Una nave senza vela ed elica. Disegno, descrizione

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Una nave senza vela ed elica. Suggerimenti per un modellista

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Canottaggio, vela, ruote, vite ... Quali altri tipi di navi conosci? Non indovinare. Il modello che ti offriamo per testare sul sito di prova non ha affatto un motore. Lo muove... acqua di mare. E il motore stesso funziona secondo il principio di un generatore MHD.

Puoi equipaggiare qualsiasi giocattolo con un tale motore, purché le dimensioni ne consentano il posizionamento e ci sia spazio sufficiente per la batteria. E per comprenderne il funzionamento, consideriamo brevemente come funziona il generatore MHD. La sua essenza è che converte l'energia di un gas o plasma ionizzato caldo in energia elettrica. Ecco la sua controparte modello. La figura 1 mostra un modello di generatore, ovviamente semplificato. Il plasma qui è sostituito da un elettrolita di una batteria alcalina e come nucleo vengono utilizzate le piastre di un trasformatore di alimentazione, le cui linguette centrali sono accorciate di 1,5-2 cm Lo spessore del nucleo è Ш16 -28 mm. Le sue dimensioni non sono fondamentali, ma la potenza dipende da esse. La bobina è avvolta su un telaio dielettrico con filo smaltato in rame con un diametro di 0,8-1,0 mm. È importante che l'intensità del campo magnetico nella fessura del nucleo sia di 10...20 oersted. Il numero di giri in ciascuna bobina è di 000-120 giri. Maggiore e minore è la distanza tra loro, maggiore è l'intensità del campo magnetico e quindi la portata dell'elettrolita.

Nave senza vela ed elica
Riso. 1. Generatore magnetoidrodinamico: 1 circuito magnetico, 2 canali, 3 rivestimenti.

Nella fessura del nucleo è presente un canale in plexiglass, sulle cui pareti opposte sono incollati elettrodi in lamiera di ottone o rame. Sono collegati a una sorgente CC con tensione regolata da 100 a 200 volt.

Il nostro modello di generatore MHD non genera elettricità, ma dimostra solo il principio di funzionamento. Ma può essere utilizzato come pompa di trasferimento dell'elettrolita. Avendo capito come funziona il layout, è facile capire il funzionamento del motore MHD, che installeremo nella custodia del modello.

Dai un'occhiata alla Figura 2. I dettagli del motore sono simili ai dettagli del layout del generatore. Vale la pena abbassarlo in una soluzione elettrolitica (e può essere acqua di mare o salata), applicando tensione, poiché un flusso di liquido elettrolitico si precipiterà nello spazio del nucleo. È lui che mette in moto il modello.

Riso. 2. Linee di campo dei campi magnetici ed elettrici del generatore MHD (clicca per ingrandire): 1 - linee del campo magnetico; 2 - circuito magnetico; 3 - bobina; 4 - linee di forza del campo elettrico; 5 - fodera.

Per facilitare l'inserimento del motore nel corpo del modello, è meglio prendere un'anima a forma di U, accorciando ciascuna spalla di 5 mm. La bobina può essere utilizzata come nella breadboard.

Prima dell'installazione, il motore viene impregnato di vernice nitro e asciugato. Gli spazi vuoti sono coperti con sigillante. Ma puoi usare con successo la colla epossidica, dopo aver preparato la superficie. Di fronte allo spazio del nucleo, due elettrodi sono installati con una leggera angolazione rispetto all'asse della nave.

Dopo aver controllato la qualità delle cuciture e aver verificato che non vi siano perdite, caricare il modello con una parte del carico, comprese le batterie. E ce ne sono molti: sei batterie scariche da una torcia. Se la cilindrata del modello non fornisce una tale "capacità di carico", il motore dovrà essere alimentato da una fonte situata sulla riva.

L'alimentazione di bordo è composta da sei batterie scariche collegate in tre: una tripla in parallelo, l'altra in serie. La batteria, assemblata in serie, è collegata alla bobina, e collegata in parallelo alle piastre. Ora vediamo cosa succede quando viene attivata la corrente elettrica. Nei campi elettrici e magnetici incrociati, la forza di Lorentz cercherà di spingere le molecole di elettrolita fuori dallo spazio vuoto, creando un flusso che farà avanzare il modello.

L'acqua di mare o altro elettrolita funge quindi da rotore del motore a induzione.

