1. Forces impliquées:
* Force gravitationnelle: La force principale que vous devez contrer est la gravité. Ceci est calculé comme f_gravity =m * g, où m est la masse et g est l'accélération due à la gravité (environ 9,8 m / s²).
* Force magnétique: La force magnétique doit être égale et opposée à la force gravitationnelle pour maintenir la lévitation. Cette force est générée par des électromaignes, et sa résistance dépend du courant qui traverse les bobines, du nombre de virages et de la perméabilité magnétique du matériau central.
2. Consommation d'énergie:
* Résistance à la bobine: Les bobines dans les électromagnets ont une résistance, conduisant à la dissipation de puissance comme chaleur (p =i² * r, où i est le courant et r est la résistance).
* Stockage d'énergie: Les champs magnétiques stockent l'énergie et vous devrez tenir compte de l'énergie nécessaire pour établir et maintenir le champ magnétique. Ceci est lié à la densité de flux magnétique (b) et au volume du champ magnétique.
3. Calcul simplifié:
Une approche simplifiée pour estimer le pouvoir nécessaire est de considérer ce qui suit:
* Supposons une force constante: Supposons que la force magnétique requise pour contrer la gravité est constante.
* négliger le stockage d'énergie: Initialement, ignorez l'énergie stockée dans le champ magnétique.
* Utilisez une équation de force magnétique simple: Pour un modèle simplifié, utilisez la formule f_magnétique =(μ₀ * n² * i²) / (2 * a), où:
* μ₀ est la perméabilité de l'espace libre (4π x 10⁻⁷ h / m)
* N est le nombre de virages dans la bobine
* I est le courant à travers la bobine
* A est la zone de la bobine
4. Étapes:
1. Déterminez la masse (M): C'est la masse que vous voulez léviter.
2. Calculer la force gravitationnelle (f_gravité): Utilisez la formule f_gravity =m * g.
3. Choisissez les paramètres de la bobine: Déterminez le nombre de virages (n), la zone de bobine (a) et le courant (i) souhaité.
4. Calculer la force magnétique (f_magnétique): Utilisez la formule f_magnétique =(μ₀ * n² * i²) / (2 * a).
5. Ajustez les paramètres de la bobine: Si f_magnétique n'est pas égal à F_Gravité, ajustez n, i ou a pour atteindre l'équilibre.
6. Estimer la dissipation du pouvoir: Utilisez p =i² * r, où r est la résistance des bobines.
5. Considérations importantes:
* Complexités du monde réel: L'approche ci-dessus est une simplification. Les systèmes du monde réel doivent tenir compte des facteurs tels que:
* Stabilité dynamique: Le maintien de la lévitation nécessite un contrôle actif pour compenser les perturbations et les changements de masse.
* Interactions de champ magnétique: Les champs magnétiques peuvent interagir avec d'autres matériaux à proximité, ce qui a un impact sur la stabilité.
* Stockage d'énergie: L'énergie requise pour construire le champ magnétique peut être significative.
6. Simulation et tests expérimentaux:
Pour des calculs de puissance précis, des logiciels de simulation ou des tests expérimentaux sont recommandés.
N'oubliez pas que ce ne sont que des estimations initiales. Les besoins en puissance réels varieront en fonction de la conception et des conditions de fonctionnement spécifiques.
