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Prima di partire per le vacanze(ne ho veramente bisogno e..), vi espongo qui alcuni miei appunti- pazzoidi di come sto orientandomi verso la teoria del MEG. Molto e’ ancora da capire e decifrare ma spero che con l’aiuto di tutti possiamo venirne a capo. Buon divertimento e mi spiace se non ho fatto qualche disegnino per spiegare meglio la cosa….se serve vedrò di trovare un pò di tempo.
Ultimo consiglio: leggete i vari documenti su l’effetto Aharonov-Bohm, fase geometrica o di Berry, Spintronica e Paper of Meg e la teoria gia’da me descritta sul MEG nel sito di progettoMeg altrimenti, se considerate solamente la teoria elettrodinamica classica, quello che ho scritto non ha nessun senso.
1)Se Aharonov-Bohm modifica lo spin dell’elettrone:
Ormai e’ assodato che l’orientamento dello spin dell’elettrone in un materiale ferromagnetico porta a una variazione della sua conducibilita’ (come riferimento vedi il sensore GMR) .L’effetto avviene quando un campo magnetico e’ perpendicolare rispetto allo scorrere della corrente del materiale stesso. Se siete a digiuno dell’argomento vi consiglio di dare un’occhiata alla spintronica che puo’ aiutare a decifrare quello che descrivero’ piu’ sotto.
Come ben sappiamo gli elettroni possono avere 2 spin (up e down) e l’orientamento degli elettroni (dovuto alla magnetizzazione) nel materiale puo’ facilitare od ostacolare il passaggio degli elettroni di conduzione. In un generatore di corrente,l’orientamento degli elettroni e’ casuale ma esiste un metodo per poter riuscire a ‘polarizzare’ (cioe’ dividere gli elettroni di differente spin) sfruttando l’effetto Aharonov-Bohm.(da confermare se lo spin viene effettivamente cambiato!!!!)
Con esso potremmo disporre di 2 flussi di corrente di spin opposto .Per realizzare cio’ basta avvolgere 2 fili attorno ad un magnete con lo stesso numero di avvolgimenti ma con senso di rotazione opposto. Mettendo in parallelo i fili e alimentandoli,potremo creare due diversi percorsi attorno al nucleo (condizione essenziale per AB) e all’uscita avremo degli elettroni con spin opposti(supposizione…..non da tutti confermata)
Quello che voglio far notare e’ che l’effetto AB puo’ essere ottenuto solamente se gli elettroni che si muovono(corrente) circondano il campo B in entrambi i sensi di rotazione (vedi per maggiore chiarezza l’effetto Aharonov-Bohm ,e che non si ottiene quando si ha una singola fenditura al posto di 2)ed inoltre solamente se l’angolo da loro creato e’ multiplo di 180 gradi (fase di Berry, ancora da decifrare in modo chiaro per il caso AB).
I MEG fino ad ora costruiti non hanno mai considerato degli elementi importanti per poter sfruttare lo spin degli elettroni. La prima cosa da evitare quando si creano gli avvolgimenti e’ quella di utilizzare il rame come filo. Se infatti il rame e’ un ottimo conduttore, esso e’ un materiale diamegnetico e quindi impedisce l’orientamento dell’elettrone al suo interno.
Bisogna quindi fare a meno del rame come filo d’avvolgimento e trovare un sostituto che possa avere una buona conducibilita’ ed essere al tempo stesso ferromagnetico(con minima isteresi).
Inoltre,poiche’ in questo modo riusciremo ad ottenere sulle bobine un campo magnetico ad anello, bisognera’ costruire le pareti e il fondo del rocchetto con un materiale diamegnetico(da calcolare in modo adeguato per non vanificare la corrente della bobina che a sua volta creera’ un campo magnetico tradizionale all’interno del nucleo) in modo che le linee di forza girino tutte attorno al nucleo sfruttando il filo dell’avvolgimento che fungera’da secondo nucleo esterno.
Per catturare il campo E prodotto dalla variazione dello spin degli elettroni attorno alla bobina di controllo, bisognerebbe utilizzare due terminali piazzati alle estremita’ della bobina e che siano a contatto con il nucleo.(sfruttamento del potenziale A uncurling)
Inoltre dovremo avere 2 tipi di avvolgimento sulle bobine, uno bifilare (sfruttamento del potenziale vettore A tramite effetto AB) e uno classico’ in modo da creare un normale campo magnetico all’interno del nucleo (sfruttamento delle variazioni del campo B tradizionale).
