Рис. 331. Магнитный «вечный двигатель» Д. Вилькенса

Рис. 332. «Вечный двигатель» с магнитом и шариком: 1 - пластмассовая коробка; 2 - магнит; 3 - стальной шарик

Еще сам Гильберт заметил, что если железо сильно нагреть, то оно совершенно перестает притягиваться магнитом. Сейчас температуру, при которой железо, сталь или сплавы теряют магнитные свойства, называют точкой Кюри, по имени физика Пьера Кюри, объяснившего это явление. Если бы эти магнитные свойства не терялись, то раскаленные болванки в кузницах можно было бы переносить магнитами, что очень заманчиво. Но это свойство позволило создать так называемую магнитную мельницу, или карусель. Подвесим на нити деревянный диск или поставим его на стальную иглу подобно стрелке компаса. Затем воткнем в него несколько спиц и приставим сбоку полюс сильного магнита (рис. 333). Чем не зубчатое колесо де Марикура? Разумеется, как и то колесо, наша мельница вращаться не будет, пока мы не нагреем соседнюю с магнитом спицу в пламени горелки и легким толчком не сообщим вращение. Нагретая спица уже не притягивается к магниту, а следующая стремится к нему, пока не попадет в пламя горелки. А пока нагретая спица пройдет полный круг, она остынет и снова притянется магнитом.
1

Рис. 333. Магнитная карусель: 1 - стальные спицы; 2 - магнит; 3 - пламя
Чем не вечный двигатель? А тем, что на вращение его уходит энергия горелки. Стало быть, этот двигатель не вечный, а тепловой, в принципе такой же, как на автомобилях и тепловозах. Работающие на этом же принципе магнитные качели легко построить и самому. Небольшой железный предмет подвесим на проволоке к вершине стойки качелей. Легче всего взять длинный кусок железной проволоки и скатать ее конец в небольшой комочек. Затем на небольшую подставку положим магнит, направленный одним полюсом вбок. Будем придвигать подставку с магнитом к подвешенному железному комочку, пока он не притянется к магниту.
Рис. 334. Магнитные качели: 1 - магнит; 2 - комок железной проволоки;
3 - пламя
Теперь подставим под качели спиртовку, свечу или другую горелку так, чтобы комочек оказался над самым пламенем (рис. 334). Через некоторое время, нагревшись до точки Кюри, он отпадет от магнита. Раскачиваясь в воздухе, он снова охладится и опять притянется к полюсу магнита. Получатся интересные качели, которые будут раскачиваться до тех пор, пока мы не уберем горелку.
Комочек, скатанный из проволоки, хорош для опыта тем, что он и нагревается, и охлаждается быстрее, чем, например, цельный стальной шарик. Поэтому и раскачиваться такие качели будут чаще, чем с шариком на нити.
В практике этот принцип иногда используют для автоматической закалки мелких стальных предметов, например игл. Холодные иголки висят, притянутые магнитом, и нагреваются. Как только они нагреются до точки Кюри, то перестают притягиваться и падают в закалочную ванну.
Обычное железо имеет достаточно высокую точку Кюри: 753 °С, но сейчас получены сплавы, для которых точка Кюри ненамного превышает комнатную температуру. Нагретый солнечным теплом, такой материал, особенно окрашенный в темный цвет, уже немагнитен. А в тени магнитные свойства восстанавливаются, и материал снова может притягиваться. Например, у металла гадолиния точка Кюри всего 20 °С.
Изобретатель и журналист А. Пресняков создал на этом принципе двигатель, непрерывно качающий воду в жаркой пустыне. Солнце сполна обеспечивает его своей энергией. Построена даже тележка, автоматически двигающаяся навстречу Солнцу и даже электролампе (рис. 335). Такие двигатели, работающие на чистой и даровой энергии Солнца, очень перспективны, особенно при

Рис. 335. Тележка А. Преснякова: 1 - магнит; 2 - обод из материала с
низкой точкой Кюри
освоении Луны и других планет. Чем не «вечные двигатели», о которых мечтал де Марикур?

Тема «вечных двигателей» сейчас очень активно обсуждается в Интернете, приводится уйма различных проектов, но потенциал этой идеи всё ещё не израсходован.

