¿Pueden las corrientes de Foucault magnéticas detener una bala?

Esta es la teoría para un escenario de ciencia ficción. En aras de la especulación, suponga que el poder no es un problema.

He leído sobre corrientes de Foucault y sé que pueden ejercer fuerzas de arrastre sobre objetos que se mueven paralelos a la fuente del campo. Lo que quiero saber es si pueden ejercer la misma fuerza sobre un objeto que se mueve directamente hacia la fuente del campo.

Wikipedia para los interesados: https://en.wikipedia.org/?title=Eddy_current

La situación teórica sería una especie de escudo magnético que utiliza potentes electroimanes (POWER ILIMITADO) incrustados en el casco de un buque insignia para agotar la energía cinética de las municiones conductoras entrantes. No necesito especular si esto sería necesario, o ventajas/desventajas, solo quiero saber si es posible.

Por supuesto. Tome el campo magnético en la superficie de una estrella de neutrones y estará en el negocio. Sin embargo, 12 o incluso 25T de un imán de investigación física no lo harán. Sin embargo, podría imaginar que un campo magnético ondulante optimizado podría usarse para detener algo del tamaño de una bala dentro de la distancia de un par de metros, pero dejaré que alguien más haga los cálculos. Habiendo dicho eso, técnicamente esto no es una solución. Realmente no hay una solución para defenderse de los cañones de riel con penetradores de tungsteno. ¿Por qué cree que la Marina los quiere?
@CuriousOne 25T ¡Dioses! Estoy un poco fuera de contacto, así que busqué en Google "campo magnético más alto alcanzado". Tuve que reírme: una de las entradas, de Science Daily, presentaba un anuncio (casualmente no relacionado) de un dispositivo de seguimiento de llaves de automóviles. Su leyenda, bajo el informe de un campo pulsado de 90T, era "Nunca vuelvas a perder tus llaves": las llaves de los coches junto a un imán de 25T evocan una imagen mental bastante interesante.
@WetSavannaAnimalakaRodVance: Solía ​​trabajar en un laboratorio con imanes de 8T y 12T. Cualquiera que fuera visto con un destornillador cerca de los imanes recibió una buena reprimenda... por una buena razón. El impacto de un objeto metálico de este tipo cerca de la perforación habría destruido o dañado el criostato y puesto en peligro a las personas.
@CuriousOne me lo puedo imaginar. Estuve involucrado en el procesamiento de señales para dispositivos de imágenes médicas de 1T a 2T. Las muertes, afortunadamente rara vez porque la gente aprendió rápidamente de ellas, sin embargo formaron un folclore espantoso tejido a partir de relatos de muertes tempranas: botellas de oxígeno en la habitación de al lado y, lamentablemente, muertes de pacientes por prótesis, especialmente pequeños clips en el cerebro para restañar aneurismas cerebrales que la gente pensó erróneamente que no serían un problema.
@WetSavannaAnimalakaRodVance: El folclore siempre es bueno para hacer que la gente sea cautelosa, sea cierto o no. Solo he visto un accidente en el que alguien perdió el rastro de una herramienta y en realidad impactó el imán. Hizo un ruido muy fuerte, todo el mundo vino corriendo y un físico con la cara roja vio decaer exponencialmente sus posibilidades de doctorado... por suerte no pasó nada e incluso el imán estaba bien, pero les dio una lección a todos y la distancia mínima de seguridad para las herramientas fue voluntaria. elevado. Lo más importante, el criostato no comenzó a sangrar.
Solo punto de datos: el objeto entrante no necesita ser ferromagnético; cualquier cosa que sea conductora de electricidad tendrá una corriente inducida en él. Si necesita material ferromagnético, por ejemplo, los devanados de transformadores de cobre no serían útiles. En el caso de un núcleo, etc., los campos circulan dentro del material y disipan la energía resistivamente, razón por la cual los núcleos de los transformadores están laminados o se utilizan a altas frecuencias, por ejemplo, polvo de hierro o ferritas. Más productivo PUEDE ser observar la energía disipada en el objetivo: es posible que pueda derretirla y luego tratar con el líquido (o el gas).
@RussellMcMahon Pff. Olvídese del campo magnético inducido. Todo tiene un espín nuclear (o lo tendría si lo pusiéramos en un campo de 25T, YBaCuO te estoy mirando). ¡Pon suficientes Teslas en tu campo e incluso una rana se vuelve paramagnética!

