上推式磁悬浮DIY(手把手教你玩转磁悬浮)
小学生科技小制作stem玩教具儿童物理小发明diy科学实验磁悬浮笔
小学生科技小制作stem玩教具儿童物理小发明diy科学实验
磁悬浮笔
大家都知道磁悬浮列车利用磁场“同性相斥”的原理，让列车具有抗拒地心引力的能力，使车体完全脱离轨道，悬浮在距离轨道约1厘米处腾空行驶。
本节实验也正是利用这个原理能把笔悬浮起来。
是不是感觉很神奇呢？大家试试看能不能让笔悬浮起来。
实验第一步：用双面胶把磁铁定位在底板上，注意：磁相同颜色的朝上。
实验第二步：注意红色都是朝外面的，用o型圈把磁铁定位在笔芯上。
实验第三步：调节笔芯上磁铁的相对位置，看看谁先做好
实验原理：原理揭示“磁极”的性质
磁悬浮原理并不深奥。
它是运用磁极“同性相斥，异性相吸”的性质，使磁铁具有抗拒地心引力的能力,即“磁性悬浮”。
知识拓展：“磁悬浮”在我们日常生活中的应用
磁悬浮技术起源于德国，早在1922年德国工程师赫曼.肯佩尔就提出了电磁悬浮原理，并于1934年申请磁悬浮列车原理示意图，并申请了磁悬浮列车的专利。
上海磁悬浮列车是世界上第一段投入商业运行的高速磁悬浮列车，设计最高运行速度为每小时430公里，仅次于飞机的飞行时速。
DIY磁悬浮玩具的做法(图解)
DIY磁悬浮玩具的做法(图解)下面的图片和文字是一名电子学高手教大家如何轻松DIY一个漂浮在空中的小玩具。
就像在商店里卖的漂浮地球仪一样，它可以让带有磁铁的物体浮在空中，只不过这个装置结合了永磁铁和电磁铁，利用一个微控制器和一个IR感应器，当内部装有磁铁的小物体放在电磁铁的下方，IR感应器就会感应到物体的存在，微控制器就会启动电磁铁并调整磁力大小，当小物体受到向上的磁力和向下的重力相同时，它就会漂浮在空中，漂浮的位置和高度取决于重量和磁力大小。
工作原理图如下：一、材料准备所需材料如下：- ATMega168 Microcontroller - 1 16-20 MHz Crystal- 28 Pin Socket- Dual Full H Bridge IC- 1 Power NPN- 2 Electromagnets- 1 Bicolour LED- 2 IR LED- 1 IR Photodiode- 1 5V Regulator- 2 Leveling Capacitors- 1 SPST Switch- 1 NO Button- 1, 470 Ohm Resistor- 1, 5 Ohm Resistor- 1 Universal Breadboard- 2 Cases- Plexiglas- Solder- Hot Glue- Steel Wire- Vinyl Tubing- 3 or more 1/4%26quot; diameter x 1/4%26quot; thick rare earth magnets (for the base) - 2 or more 1/2%26quot; diameter x 1/8%26quot; thick rare earth magnets (for the objects)所需工具：- Soldering Iron- Hot Glue Gun- Desoldering Pump- 3rd Hand- Plexiglas cutter二、底座的准备使用收音机的发射盒作为底座，装戒指的盒子用来装点磁铁和感应器。
磁悬浮螺旋桨平衡仪制作过程
磁悬浮螺旋桨平衡仪制作过程 这篇文章真的是刷新了小编的三观，原来国外的人屌丝起来一点不比国人差，不过，在创客眼中，这些都不是重点，能够把自己的想法实现出来，是任何事都比不了的成就感。