Одним из направлений «вечных двигателей» являются магнитные двигатели и преобразователи магнитной энергии. История использования магнитов для создания энергии уходит в века, ведь скрытая сила магнитов придавала им магическое значение и будоражила воображение. Сейчас в мире известно много патентов магнитных двигателей, часть информации ещё с советских времён засекречена, но пока ещё нет ни одного работающего двигателя, о котором было бы известно. Все те видео, что размещены на «YouTube», преследуют разные цели, но не демонстрацию работающего двигателя.

Экологичные японские мотоциклы

Самым старым магнитным двигателем, о котором известно широкому кругу, является магнитный двигатель «Perendev». Он, как всё гениальное, имеет простую и понятную конструкцию. Используя внешнее качественное изготовление и своё первенство, авторы умудрились даже найти покупателей на свои двигатели. Используемый в Японии магнитный двигатель « Минато » изначально номинировался как экономичный электрический двигатель с постоянными магнитами, он не входит в число автономных («вечных») двигателей. Сейчас на его базе в Японии производят экологичные гибридные мотоциклы.

Вариации магнитных двигателей так многообразны, что это отдельная тема, требующая большего объёма и времени для рассмотрения. Следует отметить, что магнитные двигатели в России имеют патенты не на «Изобретение», а на «Полезную модель».

Соответственно, запатентованы просто идеи, не имеющие возможности практической реализации, которые, может быть, никогда не смогут осуществиться по техническим или научным причинам.

Вечный двигатель, возможно, возможен

Следует пояснить, почему идея «вечного двигателя» на постоянных магнитах может привести к созданию работающего двигателя. Начнём с закона сохранения энергии: нет, я не хочу его отрицать, просто я думаю, что надо смотреть глубже. Многие задаются вопросом, откуда энергия? И говорят, что из ничего не может быть работы. А кто сказал, что магнитное поле - это ничего? Ведь оно имеет определённое значение плотности энергии магнитного поля, которая достигает 280 кДж/куб.м.

Это потенциальная энергия магнитного поля. И в магнитном двигателе происходит преобразование потенциальной энергии в кинетическую. Данный вид преобразования уже существует: это генератор постоянного тока. Если вы будете вращать или двигать проводник, то электрического тока в нём не произойдёт. Но когда вы сделаете это в магнитном поле, то в проводнике возникнет движение электронов - произойдёт преобразование потенциальной энергии магнитного поля в кинетическую энергию электронов.

А вот то, что магнитное поле не исчезает и не уменьшается после произведённой им работы, пока за рамками знаний человечества. Ведь мы не знаем, какая сила вечно вращает электроны вокруг ядра, заставляет не исчезать гравитационное поле, вращает планеты, заставляет светить Солнце. Проходят века, а энергия не исчезает (сильное магнитное поле всё-таки начинает ослабевать). Даже немного смешно, когда профессор из университета, который ведёт серьёзную научную работу, на эти вопросы начинает отвечать по-детски: «Ну, там какая-то сила чуть-чуть подкручивает». Зато этот же профессор, не задумываясь, говорит: работать не будет, потому что такого не может быть. Ясно одно, мы снова упёрлись в своё незнание мира, и скоро должен произойти очередной качественный скачок.

«Магнитный двигатель» № 34826

Я тоже являюсь автором одного из патентов с постоянными магнитами, идея зародилась ещё в детстве, но воплощение произошло только в 2003 году. При оформлении своего двигателя я использовал прототип «Двигатель на постоянных магнитах» (патент России № 2177201), но есть более схожий прототип «Постоянное устройство преобразования движения магнита» патента Джона Эклина (патент США № 3879622 от 22.04.75 г.). Мой патент называется «Магнитный двигатель» № 34826.

В отличие от большинства других изобретателей, я пошёл немного другим путём - применил ферромагнитный экран между магнитами. В данном двигателе используется способность магнитного поля быть изолированным с помощью ферромагнитного экрана.

Элементарный детский опыт: если к магниту прислонить стальную пластинку, то за пластинкой уже отсутствует магнитное поле. Только пластинка должна быть достаточно толстой, чтобы экранировать поле. Вторая хитрость: из физики мы знаем, да и из жизни тоже, что если сила, приложенная к телу, перпендикулярна перемещению тела, то эта сила не производит работы при данном перемещении.

