آهنربای تک قطبی چیست

اهنربای تک قطبی

آهنربای تک قطبی چیست، سوالی که خیلی از دانشجویان به دنبال پاسخ آن هستند و البته بسیاری براین باوراند که چیزی به نام آهنربای تک قطبی وجود ندارد و این موضع ناقض قانون های فیزیکی است و عمدتا این پدیده با شیلد مغناطیسی اشتباه گرفته می شود، در پایان نیز در نرم افزار مکسول با یکدیگر تاثیر شیلد مغناطیسی را به صورت سه بعدی بر عملکرد آهنربا ارزیایی خواهیم نمود.

اما بذارید از خودمون بپرسیم اصلا چرا آهنربای تک قطبی؟

مگر چه ویژگی منحصر به فردی در آن هست که این همه زحمت بکشیم برای بدست آوردن آن؛ دقت کنید آهنربای تک قطبی دقیقا مانند یک منبع انرژی خالص مثل باتری می باشد که کافیه صرفا از آن استفاده کنید! و خیلی از قوانین موجود در فیزیک بخصوص قانون لنز در مورد تولید ولتاژ از شار این نوع آهنربا ناتوان هستند(قانون لنز: یکی از قوانین مهم در شاخه الکترومغناطیس می‌باشد. این قانون به بررسی کنش و واکنش نیروهای القاگر و القاشده می‌پردازد. بر اساس این قانون جهت جریان القا شده همواره بر خلاف جهت نیروی القاگر می‌باشد. این قانون را می‌توان به عنوان نمونه‌ای از قانون سوم نیوتن نیز عنوان کرد.)

اگر قانون لنز نباشد مگر چه می شود؟

خوب جواب بسیار سادس، عملا خیلی ساده می توان انرژی تولید کرد، بگذارید با توضیح عملی، این موضوع را برایتان روشن کنم؛

ما یک ژنراتور داریم و خیلی راحت می توانیم آن را با دست بچرخانیم اگر درهمین حال ولت متری(دستگاهی که ولتاژ را نشان می دهد) به دو سر ژنراتور وصل کنیم یک عدد خاص را نشان می دهد مثلا 20ولت (در این آزمایش مقدار جریان مدنظر نیست)

حال اگر یک مصرف کننده مثلا یک لامپ را به ژنراتور وصل کنیم و این بار یک ولت سنج و آمپر سنج نیز در مدار قرار بدهیم و بخواهیم دوباره با دست ژنراتور را بچرخانیم خواهید دید محور ژنراتور بسیار سفت شده و چرخیدن آن به سختی ممکن پذیر است از طرفی هم اگر باز ولتاژ را اندازه بگیرید خواهید دید با وجود سختی زیاد در چرخواندن محور(شفت) ولتاژ نیز مثلا 15 ولت می شود

تمام آنچه که گفته شد اثر قانون لنز می باشد و اگر دنبال علت آن هستید می توانید از کتاب های مرجع ماشین های الکتریکی که ترجمه شده اند و در بازار موجود هستند مثل “بین بهارا” و P.C.Sen ترجمه دکتر مهرداد عبادی استفاده نمایید.

اما چگونه؟

تصور کنید ما یک رتور داریم پوشیده شده از آهنربا و در مقابل آن نیز یک استاتور پوشیده شده از آهنربا قرار دارد و آهنرباها به گونه ای بروی رتور و استاتور پخش شده اند که قطب های هم نام رو به روی هم قرار گرفته اند

در این حالت کافیست بین رتور و استاتور زاویه ای خاص ایجاد کنیم و در نهایت شاهد چرخیدن رتور خواهید بود این در حالیست که هیچ برقی نیز استفاده نکرده ایم به این پروژه یک موتور آهنربایی می گویند و کافیست آن را به یک ژنراتور معمولی وصل کرده و از آن برق نیز تولید کنید، در زیر می توانید ویدیویی از این نوع موتورها را مشاهده نمایید

تا اینجا همه چیز عالی بود ولی یک “اما” بزرگ اینجا موجود هست که عملا باعث می شود رتور نچرخیده و در حالت ارتعاش قرار بگیرد و آن نیز اثر میدان سمت دوم آهنرباها می باشد که در پشت استاتور و درون رتور ایجاد می شود و همین میدان سبب قفل شدن موتور ما می شود، به صورت تئوری برای به چرخش درآمدن این موتور به آهنربای تک قطبی نیازمندیم!

