Halbach tömbök
mik azok a Halbach tömbök? Miért akarna használni egyet? Ebben a cikkben csak néhány érdekes módszert fedezünk fel ezen egyedi mágneses konfigurációk létrehozására és használatára.
mi az a Halbach tömb?
bal oldalon egyetlen mágnes látható,az északi pólus felfelé néz. A térerősség, amelyet a színskála jelez, ugyanolyan erős a mágnes tetején és alján. Ezzel szemben a jobb oldalon látható Halbach tömb tetején nagyon erős mező, alul pedig meglehetősen gyenge mező található.
a Halbach tömb az állandó mágnesek speciális elrendezése, amely erősebbé teszi a tömb egyik oldalán lévő mágneses mezőt, miközben a mezőt nullához közelíti a másik oldalon. Ez nagyon különbözik az egyetlen mágnes körüli mágneses mezőtől. Egyetlen mágnessel egyenlő erősségű mágneses mező van a mágnes mindkét oldalán, amint az a jobb oldalon látható.
az egyetlen mágnes itt 5 kockaként jelenik meg, mint a Halbach-tömb, de az összes északi pólus felfelé mutat. Mágnesesen ez ugyanaz, mint egyetlen hosszú mágnes.
a hatást eredetileg John C. Mallinson fedezte fel 1973-ban, és ezeket az “egyoldalú fluxus” struktúrákat kezdetben érdekességként írta le (IEEE paper link). Az 1980-as években Klaus Halbach fizikus önállóan találta fel a Halbach-tömböt a részecskesugarak, elektronok és lézerek fókuszálására.
miért akarna egyet? Hol használják őket valójában?
A Wikipédiából: Bár az egyoldalú fluxuseloszlások kissé absztraktnak tűnhetnek, meglepően sok alkalmazásuk van a hűtőmágnestől az ipari alkalmazásokig, mint például a kefe nélküli motor és a mágneses tengelykapcsoló. Klaus Halbach eredetileg feltalálta őket, hogy wiggler mágnesként használják részecskegyorsítókban és szabad elektronlézerekben.
a Halbach tömbök szintén kulcsfontosságú elemei az Inductrack maglev vonatrendszernek, ahol a Halbach tömbök taszítják a vágányt képező huzalhurkokat, miután a vonatot felgyorsították, felemelve a vonatot.
építsen példát-egyenes Halbach tömb
itt egy egyenes Halbach tömb felépítését mutatjuk be a B888-2PA-N52 és B888-2PE-N52 mágnesek segítségével. Ezek a mágnesek a következők: “kockák, amelyek közepén lyuk van, hogy egy hosszú menetes rúd együtt tartsa őket. Ez sokkal könnyebben összeszerelhető, mint egy sima b888 mágnes.
a-2PA mágnesek furata párhuzamos a mágnesezés irányával. Az északi és a déli pólus olyan arcokon van, ahol lyuk van. A-2PE-mágnesek furata merőleges a mágnesezési irányra. Az északi és a déli pólusok egymással szemben helyezkednek el, ahol nincs lyuk.
az alábbi videó bemutatja, hogyan kell összeállítani egy 5 mágneses tömböt.
amint az az alábbi videóban látható, világosan láthatja, hogy a mágnesek egyik oldala sokkal erősebb, mint a másik.
hogyan néz ki a mágneses mező?
jobb oldalon az újonnan készített Halbach-tömb körüli mágneses mezőt mutatjuk be mind végeselem-elemzési szimulációval (a színes kép), mind az MV43 megtekintő filmünkkel. A film világos színű vonalat mutat, ahol a polaritás átmenet az egyik irány között.
nézze meg a közös Hűtőmágnes!
a Halbach-tömb talán leggyakrabban látott példája a rugalmas Hűtőmágnes. Ezeket a vékony, rugalmas mágneseket gyakran nyomtatják hűtőmágnesként vagy az autók hátára. Sokkal, sokkal gyengébbek, mint egy neodímium mágnes (csak az erő 2-3% – a), de olcsóak és hasznosak ebben az alkalmazásban.
míg a K& J Magnetics nem értékesít ilyen típusú mágneseket, úgy gondoltuk, hogy érdemes egy gyors pillantást vetni a Halbach tömbökről szóló cikkben! Végül is valószínűleg a Halbach-tömb leggyakoribb példája a mindennapi életünkben. Az alábbi képen MV43 zöld filmünk a váltakozó mágneses mezőket mutatja.