Stesso medesimo discorso potrebbe valere per le bobine d’uscita (anche se qui la corrente viene fornita dalle variazioni di B).Quello che rende un po’ piu’ complicato il discorso per l’uscita e’ sapere cosa avviene nel momento in cui si ha lo switch. Se consideriamo la variazione di E (elettrodinamica classica) sulla bobina d’uscita,essa avra’ un andamento sinusoidale e l’istante esatto corrispondera’ al momento di cresta o ventre dell’onda se la frequenza corrisponde a quella di risonanza del circuito(infatti la variazione del campo B non e’ repentina come nella bobina di controllo dove abbiamo a che fare con il picco di Lenz).
Quello che invece assomigliera’ piu’ al picco di Lenz per il secondario,potrebbe essere il contributo del potenziale vettore A uncurling. Qui la variazione sara’ immediata (variazione di A piu’ brusca dovuta alla variazione di tensione all’ingresso) e quindi potremo avere un picco di tensione.
La soluzione potrebbe essere quella di dotare le bobine d’uscita con dei condensatori in modo da rendere meno violenti i bruschi salti di tensione.(invece per quelle di controllo vale il discorso opposto,piu’ brusca sara’ la variazione di tensione , piu’ Cop otterremo all’uscita e quindi niente utilizzo dei condensatori)
Inoltre un grosso problema sara’ quello di isolare porzioni del nucleo dalle correnti che vi circoleranno. Soluzione non fattibile se vogliamo sfruttare l’effetto AB per entrambe le bobine, ma, possibile se invece sfruttiamo il potenziale vettore solamente per le bobine d’ingresso o quelle d’uscita.(i due seminuclei per fortuna si possono separare e quindi basta inserire un isolante tra i due).
2)Se Aharonov-Bohm modifica solamente la fase del segnale (confermata e validata)
In questo caso il tutto cambia nuovamente e possiamo riutilizzare il caro vecchio filo ramato per le nostre bobine.
Questa volta dovremo sfruttare lo slittamento di fase che si ottiene facendo passare gli elettroni in un avvolgimento bifilare. Poiche’ non viene modificato alcunche’ a livello energetico, l’unica cosa che si potrebbe sfruttare e’ quello di usare il picco di Lenz a nostro favore.
Le correnti di Lenz si hanno nei momenti di switch del circuito e le loro caratteristiche sono tali che non permettono di avere una brusca variazione di corrente all’interno delle bobine (e quindi il campo B presenta un andamento sinusoidale).Se pero’ riuscissimo a sfasare esattamente di 180 gradi l’andamento del segnale (cioe’ ritardarlo tramite l’effetto AB), ecco che i picchi ci potrebbero dare un grosso aiuto. Nella situazione classica in cui togliamo alimentazione alla bobina, la corrente del picco di Lenz e’ massima perche’ cerca di contrastare la mancanza di alimentazione scaricando l’energia immagazzinata dalla bobina. Ma se riuscissimo ad avere uno sfasamento di 180 gradi, ecco allora che in quel momento il picco sarebbe esattamente l’opposto mostrando un picco negativo e quindi si avra’ una brusca interruzione di corrente. Di piu’, quando ridiamo alimentazione ci ritroviamo invece con il picco positivo di Lenz che alimenta di colpo la bobina.
Quindi anche in questo caso possiamo costruire due bobine, una tradizionale e una bifilare e adattare il circuito di controllo.
In questo caso invece non riesco a trovare nessun tipo di utilizzo pratico per le bobine d’uscite tranne se non aggiungiamo dei condensatori in parallelo alle bobine d’uscita.
Se consideriamo il circuito classico senza effetto AB, il condensatore e la bobina si scambieranno continuamente l’energia perdendone una piccolissima parte ad ogni ciclo. La potenza reale dell’uscita sara’ quindi molto bassa mentre l’energia apparente (V moltiplicato I senza contare lo sfasamento di 90 gradi tra i due) sara’ elevata.
Be penso che avete gia’ capito dove voglio arrivare……se potessimo riuscira a sfasare di 90 gradi i due segnali il gioco sarebbe fatto(si puo’ fare tramite AB? Ma….)
Il discorso fin qui fatto e’ solamente uno spunto per poter arrivare insieme ad un dibattito per riuscire a capire il MEG.
Fate pure considerazioni, domande, suggerimenti…..in modo da poter cambiare la base e trovare insieme una soluzione.