چگونه آهنربای تک قطبی بسازیم

به دو روش این کار امکان پذیر است؛ در روش اول ما بصورت ذاتی آهنربای تک قطبی نمی سازیم بلکه با ایجاد تلفات بسیار بالا در یک سمت آهنربا عملا آن را غیرفعال می کنیم و در نهایت تنها از یک سمت آهنربا شار خالص خواهیم داشت اما در روش دوم این کار به صورت ذاتی صورت می گیرد که در ادامه توضیح خواهیم داد.

روش اول

در این روش هدف ایجاد تلفات گسترده است اما چه نوع اتلافی برای این هدف مناسب است؟

بهترین نوع تلف در این زمینه تلفات Eddy Current  می باشد که در حالت شدید خود صرفا گرما تولید می کند در این حالت با قرار دادان یک شیلد مغناطیسی (محافظ) باعث می شوید شار نتواند به مسیر عادی خود ادامه دهد و درواقع به نحوی مانع خروج شار می شوید، مسلما برای مانع شدن خروج شار باید از عناصری با چگالی بسیار بالا استفاده کرد مانند سرب که به دیوار سربی نیز معروف است و از آن برای جلوگیری از تششعات هسته ای نیز استفاده می شود. اما این روش بسیار گران می باشد و همچنین بدلیل چگالی بالا وزن بالایی نیز دارد در این حالت بسراغ همان تلفات دوست داشتنی Eddy Current می رویم و تنها یک قطعه آهنی را به سمتی از آهنربا که قصد داریم میدان آن حذف گردد متصل می نماییم.

اما از آن جایی که ما خود همواره تاکید بر اثبات علمی وقایع داریم و صرفا ابراز یک نظریه را کافی نمی دانیم در آموزش نرم افزار Ansys Maxwell در یکی از قسمت ها این ویژگی را به همراه شبیه سازی دقیق اثبات کرده ایم

روش دوم

در این روش همانطور که گفته شد در آزمایشگاه های بسیار پیشرفته محققان بروی ساخت یک منوپل کار می کنند که نمونه ی آن محققان دانشگاه Aalto  و کالج Amherst فنلاند بودند که توانستند برای اولین بار یک نمونه از آن را به نمایش بگذارند، در ادامه می توانید ویدیو تهیه شده توسط دانشگاه Aalto فنلاند را مشاهده نمایید.

به زبان ساده یک تک قطبی؛ آهنربایی هست که تنها یک قطب N یا S دارد.

حاشیه ها

همچنان برخی قویا مدل روش دوم را انکار می کنند و البته در مورد روش اول تقریبا جای هیچ شکی نیست زیرا در آهنربای هارد دیسک  کامپیوتر خودتان نیز از این ویژگی استفاده شده است و البته شیلد مغناطیسی سابقه ای طولانی در حفاظت موتور های نیز در دستگاه های کوچک بر عهده داشته است.

به دلیل کاربرد زیاد شیلد مغناطیسی حتی شاهد حضور آن در بلندگوها نیز هستیم تا اجازه ندهد میدان مغناطیسی آن روی اشیاء(مانیتور ها و…) اطراف اسپیکر تاثیر بگذارد.

خرید و تهیه آهنربای تک قطبی

اگر در اینترنت در این مورد جستجو نمایید سایت های مطرحی در این مورد خواهید یافت از جمله؛

آمازون و علی بابا که هر دو فروشگاه های آنلاین جهانی می باشند.

آمازون

در این وب سایت لینکی هست با عنوان

 “Cafe Press – Monopole – Rectangle Magnet, 2″x3″ Refrigerator Magnet

که ادعا می کند آهنربای تک قطبی با قیمت 5 دلار (18 هزارتومان) می فروشد اما نظر یکی از خریداران را در زیر که از این محصول استفاده کرده است می بینیم؛

This is just a fridge decoration magnet, with monopole magnet and picture on it. Not an actual monopole magnet. But I guess I should have guessed that by the picture and description. Works good for holding papers on your fridge or filing cabinet though

ترجمه کوتاه متن مشتری؛

این یه آهنربای رودری یخچاله با یه عکس روش نه یه آهنربای تک قطبی واقعی، البته من با توجه به توضیحات باید اینو حدس میزدم. این فقط به درد نگه داشتن برگه روی یخچال و کابیت میخوره.