第1步： 第2步： 第3步： 第4步： 第5步： 第6步： 第7步： 第8步： 第10步： 第11步： 第12步： 第13步： 第14步： 第15步： 第16步： 拆硬盘之前记得先把内容备份，然后用螺丝刀拆开就可以了。
如果中途遇到比较难拆的卡扣，锤子解决之。
其实硬盘比我们想象的要结实，所以不用担心硬盘会被砸烂。
然后把里面的磁铁取出来，重复上述步骤，再取三个出来。
现在你应该有4块磁铁，如果真的不差钱，可以拆个固态硬盘什幺的~ 第18步： （怎幺还是在拆东西，楼主你出来，我们好好谈谈）其实不能怪我啦，谁让楼主是个穷逼呢。
言归正传，跟上一不一样，拿螺丝刀把光驱拆下来，拆不下来的部分就用锤子砸，早的时候注意别把轴承砸坏就可以了。
把轴承取出来（如图）。
然后你的光驱就可以进垃圾箱了，或者，塞到你同事的电脑里~（有什幺后果我可不负责） 第19步： 拆服务器——取出硬盘盒 第20步： 第21步： 从网上下载下来服务器的操作手册，然后想把发把服务器的外壳拆下来，然后拧下螺丝，把硬盘盒拆下来。
剩下的部分就随你处置咯。
第22步： 钻孔 第23步： 第24步： 钻孔用的是3mm的钻头，因为这个直径的孔很多螺丝都适用。
如果没有就去买一个，很便宜。
（如图）在木板两头各钻2个孔出来，旁边划一道黑线作为参照物。
当然保险起见，最好先用角度平尺量一下，打完孔后要看轴承能不能塞进去。
如果没有角度平尺，最好找个有经验的师傅帮你你看一下。
然后去四个螺丝钉把他们拧到打好的孔里，拧紧。
如果一切顺利的话，到这一步80%的工作就搞定啦。
第25步： 拆笔 第26步： 第27步： 把笔头拧下来，然后用砂纸打磨。
咱们的目的是把那个孔磨的足够大，这样一来轴承才能放进去。
制作磁悬浮资料
自制要点:被悬浮的必须是磁力强体积小的磁铁,推荐使用球形钕铁硼磁铁,非球形也行.漆包线很贵,线圈不必绕那么多圈,绕到我这个的一半就可以达到和我这个一样的磁场了,但是绕得越多,越省电.两个可变电阻的阻值必须调试到合适才能悬浮且稳定.霍尔元件的位置应该处于线圈中心.霍尔元件在很多家电上都有用到,去家电维修部买就可以了,可以买3503,也可以买别的型号,但是要注意买输出线形量的,不是开关量的我说说我的理解：小球的轻微扰动会导致空间磁场变化，霍尔元件把这个变化感应成线性电位信号反馈。
两个500K电阻的分压可以让运放输出有一个直流偏压，防止三极管工作在截至区(调节静态工作点)。
200K电位器的作用是调节霍尔元件信号的平衡位置， 500K电位器的作用是调节控制电路的灵敏度（或者是调节前级放大倍数防止后面的放大电路饱和），两级运放间RC滤波器是滤除纹波让线圈的磁场更平稳。
霍尔元件的反馈信号被两级运放和三极管放大了很多倍，只要磁场一有扰动，就会驱动线圈电流变化让磁场趋于恒定。
不过电容不是为了滤除波纹,而是微分控制,也就是根据小球的速度来改变线圈电流的大小.如果不加电容,就只根据小球位置来改变了.“磁悬浮”现在已经变成家喻户晓的名词。
但现在大家熟悉的磁悬浮都是利用磁场的斥力把铁磁体向上方托起，磁悬浮列车就属于这一种。
可是你见过凌空悬着的“磁悬挂”吗？我设计制作了一个不算复杂的电子装置，就能演示这种不寻常的科学现象。
材料R1——R6均为1/4W碳膜电阻，R7、R8为1/4W微调电位器。
C1：1uF无极性电解电容。
IC1：四运算放大器集成块LM324。
VT1：9013。
霍尔元件：3503。
霍尔元件被广泛用在家电上，电子市场或家电维修部都能买到，可以买3503,也可以用别的型号,但购买时须说明是线性输出的,错买了开关型的不能用。
在电路图中没画出霍尔元件的接法，应该把有字的一端朝向自己，三个管脚从左到右依次接电源正极、接地、接电路中的信号输入端。
自制磁悬浮装置