Отсюда следует вывод: если мы будем перемещать в магнитном поле ферромагнитный экран, перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, то магнитное поле не производит работу сопротивления перемещению экрана. В то же время, экран, перекрыв всю поперечную площадь магнита, позволит поднести второй отталкивающийся магнит без преодоления сил магнитного отталкивания. Даже наоборот, второй магнит ещё и притянется к экрану. Если же вывести экран между магнитами, то магниты разлетаются в стороны.

Осталось придумать такую схему конструкции, чтобы перемещения узлов могли влиять друг на друга. Если измерить вредную работу на перемещение экрана и полезную работу перемещения магнитов, то образуется положительная разница работ, которую и можно использовать как постоянный источник дополнительной энергии.

Сейчас стали появляться новые материалы с выдающимися характеристиками (пиролитический углерод, оксид кобальта), которые позволят в будущем заменить ферромагнитный экран на антиферромагнитный или диамагнитный, что сильно снизит вредную работу и повысит производительность этого двигателя.

С того времени, как я оформил патент, прошло уже 12 лет, но у меня, как и у многих, нет работающего двигателя.

Основная причина в том, что сложность изготовления двигателя с современными сверхсильными магнитами достигает уровня производства двигателя внутреннего сгорания, плюс большая финансовая стоимость; в домашних условиях, как вы понимаете, это не сделать.

В процессе работы над двигателем я создал сайт, с помощью которого мне удалось пообщаться в Интернете, и вживую со многими людьми, занимающимися и интересующимися данной темой.

И почти все задают вопрос: почему эта технология не поддерживается государством или промышленностью? И сами на него отвечают: данная технология опасна для существующего мирового порядка, ведь при её внедрении могут произойти большие катаклизмы.

Пока что автономный магнитный двигатель не существует, но это не означает, что он невозможен вообще.

Проблемой вечного двигателя до сих пор занимаются очень многие энтузиасты из числа ученых и изобретателей. Эта тема особенно актуальна в свете возможного топливно- энергетического кризиса, с которым может столкнуться наша цивилизация.

Одним из наиболее перспективных вариантов считается вечный двигатель на постоянных магнитах, работающий, благодаря уникальным свойствам этого материала. Здесь скрывается большое количество энергии, которой обладает магнитное поле. Основная задача состоит в том, чтобы выделить и преобразовать ее в механическую, электрическую и другие виды энергии. Постепенно, магнит теряет свою силу, однако, она вполне восстанавливаться под действием сильного .

Общее устройство магнитного двигателя

В стандартную конструкцию устройства входят три основные составные части. Прежде всего, это сам двигатель, статор с установленным электромагнитом и ротор с постоянным магнитом. На один вал, совместно с двигателем, устанавливается электромеханический генератор.

В состав магнитного двигателя входит статический электромагнит, представляющий собой кольцевой магнитопроводс вырезанным сегментом или дугой. В электромагните имеется индуктивная катушка, к которой подключается электронный коммутатор, обеспечивающий реверс тока. Сюда же подключается и постоянный магнит. Для регулировки используется простой электронный коммутатор, схема которого представляет собой автономный .

Как работает магнитный двигатель

Запуск магнитного двигателя осуществляется с помощью электротока, подаваемого в катушку из блока питания. Магнитные полюса в постоянном магните располагаются перпендикулярно электромагнитному зазору. В результате возникающей полярности, постоянный магнит, установленный на роторе, начинает вращаться вокруг своей оси. Происходит притяжение магнитных полюсов к противоположным полюсам электромагнита.

Когда разноименные магнитные полюса и зазоры совпадают, в катушке выключается ток и тяжелый ротор проходит по инерции эту мертвую точку совпадения, вместе с постоянным магнитом. После этого, в катушке происходит изменение направления тока и в очередном рабочем зазоре значения полюсов на всех магнитах становятся одноименными. Дополнительное ускорение ротора, в этом случае, происходит за счет отталкивания, возникающего под действием полюсов одноименного значения. Получается так называемый вечный двигатель на магнитах, который обеспечивает постоянное вращение вала. Весь рабочий цикл повторяется после того, как ротор сделает полный круг вращения. Действие электромагнита на постоянный магнит, практически не прерывается, что и обеспечивает вращение ротора с необходимой скоростью.