علی بابا

در این وب سایت نیز فروشندگان زیادی مدعی فروش آهنربای تک قطبی هستند که نیاز به بررسی دارد(اکثر این شرکت ها چینی می باشند!)

توصیه ما

به هرحال ما هیچگاه روش دوم را توصیه نمی کنیم زیرا اگر در این روش (دوم) حتی موفق هم بشوید اثر آن بسیار ناپایدار خواهد بود و اصولا نیاز به دمای بسیار پایینی برای نگه داشتن این حالت گذرا خواهید داشت، پس اگر در تحقیقات خود به آهنربای تک قطبی نیاز پیدا کردید توصیه ما استفاده از روش اول می باشد.

آهنربای تک قطبی و کلاهبرداری

اگر در سرخود ایده تولید برق با استفاده از آهنربای تک‌قطبی را می‌پرورانید مشکلی ندارد! ما حتی شما را هم تشویق می‌کنیم! چرا که عمده مخترعین در ابتدا مورد تمسخر قرار می‌گرفتند ولی چیزی که در مورد آن مطمئن هستیم در حال حاضر آهنربای تک‌قطبی به‌صورت یک محصول در اینترنت یافت نمی‌شود و قدم گذاشتن در این وادی تنها سبب ازدست‌رفتن سرمایه شما خواهد شد.

روش های بسیار زیادی برای تولید انرژی رایگان از پسماندهای انرژی مانند آب جاری فاضلاب ساختمان‌های شهر وجود دارد که از نظر بنده بهتر است بروی آنها تمرکز کنید

شبیه سازی شیلد مغناطیسی در مکسول

در این قسمت می خواهیم با استفاده از نرم افزار Ansys Maxwell میدان های مغناطیسی دو آهنربا را که یکی بدون شیلد و دومی با شیلد می باشد را بررسی نماییم و درنهایت نشان دهیم که قرار دادن یک شیلد به ظاهر ساده چقدر می تواند در هدفمند کردن میدان های مغناطیسی یک Magnet تاثیر گذار باشد.

سوالات متداول آهنربای تک قطبی

آیا آهنربای تک قطبی وجود دارد؟

بله ولی به دلیل ناپایداری بسیار بالای آن، این ایده در حد تست های آزمایشگاهی باقی مانده است. دانشگاه Aalto و کالج Amherst در فنلاند برای نخستین بار توانستند نمونه ای از یک تک قطبی را به نمایش بگذارند.

آهنربای تک قطبی مصنوعی چیست؟

در این حالت با قرار دادان یک شیلد مغناطیسی (محافظ) در یک سمت یک آهنربای معمولی دو قطبی سبب می شویم شار نتواند به مسیر عادی خود ادامه دهد، در این روش درواقع با ایجاد تلفات بسیار زیاد مانع خروج شار می شویم، توجه داشته باشید این روش مناسب تولید انرژی نیست.

آیا منبع انرژی یک تک قطبی بی پایان است؟

مسلما خیر، تک قطبی نیز مانند یک آهنربای معمولی حاوی شار پسماند می باشد که با گذر زمان مقدار آن کم شده و درنهایت تبدیل به یک تکه فلز عادی خواهد شد.

آپدیت:

لینک آهنربای تک قطبی در وب سایت آمازون حذف گردیده است که به معنی حذف آن از سوی فروشنده می باشد. 1397/12/18

1415866183_Internet_Download_Manager      دانلود ویدیو انواع حالت ژنراتور با آهنربای تک قطبی | با حجم 10 مگابایت

1415866183_Internet_Download_Manager      دانلود ویدیو دانشگاه Aalto در زمینه تولید آهنربای تک قطبی | با حجم 12 مگابایت

راستی! برای دریافت مطالب جدید در کانال تلگرام PowerEn عضو شوید.