自制磁悬浮装置Magnetic Levitation张皓2009.5.6 china磁悬浮是一项很有发展前途的项目，我在网上找到两种控制方法，一种是利用模拟运算放大器进行PD控制 ,另一种是通过AVR单片机进行软PD控制，我参照了运放的电路制作了装置，磁铁终于悬浮在空中了.悬浮的效果结构如图,传感器放置在下方感知磁铁磁场强度,通过电路,反馈控制上方线圈的电流,使磁铁处于动态的平衡中.装置的电感从日光灯泡的电子镇流器中卸出,为合适,将下方两侧的磁芯切除,保留中间和上方的磁芯.封闭的磁芯使磁力线从磁芯穿过,就很难吸引下方磁铁了.磁芯有无的影响:有磁芯可以增强线圈的磁场,降低线圈数与能耗,此外磁芯与磁铁的吸引力可以抵消一部分重力,但是有磁芯磁铁就不能太靠近电感,否则会被牢牢吸住.总之有磁芯的利大于弊.支架利用打火机弯曲有机玻璃制成。
首次焊接的电路(图片)，效果不理想，电路基准与比例共用一个运放，调试困难，输出电流不是呈直线,于是我改进了电路:各运放的接法与功能列表如下如果使用集成霍尔元件，无需限流，分压电阻也要调整。
基准与比例电路分离。
22UF电容为微分电容，串一小阻值电阻，否则一些毛刺就会使输出电压上下振动。
IC-F2输出端的LED指示磁场的强弱,2k电阻避开LM324的0.7V死区电压。
IC-F3恒流源用于消除三极管放大倍数影响。
续流二极管防止电感反激电流损坏三极管，三极管选用中大功率管.4.7UF、104仅用于消除电感的声音噪声。
磁铁有三种不稳定情况,如上图所示,其中前两种最终会导致生效,第一种可通过滤波或微分电路消除,第二种遇到后我想来好长时间,感谢上帝帮助,只要下面固定一重物就可以解决了.实际操作中我在磁铁下方粘贴了一块马赛克玻璃,就不会倾翻了.调试过程：将磁铁放于底座(霍尔传感器上方)，强度指示LED亮，然后缓慢离开.在合适的高度,如果LED仍然亮,顺时针调节基准电位器,直到LED熄灭.接通线圈电路,磁铁即悬浮半空中昨天跑赛格买元件，没白买了。
磁悬浮陀螺制作方法
磁悬浮陀螺制作方法
磁悬浮陀螺（简称MFU）是一种利用磁力学原理而制作的复杂装置，它可以实现悬浮不动的陀螺旋旋转，它又称“磁悬浮陀螺体”或“超级陀螺”。
它通常由整体结构、磁材料、电机及驱动靶等部分组成。
实现磁悬浮陀螺的制作，要从材料的选择、磁源的安装、电机的驱动及结构的设计等几个方面着手，具体步骤如下：
A、材料的准备
（1）材料准备：使用特殊物质，尤其是特殊磁性物质，主要有磁性铁和磁性铝，使用硬木等制作结构，以及电机和驱动装置等。
（2）磁源准备：磁源是提供高负荷磁力学能量供给的核心部分，选用磁铁、已磁化的永磁体等。
B、磁源的安装
（1）安装磁源：将准备好的磁源安装到磁悬浮装置的应用平台上，它可以实现悬浮不动的旋转效果。
（2）调整磁源：通过调整磁源的方位和结构，使之与磁悬浮装置的结构结合，进一步增强它的磁力，以保证磁悬浮装置在运行时保持悬浮不动。
C、电机驱动和结构设计
（1）电机驱动：由于磁悬浮装置要进行旋转，因此要安装一个驱动电机，电机驱动的转速必须和磁悬浮陀螺的空间矢量保持一致。
（2）结构设计：安装完电机后，还需要对磁悬浮装置的整体结构进行设计，使其能够悬浮不动地旋转，充分释放出磁力学能量。
3、总结
磁悬浮陀螺的制作需要从材料的选择、磁源的安装、电机的驱动和结构的设计等几个方面着手，使用特殊磁性物质，提供高负荷磁力学能量，利用电机使其悬浮不动地旋转，最终能力释放出磁力学能量。
磁悬浮小制作原理
磁悬浮小制作原理磁悬浮技术是一种基于电磁原理的现代高科技技术，它利用电磁力使物体在无接触的情况下悬浮于空中，并能通过电磁力维持物体在一定的位置。
磁悬浮技术广泛应用于磁悬浮列车、磁悬浮轴承、磁悬浮风力发电等领域。
磁悬浮技术的原理主要是基于两个基本原理，即磁力和电流产生的磁场。
当电流通过导线时，会在导线周围产生一个磁场，而电流和磁场之间存在一种相互作用力，即洛伦兹力。