Ciao
Edited by sandro-meg - 5/9/2004, 19:29
Ultimo consiglio: leggete i vari documenti su l’effetto Aharonov-Bohm, fase geometrica o di Berry, Spintronica e Paper of Meg e la teoria gia’da me descritta sul MEG nel sito di progettoMeg altrimenti, se considerate solamente la teoria elettrodinamica classica, quello che ho scritto non ha nessun senso.
1)Se Aharonov-Bohm modifica lo spin dell’elettrone:
Ormai e’ assodato che l’orientamento dello spin dell’elettrone in un materiale ferromagnetico porta a una variazione della sua conducibilita’ (come riferimento vedi il sensore GMR) .L’effetto avviene quando un campo magnetico e’ perpendicolare rispetto allo scorrere della corrente del materiale stesso. Se siete a digiuno dell’argomento vi consiglio di dare un’occhiata alla spintronica che puo’ aiutare a decifrare quello che descrivero’ piu’ sotto.
Come ben sappiamo gli elettroni possono avere 2 spin (up e down) e l’orientamento degli elettroni (dovuto alla magnetizzazione) nel materiale puo’ facilitare od ostacolare il passaggio degli elettroni di conduzione. In un generatore di corrente,l’orientamento degli elettroni e’ casuale ma esiste un metodo per poter riuscire a ‘polarizzare’ (cioe’ dividere gli elettroni di differente spin) sfruttando l’effetto Aharonov-Bohm.(da confermare se lo spin viene effettivamente cambiato!!!!)
Con esso potremmo disporre di 2 flussi di corrente di spin opposto .Per realizzare cio’ basta avvolgere 2 fili attorno ad un magnete con lo stesso numero di avvolgimenti ma con senso di rotazione opposto. Mettendo in parallelo i fili e alimentandoli,potremo creare due diversi percorsi attorno al nucleo (condizione essenziale per AB) e all’uscita avremo degli elettroni con spin opposti(supposizione…..non da tutti confermata)
Quello che voglio far notare e’ che l’effetto AB puo’ essere ottenuto solamente se gli elettroni che si muovono(corrente) circondano il campo B in entrambi i sensi di rotazione (vedi per maggiore chiarezza l’effetto Aharonov-Bohm ,e che non si ottiene quando si ha una singola fenditura al posto di 2)ed inoltre solamente se l’angolo da loro creato e’ multiplo di 180 gradi (fase di Berry, ancora da decifrare in modo chiaro per il caso AB).
I MEG fino ad ora costruiti non hanno mai considerato degli elementi importanti per poter sfruttare lo spin degli elettroni. La prima cosa da evitare quando si creano gli avvolgimenti e’ quella di utilizzare il rame come filo. Se infatti il rame e’ un ottimo conduttore, esso e’ un materiale diamegnetico e quindi impedisce l’orientamento dell’elettrone al suo interno.
Bisogna quindi fare a meno del rame come filo d’avvolgimento e trovare un sostituto che possa avere una buona conducibilita’ ed essere al tempo stesso ferromagnetico(con minima isteresi).
Inoltre,poiche’ in questo modo riusciremo ad ottenere sulle bobine un campo magnetico ad anello, bisognera’ costruire le pareti e il fondo del rocchetto con un materiale diamegnetico(da calcolare in modo adeguato per non vanificare la corrente della bobina che a sua volta creera’ un campo magnetico tradizionale all’interno del nucleo) in modo che le linee di forza girino tutte attorno al nucleo sfruttando il filo dell’avvolgimento che fungera’da secondo nucleo esterno.
Per catturare il campo E prodotto dalla variazione dello spin degli elettroni attorno alla bobina di controllo, bisognerebbe utilizzare due terminali piazzati alle estremita’ della bobina e che siano a contatto con il nucleo.(sfruttamento del potenziale A uncurling)
Inoltre dovremo avere 2 tipi di avvolgimento sulle bobine, uno bifilare (sfruttamento del potenziale vettore A tramite effetto AB) e uno classico’ in modo da creare un normale campo magnetico all’interno del nucleo (sfruttamento delle variazioni del campo B tradizionale).