С магнитами связаны многочисленные проекты «вечных двигателей», которые оказалось довольно трудно разоблачить.

В хронологическом порядке это выглядит так. Еще в XIII в. средневековый исследователь магнитов Пьер Перигрин де Марикур утверждал, что если магнитный камень обточить в виде правильного шара и направить его полюсами точно по оси мира, то такой шар завертится и будет вертеться вечно.

Сам де Марикур такого опыта не делал, хотя магнитные шары у него были, и другие эксперименты он с ними проделывал. Видимо, он считал, что сам недостаточно точно изготовил шар либо направил его полюсами не по оси мира. Но он настойчиво советовал читателям изготовить и опробовать магнитный вечный двигатель, добавляя: «Если выйдет, вы насладитесь, если нет – вините свое малое искусство!»

У этого же автора имеется описание еще одного «вечного двигателя» – зубчатого колеса с зубьями из стали и серебра через один. Если поднести к этому колесу магнит, утверждал де Марикур, колесо придет во вращение. Здесь де Марикур был очень близок к постройке хоть и не вечного, но по крайней мере теплового, двигателя, который в то время несомненно сочли бы за «вечный». Но об этом после, а пока о «настоящих» «вечных двигателях».

Любителей изготовлять магнитные «вечные двигатели» было великое множество. Английский епископ Джон Вилькенс в XVII в. даже получил официальное подтверждение изобретения им «вечного двигателя», но от этого последний не заработал. На рис. 331 показан принцип его действия. По мысли автора, стальной шарик, притягиваемый магнитом, поднимается по верхней наклонной плоскости, но, не достигнув магнита, проваливается в отверстие и катится по нижнему лотку. Скатившись, он снова попадает на прежний свой путь и так вечно продолжает свое движение.

На самом деле все выходило иначе. Если магнит был силен, то шарик не проваливался в отверстие, а перескакивал через него и прилипал к магниту. Если магнит был слаб, то шарик останавливался на полдороге на нижнем лотке, либо не сходил с нижней точки вообще. А вот «вечный двигатель», который построил сам автор в детстве, и был очень удивлен, когда тот не заработал.

В круглую пластмассовую коробочку, посаженную на спицу, как колесо на ось, помещался стальной шарик. Спереди нужно было поднести магнит, и коробочка-колесо должна была завертеться на спице (рис. 332). Еще бы: шарик притягивался магнитом, поднимался по стенке коробочки, как белка в колесе, как та же белка начинал, падая вниз, крутить колесо. Однако колесо вертеться не хотело. Как выяснилось, шарик под действием магнита поднимался, прижимаясь к стенке коробки, и падать вниз не собирался.

Рис. 331. Магнитный «вечный двигатель» Д. Вилькенса

Рис. 332. «Вечный двигатель» с магнитом и шариком: 1 – пластмассовая коробка; 2 – магнит; 3 – стальной шарик

Но существуют и реальные магнитные двигатели, которые с первого взгляда похожи на вечные.

Еще сам Гильберт заметил, что если железо сильно нагреть, то оно совершенно перестает притягиваться магнитом. Сейчас температуру, при которой железо, сталь или сплавы теряют магнитные свойства, называют точкой Кюри, по имени физика Пьера Кюри, объяснившего это явление. Если бы эти магнитные свойства не терялись, то раскаленные болванки в кузницах можно было бы переносить магнитами, что очень заманчиво.

Но это свойство позволило создать так называемую магнитную мельницу, или карусель. Подвесим на нити деревянный диск или поставим его на стальную иглу подобно стрелке компаса. Затем воткнем в него несколько спиц и приставим сбоку полюс сильного магнита (рис. 333). Чем не зубчатое колесо де Марикура? Разумеется, как и то колесо, наша мельница вращаться не будет, пока мы не нагреем соседнюю с магнитом спицу в пламени горелки и легким толчком не сообщим вращение. Нагретая спица уже не притягивается к магниту, а следующая стремится к нему, пока не попадет в пламя горелки. А пока нагретая спица пройдет полный круг, она остынет и снова притянется магнитом.

Рис. 333. Магнитная карусель: 1 – стальные спицы; 2 – магнит; 3 – пламя

Чем не вечный двигатель? А тем, что на вращение его уходит энергия горелки. Стало быть, этот двигатель не вечный, а тепловой, в принципе такой же, как на автомобилях и тепловозах.

