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强力磁铁聚磁问题

磁铁
磁路设计的一个任务,是尽可能提高磁空气隙的磁通密度。:电路上将电流密度提高比较容易,只要改变导线的截面积即可。截面愈小,电流密度愈高。
磁路则没有这么方便,除了极个别情况,磁力线没有不能穿透的物质。只有导磁体,没有非导磁体(至少在常温下没有,只有超导物质在超导状态下是绝磁的).
但是利用磁路几何形状的变化,永磁体和导磁体的适当排列,还是可以提高工作气隙的磁通密度。
提高工作气隙磁通密度的原则在于同性相斥,异性相吸。聚磁的办法主要有:
(1)改变磁路的截面
(2)避免磁力线相互排斥
永磁体的磁极面积丶长度和气隙间的关系
磁体通常是圆柱形、圆环形、其直径、厚度与磁性能之间存一定的关系。
永磁体的磁化强度是一个体积量,在前面已经讲过,而磁通密度却和面积有关,是一个面积量,Φ为磁通量,单位是韦伯( Wb)卢为磁通量所穿过的正截面积。
随着永磁材料矫顽力的提高,回复憾导率μ 下降,接近空气磁导率I。这样永磁体本身的磁阻就不可忽略,因而这种永磁体在磁化方向的长度就不宜太长。
实验证明,锶铁氧体和RCo,圆柱形磁体,其表面磁通密度Bd与Lm/D的关系,呈线性增加,逐步趋于饱和。当Lm/D〈2/3呈线性,在Lm/D〉2/3,Bd增加缓慢,当Lm/D》10以昔,Bd增加更加缓慢。
Lm/D之比何者为宜,有一些大致原则:
(1)对于低矫顽力永磁体为Lm/D〉1.
高矫顽力永磁体为Lm//D〈1.
(2)在小气隙时,Lm〉〉2Lg。
大气隙时,Lm〉Lg。
(3)在保证达到Bg值的条件下,Lm/D尽可能小。
磁路与电路的比较
如前所述,磁路与电路有不少相似之处,人们对电路是比较熟悉的,常常用电路来类比磁路,借助丰富的电负知议来解决生疏的磁路问题. 但是这种类比只是形式上的相似,其物理意义不尽相同。其主要区别如下:
(1)电流实际上是带电质点在导体内的流动,由于导体电阻的存在,电动力对带电质点做功而消耗能量,功率损失转化为热能。而磁通不代表任何质点的运动,也不代表功率现失,所以这种类比是跋脚的。电路和磁路是貌合神离,各有自己不问的物吻理内捆。损失,所以这种类比是跛脚的。电路和磁路是貌合神离,各有自己不问的物理内涵。
(2)自然界存在着良好的导电材料,也存在着对电流绝缘的材料。例如铜的电阻率又1. 69×10-2Qmm2/m,而橡胶的电阻率约为其10加倍。但是直到现在,尚没有发现对磁通绝缘的材料。磁导率最小的铋,其磁导率为0. 99982μ 。空气的磁导率为1. 000038μ 。因此空气就可以看成磁导率最低的材料。导磁性最好的铁磁材料相对磁导率大约是10的六次方。
正是有电绝缘体的存在,人们就可以使电力为我所用。
磁路则比较松散:
(1)磁路中不会出现电路中的断路现象,磁通是无处不在的。
(2)由于没有绝对不导磁的物质,所以磁通不受约束,只有一部分磁通顺着规定的磁路通过,其余则散布在磁路周围的空间,这即所谓漏磁,这种漏磁的精确计算、测量都是困难的,但又是不能忽略的。
(3)磁路几乎都是非线性的。铁磁物质磁阻是非线性的,空气隙磁阻才是线性的。上面列举的磁路欧姆定律和磁阻慨念只在线性范围才是正确的。所以实际设计时,通常采用B-H曲线来求工作点。

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点击次数:  更新时间:2016-03-11  【打印此页】  【关闭

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