洛伦兹力的方向垂直于电流方向和磁场方向，大小与电流、磁场强度和长度有关。
当两个导体之间有电流通过时，它们之间会有相互作用的力。
如果一个导体上的电流通过一个弯曲的线圈，而另一个导体上的电流通过另一个相同形状的线圈时，这两个线圈之间就会发生相互作用的力。
这种相互作用力可以通过改变电流的大小、方向和线圈形状来进行调节。
在磁悬浮技术中，通常使用超导体来制作磁悬浮装置。
超导体是一种在低温下具有超导性能（零电阻和完全排斥磁场）的材料。
通过将超导线圈冷却到超导态，可以实现磁悬浮。
具体来说，磁悬浮装置通常由两个部分组成：悬浮物体和悬浮系统。
悬浮物体可以是一个或多个磁性物体，例如磁铁。
悬浮系统由超导线圈和电源组成。
悬浮物体的磁性物体产生磁场，而超导线圈产生的电流会产生一个与磁性物体的磁场相反的磁场。
由于洛伦兹力的作用，这两个磁场之间发生的相互作用力使得磁性物体悬浮在空中。
通过调节超导线圈的电流，可以调整相互作用力的大小，从而控制悬浮物体的位置。
为了保持悬浮物体的稳定，通常会采用反馈控制系统。
该系统通过检测悬浮物体的位置，并通过调整超导线圈的电流来纠正任何偏差。
通过不断地检测和调整，可以保持悬浮物体在一个稳定的位置。
磁悬浮技术的应用非常广泛。
在磁悬浮列车中，磁悬浮技术可以使列车在高速运行时减少与轨道的摩擦，提高列车运行效率。
在磁悬浮轴承中，磁悬浮技术可以减少机械磨损和能源损耗。
在磁悬浮风力发电中，磁悬浮技术可以减少机械部件的摩擦和噪音。
总的来说，磁悬浮技术基于电磁原理，利用洛伦兹力的作用使物体在无接触的情况下悬浮于空中。
上拉式磁悬浮电路小析
上拉式磁悬浮电路小析（最简化电路，仅需一个运放）(2011-04-30 03:39:37)转载▼分类：好玩的科学标签：磁悬浮电路分析早几次的博文中曾介绍过一个用反馈电路将钕铁硼磁铁悬浮在空中的实验。
当时是照搬动力哥博客上的电路图。
开始理解得不是很深入，后来自己对着这个电路东敲西打，做了各种改动的尝试（其间烧毁三极管一个，烫伤手指一根），发现如下的简化版电路也可以工作（但是悬浮的时间比原来的那个电路要短）：电路只使用了一级放大，放大倍数约为1000。
第二个运放起到一个转换输入输出电阻的作用。
连接在三极管基极和发射极的电容我发现有至关重要的作用。
如果没有它，磁铁大于几个赫兹的小振动会被放大，很快就不稳定而掉落了。
有了它，这些“高频”的振动就会被滤掉，磁铁稳定悬浮可达数十秒钟（原来的那个电路可以悬浮达数分钟或更久）。
而其他更低频的振动，比如一个赫兹以下的，反馈都能应付得过来。
为什么会是这样，得需进一步的分析电路的频率响应，这就不是我这个业余爱好者能胜任了。
各位高人前辈不吝赐教。
动力哥博客中介绍的电路用了两级放大，第一级和第二级中有个微分电容。
我的尝试表明那个电容作用不大，不如把它用来稳定三极管基极电压的作用明昨天还用示波器看了一下输出到三极管的电压。
本来是想输入一个1mV的正弦波，看输出的放大倍率是否是1000 。
结果一看吓一跳。
在根本没有输入正弦波的情况下，输出已经是在拼命的震荡了，见下示意图：这些震荡不具有确定的单一频率，但是主要频率成分大概是2 兆赫。
这么高频的震荡，都快赶上调频收音机的信号了。
我估计这是由于输入的噪音引起的。
因为只需要两毫伏的噪音幅度就可以让这个放大1000倍的电路疯狂了。
幸好这个震荡频率高，三极管那里基本上反应不过来，所以接收到的只是一个平均电压2.5V 。
调试要点：电路调试的时候，最好是串联一个电流表在线圈上，时刻监测，使得调试静态工作电压变得简单。
Update:不甘心于悬浮的振荡会迅速自激，于是上网搜索“放大电路自激振荡”，发现一般放大电路会在电源正负极加上一个大电容以滤去可能引起振荡的噪声。