, die mit einer ferromagnetischen Schiene verbunden sind und in Form eines U-förmigen Profils aus ferromagnetischem Material montiert sind. Eine vollständige Schleife wird auf dem U-förmigen Profil als Ergebnis des magnetischen Flusses erzeugt, der durch die Schiene in einer Richtung fließt, die senkrecht zur ersten Achse ist. Diese Konstruktion führt zur Erzeugung eines stabilen Gleichgewichts entlang der ersten Achse, das die Schiene auf dem Flusskreuzungspunkt zentriert hält (was zu einem möglichst geringen magnetischen Widerstand führt) und es ermöglicht, eine Last magnetisch zu tragen. Die andere Achse des Systems ist durch mechanische Methoden wie Räder begrenzt und zentriert, und diese Achse wird vom System gesteuert.

Es wird gezeigt, dass die Anziehungskraft, die von einem Magneten einer bestimmten Intensität ausgeübt wird, mit zunehmender Entfernung abschwächt, sich jedoch verstärkt, wenn die beiden magnetisierten Objekte näher zusammengebracht werden. Das ist eine instabile Situation. Es ist notwendig, dass das Gegenteil geschieht, damit ein System stabil ist; Jede Abweichung aus einem stabilen Zustand sollte es in die gewünschte Position zurückbringen.

Eine stabile Magnetschwebebahn kann erreicht werden, indem zuerst die Position und Geschwindigkeit des zu schwebenden Objekts gemessen wird und dann eine Rückkopplungsschleife verwendet wird, die kontinuierlich einen oder mehrere Elektromagnete einstellt, um die Bewegung des Objekts zu korrigieren und dadurch einen Servomechanismus zu bilden. Dieser Vorgang kann wiederholt werden, bis das gewünschte Stabilitätsniveau erreicht ist.

Viele dieser Arten von Systemen nutzen die magnetische Anziehung, um gegen die Schwerkraft nach oben zu ziehen, da sie eine gewisse inhärente seitliche Stabilität bietet, aber andere von ihnen verwenden eine Mischung aus magnetischer Anziehung und magnetischer Abstoßung, um nach oben zu drücken.

Jedes dieser Systeme kann als elektromagnetische Aufhängung (EMS) betrachtet werden. Dieser Ansatz wird beispielsweise in bestimmten Tabletop-Levitationsdemonstrationen verwendet, bei denen die Position des Objekts durch Messung der Schnittleistung eines Lichtstrahls oder durch Verwendung einer Hall-Effekt-Sensormethode bestimmt wird. Dies ist ein ziemlich einfaches Beispiel. Der Elektromagnet ist über dem Gegenstand positioniert, der schwebt; Der Elektromagnet wird ausgeschaltet, wenn das Objekt ihm zu nahe kommt, und er wird wieder eingeschaltet, wenn das Objekt weiter weg fällt. Diese Art von fundamentalem System ist nicht besonders robust; Es gibt andere Kontrollmethoden, die weitaus effektiver sind, aber diese zeigt den Grundgedanken.

Diese beiden Schwebearten bilden die Grundlage für das Magnetschwebebahnsystem EMS: Der Zug fährt kreisförmig um das Gleis, bevor er von unten nach oben gezogen wird. Die Servoregler halten jederzeit einen sicheren und gleichmäßigen Abstand zwischen ihm und der Schiene.

Diese Ansätze sind erfolgreich, weil die Abstoßung als Folge des Lenzschen Gesetzes auftritt. Elektrische Ströme werden in einem Leiter erzeugt, wenn er einem zeitlich veränderlichen Magnetfeld ausgesetzt wird. Diese elektrischen Ströme erzeugen im Inneren des Leiters ein Magnetfeld, das auf andere Leiter abstoßend wirkt.

In den meisten Fällen weisen solche Systeme eine inhärente Stabilität auf, obwohl manchmal eine zusätzliche Dämpfung erforderlich sein kann.

Bewegt man eine Basis aus einem sehr guten elektrischen Leiter wie Kupfer, Aluminium oder Silber in die Nähe eines Magneten, wird ein Strom, der als Wirbelstrom bezeichnet wird, im Leiter induziert. Dieser Strom wirkt den Änderungen im Feld entgegen und erzeugt ein entgegengesetztes Feld, wodurch der Magnet von der Basis abgestoßen wird (Lenzsches Gesetz). Wenn die Bewegungsgeschwindigkeit schnell genug ist, schwebt ein Magnet, der über Metall hängt, darüber und umgekehrt für Metall, das über einem Magneten aufgehängt ist. Litzendraht, der aus Draht besteht, der dünner als die Hauttiefe für die vom Metall wahrgenommenen Frequenzen ist, funktioniert weitaus effektiver als feste Leiter. Abbildung 8 Spulen sind ein Werkzeug, das verwendet werden kann, um alles in seiner richtigen Position zu halten.

Magnetschwebebahn und die Stabilisierung von Gyroskopen, Elektromotor- und Generatorspindeln sind zwei weitere Anwendungen, die stark vom Einsatz von Halbach-Arrays profitieren.

Wenn ein Wechselstrom durch einen Leiter fließt, kann der Leiter je nach Stromrichtung über einem Elektromagneten schweben (oder umgekehrt). Aufgrund der Wirbelströme, die im Inneren des Leiters