Работающие на этом же принципе магнитные качели легко построить и самому. Небольшой железный предмет подвесим на проволоке к вершине стойки качелей. Легче всего взять длинный кусок железной проволоки и скатать ее конец в небольшой комочек. Затем на небольшую подставку положим магнит, направленный одним полюсом вбок. Будем придвигать подставку с магнитом к подвешенному железному комочку, пока он не притянется к магниту.

Рис. 334. Магнитные качели: 1 – магнит; 2 – комок железной проволоки; 3 – пламя

Теперь подставим под качели спиртовку, свечу или другую горелку так, чтобы комочек оказался над самым пламенем (рис. 334). Через некоторое время, нагревшись до точки Кюри, он отпадет от магнита. Раскачиваясь в воздухе, он снова охладится и опять притянется к полюсу магнита. Получатся интересные качели, которые будут раскачиваться до тех пор, пока мы не уберем горелку.

Комочек, скатанный из проволоки, хорош для опыта тем, что он и нагревается, и охлаждается быстрее, чем, например, цельный стальной шарик. Поэтому и раскачиваться такие качели будут чаще, чем с шариком на нити.

В практике этот принцип иногда используют для автоматической закалки мелких стальных предметов, например игл. Холодные иголки висят, притянутые магнитом, и нагреваются. Как только они нагреются до точки Кюри, то перестают притягиваться и падают в закалочную ванну.

Обычное железо имеет достаточно высокую точку Кюри: 753 °С, но сейчас получены сплавы, для которых точка Кюри ненамного превышает комнатную температуру. Нагретый солнечным теплом, такой материал, особенно окрашенный в темный цвет, уже немагнитен. А в тени магнитные свойства восстанавливаются, и материал снова может притягиваться. Например, у металла гадолиния точка Кюри всего 20 °С.

Изобретатель и журналист А. Пресняков создал на этом принципе двигатель, непрерывно качающий воду в жаркой пустыне. Солнце сполна обеспечивает его своей энергией. Построена даже тележка, автоматически двигающаяся навстречу Солнцу и даже электролампе (рис. 335). Такие двигатели, работающие на чистой и даровой энергии Солнца, очень перспективны, особенно при освоении Луны и других планет. Чем не «вечные двигатели», о которых мечтал де Марикур?

Рис. 335. Тележка А. Преснякова: 1 – магнит; 2 – обод из материала с низкой точкой Кюри

В истории попыток изобрести «вечный» двигатель магнит сыграл не последнюю роль.
Неудачники-изобретатели на разные лады старались использовать магнит, чтобы устроить механизм, который вечно двигался бы сам собой. Вот один из проектов подобного «механизма» (описанный в XVII веке англичанином Джоном Вилькенсом, епископом в Честере).

Сильный магнит А помещается на колонке. К ней прислонены два наклонных желоба М и N, один под другим, причем верхний М имеет небольшое отверстие С в верхней части, а нижний N изогнут.

Если, – рассуждал изобретатель, – на верхний желоб положить небольшой железный шарик В, то вследствие притяжения магнитом А шарик покатится вверх; однако, дойдя до отверстия, он провалится в нижний желоб N, покатится по нему вниз, взбежит по закруглению D этого желоба и попадет на верхний желоб М; отсюда, притягиваемый магнитом, он снова покатится вверх, снова провалится через отверстие, вновь покатится вниз и опять очутится на верхнем желобе, чтобы начать движение сначала. Таким образом, шарик безостановочно будет бегать взад и вперед, осуществляя «вечное движение».

В чем абсурдность этого изобретения? Указать ее не трудно.
Почему изобретатель думал, что шарик, скатившись по желобу N до его нижнего конца, будет еще обладать скоростью, достаточной для поднятия его вверх по закруглению D? Так было бы, если бы шарик катился под действием одной лишь силы тяжести: тогда он катился бы ускоренно. Но наш шарик находится под действием двух сил: тяжести и магнитного притяжения. Последнее по предположению настолько значительно, что может заставить шарик подняться от положения В до С. Поэтому по желобу N шарик будет скатываться не ускоренно, а замедленно, и если даже достигнет нижнего конца, то во всяком случае не накопит скорости, необходимой для поднятия по закруглению D.

