Ce este o frână magnetică?

O frână magnetică este un dispozitiv care folosește forțe magnetice puternice pentru a încetini un vehicul. Există diferite tipuri diferite de sisteme de frână magnetică, inclusiv cele care folosesc electromagneți pentru a acționa plăcuțele tradiționale de frecare și cele care folosesc repulsia magnetică în sine pentru a oferi rezistență. Acestea pot fi găsite pe o varietate de vehicule, de la trenuri la montagne russe.

Cel mai comun tip de frână magnetică este frâna electromagnetică, în care un curent electric trece prin magneți atașați la o pereche de plăcuțe de frână. Pe măsură ce sunt atrași unul de celălalt, magneții fixează frânele peste un disc de frână, care generează frecare pentru a oferi putere de oprire. Există mai multe variante ale acestui design, inclusiv așa-numitele frâne de siguranță, care folosesc magneți permanenți foarte puternici care sunt atrași implicit. Numai printr-un electromagnet opus care le menține în mod activ depărtate, acestea rămân deschise, astfel încât în ​​caz de întrerupere a curentului sau în altă situație de urgență, se cuplează automat.

Un alt tip de frână magnetică este cunoscut sub denumirea de frână cu curenți turbionari – un curent turbionar fiind forma de rezistență pe care o creează electromagneții pentru a încetini un vehicul. În loc să fie pur și simplu forța care aduce plăcuțele de frecare împreună, într-o frână cu curent Eddy, atunci când un curent electric trece prin doi magneți rotunzi aflați de fiecare parte a unui disc magnetic, curenții turbionari rezistă mișcării discului. Acest tip de forță este cunoscut sub numele de inducție electromagnetică.

Prin creșterea sau scăderea cantității de curent electric, puterea de oprire a unei frâne cu curent Eddy poate fi atenuată în mod corespunzător în sus sau în jos. Mai degrabă decât tampoanele care apasă mai tare pe un rotor, forța magnetică rezistivă este amplificată. Deși nu există contact fizic, procesul generează totuși o încetinire crescută, împreună cu căldură, ca urmare a rezistenței. Sistemele de frânare cu curenți turbionari sunt utilizate mai ales în vehiculele mai mari, cum ar fi trenurile.

Un subtip de frână cu curenți turbionari este cunoscut sub numele de frână cu curenți turbionari liniar. În loc de designul circular normal, bobinele magnetice sunt înfășurate în jurul unei șine drepte. Bobinele alternează între o sarcină magnetică pozitivă și cea negativă, astfel încât, atunci când sunt activate, generează rezistență și acțiune de încetinire. Acest design este mai puțin utilizat decât frânele electromagnetice tradiționale pe sistemele de tren, dar, în locuri precum Europa, devine din ce în ce mai comun pe sistemele feroviare de mare viteză.

Versiunile nealimentate ale designului liniar – care folosesc în schimb magneți permanenți, rari – sunt frâna de alegere pe majoritatea roller coaster-urilor. După cum va ști oricine care a călărit pe un roller coaster, aceste tipuri neelectromagnetice funcționează pe o bază de pornire și oprire și nu pot fi modulate cu ușurință. Acest lucru are ca rezultat perioade foarte bruște de decelerare și, din acest motiv, nu sunt o alegere populară pentru vehiculele mai orientate spre confort, cum ar fi trenurile.