rugalmas Hűtőmágnes MV43 megtekintő fóliával, amely a mágnesezés csíkos tömbjét mutatja
az alábbi videóban gyorsan bemutatjuk, hogy ez a rugalmas mágnes hogyan tapad jól az egyik oldalon, de egyáltalán nem a másik oldalon.
talán néha nem akarsz Halbach tömböt
gyakran kérdeznek minket a Halbach mágnesekről, mert, jól, egyszerűen rendben vannak. Érdekes, hogy a mágneses mezők hogyan hatnak egymásra, és néhány ember úgy gondolja, hogy a lehető legerősebb konfigurációval kell rendelkezniük.
ha a mágnes húzóereje érdekli a legjobban, akkor a Halbach-tömb nem biztos, hogy a legjobb megoldás. Ha azt szeretné, hogy a legtöbb húzóerő egy acél felület, vannak erősebb választás. Emlékezik, ezeket a tömböket eredetileg úgy tervezték, hogy egy igazán erős, váltakozó mágneses mezőt hozzanak létre az egyik oldalon, hogy irányítsák az elektronnyalábot, hogy ne találjanak erősebb módot az acélfelülethez való ragaszkodásra!
a húzóerő és a térerősség szempontjából hasonlítsuk össze:
- Halbach-tömb öt” (ugyanazon b888-2PA-N52 és B888-2PE-N52 mágnesek)
- tömb öt” (Észak felfelé) (ez úgy működik, mint egy nagy mágnes)
- tömb öt” (Észak felfelé) ” kocka, váltakozó polaritású (az első mágnes észak felé, a második mágnes dél felé, a harmadik mágnes észak felé, stb.).)
- hasonló méretű rögzítő mágnes, egyetlen mágnessel és egy acélcsészével / csatornával körülötte, hogy újra irányítsa a mágneses teret a mágnes hátsó oldaláról (az MMR-a-Y8 leginkább hasonlít a vizsgált tömbhöz)
a jobb oldali grafikonon bemutatjuk ennek a kísérleti tesztnek az eredményeit. Mind a négy mágneses beállítást a Húzóerőnkön használtuk, Case 1 tesztberendezés, ahol megmérjük a nagy, vastag, lapos acélfelületre ragadt mágnes(ek) húzóerejét.
a Halbach-tömb körülbelül 72 Font erővel húzódott (az erős oldalon). Míg erős, egy sor 5 mágnesek elrendezve minden északi pólusuk felfelé kissé erősebb, nál nél 77 lb.
a mágnesezési irányok váltakozó (észak-dél-észak-dél) mintázatban történő beállításával még nagyobb erőt találtunk 88 fontnál.
ha az acélfelülethez való ragaszkodás a cél, van még jobb lehetőség: a Szerelőmágnes. A rögzítő mágnesek acélcsatornát vagy csészét használnak a mágneses mező átirányításához egyetlen mágnes hátoldaláról, ami nagyjából megduplázza azt a húzóerőt, amelyet csak a mágnestől várhat. MMR-a-Y8 mágnesünk mért 84 Font. Mivel a mágnes vékonyabb, ez a legalacsonyabb költségű megoldás. Hasonló erőt biztosít egy sokkal kisebb mágnes segítségével.
Halbach hengerek és gyűrűk
a Halbach tömbök néhány lehetséges forgatókönyve gyűrűmágnesekben, amelyek a Wikipedia Halbach tömb oldalán találhatók
a Halbach tömbök más alakzatokban is konfigurálhatók. Ilyen módon többpólusú mágnesezéssel ellátott gyűrűmágnes vagy kisebb ívszegmensekből álló gyűrű használható. A különböző mágneses konfigurációk a lyukon belüli mágneses mező különböző irányait és erősségeit eredményezik, amint az a jobb oldali Wikipedia képen látható.
K& J Magnetics kínál ív szegmens mágnesek 4 lehetséges irányban:
http://www.kjmagnetics.com/magdir.asp#arcs
készletünk vagy egyedi mágneseink segítségével olyan konfigurációt készíthet, mint a k=1 vagy k=4. Sajnáljuk, de nem kínálunk olyan mágnesezési irányú ívszegmenseket, amelyek támogatják a k=2 vagy k=3 által javasolt konstrukciót.
mindenesetre az ilyen irányú mágnesek nem egyszerűen vonzzák egymást könnyen. Valójában erős erővel taszíthatják egymást, így az összeszerelés olyan kihívást jelent, amely rögzítést, ragasztókat és jó adag türelmet és gondosságot igényel.