È possibile aumentare la portata del fluido, e quindi l'efficienza del motore, aumentando il potenziale sulle piastre nell'intercapedine o la corrente nella bobina. Ad esempio, aumentando la tensione utilizzando un convertitore a semiconduttore con un moltiplicatore e la corrente modificando il numero di batterie nella fonte di alimentazione.

Testare la barca, come capisci, è meglio farlo in acqua di mare o in bagno, sciogliendovi un pacchetto di sale da cucina.

Autore: N.Voronin

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I neuroscienziati usano spesso metodi optogenetici, in cui i neuroni nel cervello di un topo di prova vengono attivati dalla luce. Il neurone è fornito di una proteina di membrana fotosensibile che, sotto l'azione della luce, apre i canali ionici nella membrana; la ridistribuzione degli ioni tra i lati interno ed esterno della membrana genera un impulso nervoso. La luce può essere "condotta" nel cervello utilizzando una guida di luce in fibra ottica, fino al gene per una proteina fotosensibile, quindi i trucchi dell'ingegneria genetica vengono in soccorso. L'optogenetica consente di controllare selettivamente gruppi di neuroni chiaramente definiti, il che, ovviamente, ci fornisce molte informazioni sul lavoro dei singoli circuiti nervosi e di intere regioni del cervello.

Ma la luce non è l'unico interruttore che può essere utilizzato qui. I ricercatori della Salk University hanno creato un metodo sonogenetico alternativo, dal nome di quello optogenetico. Dal nome, puoi capire che qui stiamo parlando di suono, o meglio, di ultrasuoni, che innescano un impulso neurale. Gli ultrasuoni provocano vibrazioni meccaniche, cioè i neuroni hanno bisogno di un canale ionico che si apre e si chiude in risposta a uno stimolo meccanico. Stuart Ibsen e i suoi colleghi hanno utilizzato il TRP-4 come tale canale, attivando il suo gene in varie cellule nervose del nematode Caenorhabditis elegans.

Affinché il segnale ultrasonico funzionasse, non veniva trasmesso attraverso l'aria, ma attraverso l'acqua, in cui erano immersi piatti con vermi. Per un ulteriore miglioramento, è stata aggiunta anche una soluzione lipidica: dopo aver rimosso il solvente, i lipidi hanno formato uno strato di microbolle, che fungevano da risonatori aggiuntivi. Con l'aiuto di brevi impulsi sonori, è stato possibile far cambiare la direzione del movimento ai vermi che strisciano liberamente o regolare la frequenza delle contrazioni del corpo. L'effetto specifico dipendeva da quali neuroni erano dotati di "orecchie" - la proteina di membrana meccanosensibile TRP-4. Di per sé, appartiene al genoma del nematode, quindi se provi a fare lo stesso nei topi o nei ratti, dovrai prima scoprire come si comporterà il TRP-4 in un organismo completamente non correlato. Tuttavia, secondo gli autori del lavoro, per questi scopi, si può provare a modificare la proteina stessa, aumentandone l'efficienza e la compatibilità con le cellule estranee, oppure trovare altri analoghi naturali. I risultati sperimentali sono pubblicati su Nature Communications.

Il vantaggio della sonogenetica è che non è necessario introdurre una guida sonora nel corpo: le vibrazioni ultrasoniche arrivano ai neuroni dall'esterno. (Tuttavia, vale la pena notare che nell'optogenetica sono apparse opzioni quando i ricercatori si limitano all'irradiazione della luce esterna con maggiore permeabilità e le proteine sensibili alla luce nei neuroni rispondono a un segnale che li raggiunge attraverso lo spessore dei tessuti.) Inoltre, gli autori del nuovo metodo propongono l'uso del suono multicanale in modo che i diversi neuroni "ascoltano" qualcosa di proprio e, di conseguenza, sarebbe possibile osservare immediatamente il lavoro di diversi circuiti nervosi.

In precedenza, sono già apparse opere dedicate all'effetto stimolante degli ultrasuoni sul cervello di animali e umani; e Sony ha persino brevettato una tecnica che consentirebbe ai giocatori di annusare, assaggiare e ascoltare i suoni, tutto grazie alla stimolazione sonora. Nel caso della sonogenetica, stiamo parlando dell'effetto più specifico, focalizzato sulle singole cellule nervose, tuttavia, a causa delle necessarie manipolazioni di ingegneria genetica, è improbabile che questo metodo venga mai utilizzato sull'uomo.

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