摘要:

动机: 我的目标是建这么一个子系统,它能够使一个电灯泡磁悬浮起来,而这灯泡通常是利用相匹配的无线共振变压器供电。这个系统融合了两种我最感兴趣的科学现象:不稳定系统的反馈稳定化和无线电力传输。我相信这两者在这系统里面能够结合得非常好。
为了使一个灯泡悬浮起来,要去探索三个主要系统和研究一些技术。首先,设计一个相匹配的共振变压器,靠它把电源从驱动线圈无线发送到接收线圈,在无电源功率放大的情况下,大概可以在6英寸内传输。第二,设计一个传感器系统去清除在磁悬浮检测中遇到的典型问题。最后,设计一个反馈控制系统,这样的话我就可以利用第二部分设置的传感反馈去稳定地把一个磁铁悬浮在一个固定的位置。

实施:大概的目标装置如右图所示,一个带着铁磁芯的电磁体就放在装置的顶部,这样的话就可以使它的使用范围扩展到更往下的位置。在电磁体底部大概一英寸的位置,在那白炽灯泡里面安装一小堆不可见的直径0.5毫米的铷磁体。在电磁体的两端分别装有霍尔效应传感器,用来感应灯泡的位置。在电磁体周围绕着另一个线圈,初级共振变压器线圈,次级线圈位于灯泡里面的铷磁体附近。我们用电源功率5瓦磨砂LED灯泡去代替50瓦德白炽灯以获得同样的光的亮度和感觉,而发热和功率消耗则会相对减少。接收线圈和相对应的电子设备则接到同样位于灯泡内底部的对应的LED输出。
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