Levitator 2.0: Scheinbar schwerelos schwebender Magnet

Dieses Projekt lässt einen Magneten nicht "hängend" schweben, sondern über einer Oberfläche: Die Illusion ist perfekt, die Schwerkraft scheint ausgeschaltet.

Lesezeit: 8 Min.
In Pocket speichern
vorlesen Druckansicht Kommentare lesen 9 Beiträge
Von
Inhaltsverzeichnis

Die Idee, Objekte im Magnetfeld schweben zu lassen, ist nicht wirklich neu. Das in dieser Anleitung beschriebene Konzept bedient sich allerdings des Prinzips der magnetischen Repulsion, das heißt das Schweben wird mit abstoßenden Kraftwirkungen der Magnetfelder realisiert. Auch diese Art der magnetischen Levitation ist schon länger bekannt. Üblicherweise wird durch eine trickreiche Anordnung von vier Elektromagneten im Zentrum eines Ringmagneten sowie mit Hilfe einer komplexen elektronischen Regelung eine Magnetscheibe stabil in der Schwebe gehalten.

Im Internet sowie in diversen Fachzeitschriften wurden Bauanleitungen für solche repulsiven Magnetschwebeeinrichtungen vorgestellt, jedoch sind diese oft sehr aufwendig nachzubauen. Durch die Komplexität der elektronischen Regelung, den sensiblen mechanischen Aufbau und die mühsame Justierung ist der Nachbau dieser Geräte oft sehr schwierig und nicht selten von Misserfolg gekrönt. Der hier vorgestellte Entwurf besticht durch seine einfache Konstruktion und seinen problemlosen Abgleich. Durch die Verwendung eines Regelungs-ICs, das eigentlich für die Ansteuerung von PC-Schaltnetzteilen entwickelt wurde, kommt die Schaltung mit relativ wenigen Bauelementen aus.

Kurzinfo
  • Magnete schweben scheinbar schwerelos
  • Ringmagnet-Merkwürdigkeiten aufgeklärt
  • Einfache elektronische Regelung mit Schaltregler-IC

Checkliste

  • Zeitaufwand: 1 bis 2 Tage
  • Kosten: ca. 40 Euro
  • Löten: Lochrasterplatine bestücken
  • Elektronik: Spule wickeln, Verdrahtung
  • 3D-Druck: Spulenkörper und Abdeckungen anfertigen
  • Holzbearbeitung: Bohren und Gewinde schneiden in HPL-Platten

Material

  • HPL-, CFK- oder Plexiglasplatte 160 × 160mm, 12mm Dicke
  • 4 × M8 Senkkopfschrauben 40mm
  • 4 × M8 Flachkopfschrauben 60mm
  • 4 × Druckfeder 12mm
  • Spulenwickelkörper siehe Text
  • 1 Rolle Kupferlackdraht 0,25 mm Drahtdurchmesser
  • 4 × Gehäusefüße aus Gummi 15mm Durchmesser
  • Scheiben- und Stabmagnete laut Stückliste
  • 1 IC TL494
  • 1 Halleffektsensor SS495
  • Weitere passive Bauteile laut Stückliste
  • 1 (Laptop-)Netzteil 16V

Zur Verdeutlichung der Funktionsweise machen wir folgendes Experiment: Wir nehmen einen Ringmagneten, ein Stück Plexiglasrohr und einen Neodymmagneten. Die Ausrichtung des Ringmagneten soll so sein, dass dessen Nordpol nach oben zeigt. Bringt man nun einen Permanentmagneten von oben (in unserem Beispiel einen N42-Kugelmagneten mit 15mm Durchmesser) in die Nähe des Zentrums des Ringmagneten, stellt man fest, dass sich der Magnet in Richtung gleicher Polarität wie der Ringmagnet ausrichtet. Dies war zu erwarten. Nun zeigt der Südpol des Kugelmagneten auf die Nordpolfläche des Ringmagneten.

Immer mehr Wissen. Das digitale Abo für IT und Technik.

  • Zugriff auf alle Inhalte von heise+
  • exklusive Tests, Ratgeber & Hintergründe: unabhängig, kritisch fundiert
  • c't, iX, Technology Review, Mac & i, Make, c't Fotografie direkt im Browser lesen
  • einmal anmelden – auf allen Geräten lesen - monatlich kündbar
  • erster Monat gratis, danach monatlich 9,95 €
  • Wöchentlicher Newsletter mit persönlichen Leseempfehlungen des Chefredakteurs
GRATIS-Monat beginnen Jetzt GRATIS-Monat beginnen Mehr Informationen zu heise+