Respuestas (3)

Tienes electroimanes absurdos en tu nave. Están alimentados. Producen (de alguna manera) un gran gradiente de campo magnético fuera de su nave.

La Ley de Lenz significa que cada cosa conductora que pasa a través de este campo absurdo captará una corriente de Foucault magnética y se ralentizará. Las cosas muy resistivas no generarán grandes corrientes/campos y, por lo tanto, no se ralentizarán tanto como las cosas conductoras. Las cosas conductoras disiparán mucha más energía y, por lo tanto, es más probable que se derritan o se incendien. En términos de si una bala en particular puede detenerse/derretirse/vaporizarse, depende de qué esté hecha esa bala (y su forma). Puedo imaginar que las balas de vidrio o lo que sea, si viajan muy rápido, excedan los voltajes de ruptura dieléctrica y se vuelvan mucho más conductivos.

Entonces: dado un campo magnético lo suficientemente grande, puede derretir o descomponer la mayoría de las cosas. ¿Esto te ayuda en algo? Tal vez no. Una bala de vidrio que viaja lo suficientemente rápido como para inducir una corriente de Foucault que la ioniza en un plasma conductor no se vuelve mucho menos mortal al convertirla de un trozo de vidrio en una nube de plasma conductor que se expande rápidamente (que interactuará con el campo en formas complicadas de las que realmente no sé mucho. Posiblemente el campo 'embotellará' el plasma. Posiblemente no lo hará. Posiblemente lo acelerará en los imanes como una pequeña aurora boreal). Se pueden arrojar pequeños objetos conductores al blindaje simplemente para ventilar la mayor cantidad de energía posible de los campos a través del objeto, convirtiéndolos en pequeños dispositivos EMP que también explotan de manera convencional.

(Al principio, había un poco aquí sobre cómo su buque insignia calentaría el agua en la que flotaba, y posiblemente simplemente se hundiría en el fondo del mar en una nube de vapor sobrecalentado. Me di cuenta de que probablemente no se refería al buque insignia del océano, pero es una imagen mental divertida de todos modos.)

La respuesta general es no. Las corrientes de Foucault siempre ejercen arrastre sobre los objetos que se mueven perpendicularmente al campo magnético, porque provienen de la Ley de Inducción de Faraday. Eso es simplemente un límite de la física. El campo magnético es perpendicular a lo que tendemos a considerar como "la fuente magnética", en términos sencillos, por lo que la única forma de aplicar la resistencia es moverse en paralelo a la fuente.

Sin embargo, si realmente está jugando con si es posible, considere que los campos eléctricos emitidos por un barco no son tan simples como los generados por un simple imán de herradura. Hay algo de curvatura en el campo, y volar a través de esa curvatura generaría un flujo magnético, lo que provoca efectos inductivos.

Sin embargo, tendría que haber un polo en el que la curvatura se desvanecería. Afortunadamente, probablemente puedas hacer que esto vaya directamente hacia arriba. Después de todo, si alguien lograra colocar un proyectil de metal directamente sobre tu nave, no habría forma de detener el impacto, porque los efectos disminuyen a medida que la velocidad disminuye.

También hay un efecto secundario divertido de que el buque insignia no podría moverse mientras usa este campo, porque el movimiento de la hélice probablemente generaría suficiente calor para derretir la hélice... está en el mismo campo. El campo tampoco podría desplegarse tan rápido sin deformar las paredes del acorazado bajo la tensión de los campos magnéticos cambiantes (el movimiento del metal en un campo y el cambio de un campo en un metal estacionario son idénticos en muchos casos en EM).

Si puede poner una carga en el objeto entrante, entonces el efecto del campo magnético (o campo electrostático) mejoraría y podría usarse para desviar o ralentizar el objeto entrante.

Los fuertes campos magnéticos pulsados, los láseres pulsados ​​y el plasma obviamente cargado pueden hacer que un objeto adquiera una carga específica.

O simplemente podría crear una capa de gas ionizado a presión estratosférica de unos 20 km de espesor que podría ser empujada por campos magnéticos en el camino de los objetos que se aproximan. La energía cinética del objeto haría que se destruyera a sí mismo en la mayoría de los casos.

En términos de masa a protección, el gas es más efectivo que la armadura, pero obviamente, por lo general, debe ser al menos 1000 veces más grueso, razonablemente práctico en el espacio.

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