Stesso medesimo discorso potrebbe valere per le bobine d’uscita (anche se qui la corrente viene fornita dalle variazioni di B).Quello che rende un po’ piu’ complicato il discorso per l’uscita e’ sapere cosa avviene nel momento in cui si ha lo switch. Se consideriamo la variazione di E (elettrodinamica classica) sulla bobina d’uscita,essa avra’ un andamento sinusoidale e l’istante esatto corrispondera’ al momento di cresta o ventre dell’onda se la frequenza corrisponde a quella di risonanza del circuito(infatti la variazione del campo B non e’ repentina come nella bobina di controllo dove abbiamo a che fare con il picco di Lenz).
Quello che invece assomigliera’ piu’ al picco di Lenz per il secondario,potrebbe essere il contributo del potenziale vettore A uncurling. Qui la variazione sara’ immediata (variazione di A piu’ brusca dovuta alla variazione di tensione all’ingresso) e quindi potremo avere un picco di tensione.
La soluzione potrebbe essere quella di dotare le bobine d’uscita con dei condensatori in modo da rendere meno violenti i bruschi salti di tensione.(invece per quelle di controllo vale il discorso opposto,piu’ brusca sara’ la variazione di tensione , piu’ Cop otterremo all’uscita e quindi niente utilizzo dei condensatori)
Inoltre un grosso problema sara’ quello di isolare porzioni del nucleo dalle correnti che vi circoleranno. Soluzione non fattibile se vogliamo sfruttare l’effetto AB per entrambe le bobine, ma, possibile se invece sfruttiamo il potenziale vettore solamente per le bobine d’ingresso o quelle d’uscita.(i due seminuclei per fortuna si possono separare e quindi basta inserire un isolante tra i due).
2)Se Aharonov-Bohm modifica solamente la fase del segnale (confermata e validata)
In questo caso il tutto cambia nuovamente e possiamo riutilizzare il caro vecchio filo ramato per le nostre bobine.
Questa volta dovremo sfruttare lo slittamento di fase che si ottiene facendo passare gli elettroni in un avvolgimento bifilare. Poiche’ non viene modificato alcunche’ a livello energetico, l’unica cosa che si potrebbe sfruttare e’ quello di usare il picco di Lenz a nostro favore.
Le correnti di Lenz si hanno nei momenti di switch del circuito e le loro caratteristiche sono tali che non permettono di avere una brusca variazione di corrente all’interno delle bobine (e quindi il campo B presenta un andamento sinusoidale).Se pero’ riuscissimo a sfasare esattamente di 180 gradi l’andamento del segnale (cioe’ ritardarlo tramite l’effetto AB), ecco che i picchi ci potrebbero dare un grosso aiuto. Nella situazione classica in cui togliamo alimentazione alla bobina, la corrente del picco di Lenz e’ massima perche’ cerca di contrastare la mancanza di alimentazione scaricando l’energia immagazzinata dalla bobina. Ma se riuscissimo ad avere uno sfasamento di 180 gradi, ecco allora che in quel momento il picco sarebbe esattamente l’opposto mostrando un picco negativo e quindi si avra’ una brusca interruzione di corrente. Di piu’, quando ridiamo alimentazione ci ritroviamo invece con il picco positivo di Lenz che alimenta di colpo la bobina.
Quindi anche in questo caso possiamo costruire due bobine, una tradizionale e una bifilare e adattare il circuito di controllo.
In questo caso invece non riesco a trovare nessun tipo di utilizzo pratico per le bobine d’uscite tranne se non aggiungiamo dei condensatori in parallelo alle bobine d’uscita.
Se consideriamo il circuito classico senza effetto AB, il condensatore e la bobina si scambieranno continuamente l’energia perdendone una piccolissima parte ad ogni ciclo. La potenza reale dell’uscita sara’ quindi molto bassa mentre l’energia apparente (V moltiplicato I senza contare lo sfasamento di 90 gradi tra i due) sara’ elevata.
Be penso che avete gia’ capito dove voglio arrivare……se potessimo riuscira a sfasare di 90 gradi i due segnali il gioco sarebbe fatto(si puo’ fare tramite AB? Ma….)
Il discorso fin qui fatto e’ solamente uno spunto per poter arrivare insieme ad un dibattito per riuscire a capire il MEG.
Fate pure considerazioni, domande, suggerimenti…..in modo da poter cambiare la base e trovare insieme una soluzione.
Ciao
Edited by sandro-meg - 5/9/2004, 19:29
roprio come si fa' con un normale trasformatore.Solamente che l'onda scalare non attinge energia dal circuito.
). d'altra parte è pur vero ke in questo modo le perdite aumentano abbastanza la resistenza è maggiore..
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