تلگرام
مهندس سیاه تیری
گرایش مورد علاقه‌ام ماشین‌های الکتریکی، بخصوص نوع دایرکت درایوها هست - عاشق کار با نرم‌افزارهای تخصصی هستم - هدفم انتقال تمام دانش تخصصی هست که در طی سال‌ها فعالیت به‌صورت پروژه محور (برای شرکت‌ها و افراد) کسب کردم و واقعاً خوشحال می شم بتونم کمکتون کنم. تموم موفقیت‌های داشته و نداشتم رو مدیون کسی هستم که بدون هیچ چشم داشتی کنارم موند. دانش‌آموخته کارشناسی ارشد برق - قدرت (ماشین‌های الکتریکی و الکترونیک قدرت) - دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی
همراه ما باشید در کانال تلگرام مهندسی برق کانال تلگرام PowerEn
اطلاع رسانی با ایمیل
اطلاع از
guest
12 دیدگاه
جدیدترین
قدیمی‌ترین محبوب‌ترین
Inline Feedbacks
View all comments
من ق
من ق
11 ماه پیش

سلام و عرض ادب به دوست‌داران علم. جهت اطلاع از ژنراتور به اصطلاح پاکستانی دروغی بیش نیست اگر به تخته دو لایه زیره دستگاه دقت کنید و میخهایی که به زمین کوبیده میشود و کوبل ژنراتور که یک فنر ضعیف می باشد که بهیچ عنوان نمیتواند ژنراتور در زیر بار را بحرکت درآورد و نکته آخر به لحظه ابتدایی که ژنراتور با دست میچرخد ولی لامپها خاموش هستند دقت کنید

سلیمان
سلیمان
1 سال پیش

باسلام اصل کار موتور جوان پاکستانی کمی مشکل دارد اگربادقت به زنراتور نگاه کنید باسرعتی بسیارپایین می چرخد ودرضمن هرقدراززنراتور بارمی کشد سرعت زنراتور تغیر نمی کند اصلآ بااین سرعت که زنراتوردارد نمی تواند یک لام 100وات را روشن کند.
اما اهنربای تک قطبی که دوستان دنبالش هستند بیشتر بخاطر معلق نگه داشت اجسام است نه تولید انرزی باتشکر

گرایش رشته تحصیلی
سایر
sarbeh
sarbeh
1 سال پیش

یعنی فقط باید آهنربا های داخل روتور رو تک قطبی کرد؟

گرایش رشته تحصیلی
الکترونیک
sarbeh
sarbeh
1 سال پیش

سلام
ببخشید من دقیق متوجه نشدم چرا اون موتور توی ویدیو اول در واقعیت نمیچرخه؟
اگه میشه یکم بیشتر توضیح بدین ممنون میشم

گرایش رشته تحصیلی
الکترونیک
جبرئیل قربانی
جبرئیل قربانی
1 سال پیش

سلام وعرض ادب خدمت همه دوستان فرهیخته وارجمند گروهی رابنام(گروه تولیدانرژی بدون سوخت)راه اندازی کرده ام،جهت نزدیک شدن یارسیدن به فرآیندتولیدانرژی کاملارایگان (free energy)،برای بهره مندی همه انسانهادرهرجای این عالم،بدون توجه به هرنوع مرزبندی سیاسی وزبانی ونژادی ودینی وکشوری . درهمین رابطه ازخردادماه سال94،به لحاظ سهولت برقراری ارتباط،درشبکه تلگرام،فعالت مون روآغازکردیم که اعضای آن متشکل ازمخترعین این راستاازسراسرکشور،دکترومهندسین برق،الکترونیک،مکانیک،مکانیک سیالات،کامپیوتروسایررشته های علمی وتمامی علاقه مندان به مبحث تولید انرژی رایگان( (free energyیاموتورهای بی نیازبه سوخت می باشندکه به عناوین مختلف دراین مقوله فعالیت های تجربی یا نظری داشته ویادارند. مابه دنبال ساخت دستگاه مولدانرژیی هستیم که بدون نیازبه هرنوع سوختی… بیشتر »

سهی
سهی
2 سال پیش

سلام/وقت گذاشتن برای تولید انرژی وقت هدر دادن هست.کلا تولید انرژی یعنی نقض قوانینِ بدیهی ترمودینامیک و نیوتن. تولید انرژی رایگان چیزی نیست که شما امروز جرقش توی ذهنتون خورده باشه از سالیان خیلی دور این ایده ها مطرح و ساخته شده و همیشه شکست خورده. به همه دستگاه های تولید انرژی به ماشین کار دائم گفته میشه که توی اینترنت پر از فیلم هایی هست که طرف وسیله ای ساخته که معمولا دورانی هست و انرژی تولید میکنه ولی همه این ها کاملا دروغ هست در مورد ساخت وسیله ای که با آهنربای تک قطبی کار میکند هم یک… بیشتر »

گرایش رشته تحصیلی
قدرت