Halbach配列
Halbach配列とは何ですか？ なぜあなたはそれを使いたいのですか？ この記事では、これらのユニークな磁石構成を作成して使用する興味深い方法のほんの一部を紹介します。
Halbach配列とは何ですか？
一つの磁石が左に示されており、北極は全体を上に向けています。 色のスケールによって示される分野強さは磁石の上そして底で均等に強いです。 対照的に、右に示されているHalbach配列は、上部に非常に強い磁場を持ち、下部にかなり弱い磁場を持っています。
Halbachアレイは、アレイの一方の側の磁場を強くし、他方の側の磁場をゼロに近くまでキャンセルする永久磁石の特別な配置です。 これは、単一の磁石の周りの磁場とは非常に異なっています。 単一の磁石を使用すると、右に示すように、磁石の両側に等しい強度の磁場があります。
単一の磁石は、Halbach配列のような5つの立方体としてここに示されていますが、すべての北極が上を指しています。 磁気的には、これは単一の長い磁石と同じです。
この効果は1973年にJohn C.Mallinsonによって最初に発見され、これらの「片側流束」構造は当初彼によって好奇心（IEEE paper link）として記述されました。 1980年代、物理学者のクラウス・ハルバッハは独立して、粒子ビーム、電子、レーザーを集束させるためにハルバッハ配列を発明した。
なぜ欲しいのですか？ 彼らは実際にどこで使用されていますか？
: 一方的な磁束分布はやや抽象的に見えるかもしれませんが、冷蔵庫の磁石からブラシレスモータや磁気結合などの産業用途に至るまで、驚くべき数の クラウスハルバッハは、もともと粒子加速器や自由電子レーザーで使用されるウィグラー磁石として使用するためにそれらを発明しました。
Halbachアレイは、列車が加速されて列車を持ち上げた後に軌道を形成するワイヤのループをhalbachアレイが反発するInductrack maglev train systemの重要な要素でもあります。
例を構築する–ストレートHalbach配列
ここに私達は私達のB888-2PA-N52およびB888-2PE-N52磁石を使用してまっすぐなHalbachの配列の構造を示す。 これらの磁石は長い通された棒がそれらを一緒に握るようにする中間を通して穴が付いている½の”立方体である。 これはそれらを明白なB888磁石より集まること大いにもっと簡單にする。
-2PA磁石は磁化方向に平行な穴を持っています。 北と南の極は穴がある面にあります。 -2PE磁石に磁化の方向に垂直な穴があります。 北極と南極は、穴のない反対側の面に位置しています。
下のビデオは、5つの磁石の一つの配列を組み立てる方法を示しています。
下のビデオに示されているように、この磁石の配列の片側が他の磁石よりもはるかに強いことがはっきりとわかります。
磁場はどのように見えますか？
右は、有限要素解析シミュレーション（カラー画像）とMV43ビューイングフィルムの両方を使用して、新しく作られたHalbachアレイの周りの磁場を示しています。 フィルムは、ある方向と別の方向との間で極性が遷移する明るい色の線を示している。
共通の冷蔵庫マグネットをチェック！
おそらく、Halbach配列の最も一般的に見られる例は、柔軟な冷蔵庫磁石です。 これらの薄く、適用範囲が広い磁石は頻繁に冷却装置磁石としてまたは車の背部で使用のために印刷されます。 それらはネオジム磁石（強度のわずか2-3％）よりもはるかに弱いが、この用途では安価で有用である。
K&J Magneticsはこれらのタイプの磁石を販売していませんが、Halbachアレイについての記事では簡単に見る価値があると思いました！ 結局のところ、彼らはおそらく私たちの日常生活の中でHalbach配列の最も一般的な例です。 下の写真では、私たちのMV43緑のフィルムは、交番磁場を示しています。
磁化
のストライプ配列を示すMV43表示フィルム付きのフレキシブル冷蔵庫磁石下のビデオでは、このフレキシブル磁石が一方の側にどのように
多分時々あなたはHalbach配列を望んでいません
私達はよく、よく、それらがちょうど明白な端正であるのでHalbachの磁石について尋ねられる。 磁場がどのように相互作用するかは興味深いものであり、一部の人々は可能な限り最強の構成を持たなければならないと考えています。
磁石の引っ張り力に最も興味があるなら、Halbach配列は最良の解決策ではないかもしれません。 鋼鉄表面にほとんどの引き力がほしいと思えば、より強い選択があります。 覚えておいて、これらのアレイは、もともと鋼の表面に固執する強力な方法を見つけるのではなく、電子のビームを操縦するために片側に本当に強い、交
引っ張り力と電界強度の点で、比較してみましょう:
- Halbach5つの½”キューブの配列（同じB888-2PA-N52とB888-2PE-N52磁石を使用）
- 5つの½”キューブの配列、すべて北を持つ（これは一つの大きな磁石のように機能します）
- 5つの½”キューブの配列、交互の極性（第一の磁石は北を向いています、第二の磁石は南を向いています、第三の磁石は北を向いています。)
- 磁石の裏側から磁場を再指向させるために、単一の磁石とその周りにスチールカップ/チャネルを持つ同様の大きさの取り付け磁石（MMR-A-Y8は、私たちが調)
右のグラフでは、この実験試験の結果を示しています。 私たちは、これらの4つの磁石セットアップのそれぞれを引っ張り力、ケース1テストリグに使用し、大きくて厚く平らな鋼表面に貼り付けられた磁石の引っ張り力を測定しました。
Halbachアレイは約72lbの力で（強い側で）引っ張った。 強い間、直面するすべての北極と整理される一組の5つの磁石は77のlbでわずかにより強い、である。
磁化方向を交互（南北-南北）パターンに設定することにより、88lbでさらに多くの力が測定されることがわかりました。
鋼の表面に固執することがあなたの目標であれば、さらに良い選択肢があります：取り付け磁石。 土台の磁石は大体あなたが磁石だけから期待するかもしれない引きの強さを倍増する単一の磁石の裏側からの磁界を方向を変えるのに鋼鉄チャ 私達のMMR-A-Y8磁石は84のlbを測定した。 磁石がより薄いので、これは低価格の解決であることをなる。 それは大いにより小さい磁石を使用して同じような強さを提供する。
ハルバッハ
wikipediaのHalbach arrayページ
Halbach arrayにあるリング磁石のHalbach配列のいくつかの可能なシナリオは、他の形状で構成することもできます。 このようにして、多極磁化を有するリング磁石、またはより小さなアークセグメントからなるリングを使用することができる。 右のWikipediaからのこの写真に示すように、異なる磁石構成は穴内の磁場の異なる方向と強さをもたらすでしょう。
K&J Magneticsは4つの可能な方向のアークの区分の磁石を提供します:
http://www.kjmagnetics.com/magdir.asp#arcs
私達の在庫か注文の磁石を使うと、k=1かk=4で示されているそのような構成を組み立てることができます。 申し訳ありませんが、k=2またはk=3で提案された構造をサポートする磁化方向のアークセグメントは提供していません。
いずれにしても、これらの向きの磁石は、単に互いに容易に引き付けることはできないかもしれません。 実際には、彼らは強い力でお互いを撃退することができ、組み立てはfixturing、接着剤、忍耐とケアの良い用量を必要とする挑戦になります。