Описанный проект много раз вновь всплывал впоследствии во всевозможных видоизменениях.
Один из подобных проектов был даже, как ни странно, патентован в Германии в 1878 г., т. е. тридцать лет спустя после провозглашения закона сохранения энергии!

Изобретатель так замаскировал нелепую основную идею своего «вечного магнитного двигателя», что ввел в заблуждение техническую комиссию, выдающую патенты И хотя, согласно уставу, патенты на изобретения, идея которых противоречит законам природы, не должны выдаваться, изобретение на этот раз было формально запатентовано. Вероятно, счастливый обладатель этого единственного в своем роде патента скоро разочаровался в своем детище, так как уже через два года перестал вносить пошлину, и курьезный патент потерял законную силу; «изобретение» стало всеобщим достоянием. Однако оно никому не нужно.

Источник: Я.И. Перельман. Занимательная физика. Книга 2.

Знаете ли вы?

об органических магнитах

Обычно магнетизм связан с железом, кобальтом, никелем или редкоземельными элементами.
Но вот в 1985 году в США был открыт первый органический магнит.
В 1991 году японцы создали сложный органический магнит, в состав которого входят углерод, водород, азот и кислород. Однако магнитные свойства этого вещества начинали проявлять лишь вблизи абсолютного нуля.
В 1997 году ученые нашли еще один органический магнит из немагнитного ванадия, окруженного молекулами тетрацианоэтилена, который магнитил до 75 градусов по Цельсию. Магнетизм в органических магнитах возникает потому, что атомы выстраиваются в них упорядоченным образом.
Однако, большая часть «органических магнитов», известных к настоящему времени, проявляют магнитные свойства только при низких температурах.

А есть ли магнитные свойства у широко распространенного на Земле углерода?
Ведь чистый углерод (графит, алмаз) не действуют на стрелку компаса.

Но вот в 2001 году в России были обнаружены ферромагнитные свойства у молекул фуллерена С60 , его остаточная намагниченность, сохранялась при температурах до 225°C (точка Кюри). Среди производных материалов от С60 оказалось много сверхпроводников. Фуллерен С60 обладает в полтора раза меньшей плотностью, чем графит, и вдвое меньшей, чем алмаз. Пытаясь увеличить эту плотность при помощи высоких давлений при высокой температуре, ученые получили несколько образцов еще одной формы углерода с выраженными ферромагнитными свойствами
Получается, что углерод может обладать ферромагнитными свойствами при обычных температурах.

Малая плотность органических магнитов позволит создавать легкие электромоторы и генераторы, магнитооптические устройства запоминания и хранения информации. Органические магниты гораздо дешевле металлических, и их легче изготавливать.

Любознательным

Оптическое «парение»

В воздушной и водяной струях можно наблюдать «парение» мячиков, и их устойчивость удивительна. Свет также способен «держать» шарики в воздухе: луч достаточно мощного лазера поднимает и удерживает во взвешенном состоянии прозрачные стеклянные сферы диаметром около 20 мкм. Как свет может поднять такой шарик? Как достигается устойчивость при горизонтальных возмущениях?

Оказывается...
Свет обладает импульсом и поэтому может оказывать давление. Лазер, используемый в описанных опытах, создает интенсивный пучок света, который способен поднять шарик. Устойчивость шарика обусловлена преломлением света внутри него. Интенсивность пучка лазерного света максимальна в центре. Пусть шарик несколько смещен относительно центра пучка, но не покидает его пределов. Свет, падающий на шарик у края пучка, преломляется внутрь шарика, проходит внутри него и затем, вновь преломляясь, выходит наружу в направлении к центру пучка. В результате луч лазера несколько отклоняется, и, следовательно, он должен действовать на шарик с некоторой силой. Свет, входящий в шарик несколько сбоку (по центру луча), тоже отклоняется, но уже не к центру, а вбок. За счет этих отклонений возникает как подъемная сила, так и сила, действующая вбок. Интенсивность света, отклоняемого к центру шарика, меньше, чем интенсивность света, отклоняемого в сторону, поэтому результирующая сила направлена к центру. Если шарик отходит от центра луча, то эта результирующая сила возвращает его.