Hvordan Design Permanente magneter

En permanent magnet er et materiale som er istand til å produsere et magnetisk felt. Disse materialer er oftest laget av en av de tre ferromagnetiske elementer: kobolt, nikkel eller jern. Magnetiske materialer er brukt i mange teknologier, fra harddisker som har nanometer store magneter, til store elektromotorer som er avhengige av magneter for fremdrift. Utformingen av en permanentmagnet er en kompleks prosess og involverer typisk å velge et materiale, størrelse og geometri. Testing kan bare oppnås ved bygging magneten.

Bruksanvisning

1 Bestem på design spesifikasjonen. Det er vanligvis to viktige faktorer å vurdere når du utformer en permanent magnet. Først den magnetiske flukstetthet (B) er et mål på styrken av feltet, og denne er avhengig av materialet som benyttes, så vel som dimensjonene av materialet. For det andre koersivitet (Hc) av et materiale som er et mål på hvor lett det magnetiske felt skifter fra positiv til negativ. Å utforme en permanent magnet, begge disse mengder må beregnes for den spesielle anvendelse.

2 Velge et materiale. Materialet som velges, er sterkt avhengig av konstruksjonsspesifikasjonene. Permanente magnetiske materialer er vanligvis fremstilt av sjeldne jordart-legeringer slik som samarium-kobolt eller neodym-jern bor. For anvendelser som krever en høy magnetisk flukstetthet (for eksempel motorer), et materiale som for eksempel neodym-jern bor bør brukes siden det har en høy magnetisk fluks. Dersom mindre felt er nødvendig, ville velge et materiale slik som Alnico være tilstrekkelig.

3 Velge dimensjonene av materialet. Dimensjonene av magneten vil til syvende og sist være den avgjørende faktor når det magnetiske felt som frembringes. Det magnetiske feltet øker med volumet av materialet. Man kan bruke en elementpakke som COMSOL å modellere den ultimate feltet produserte. For å gjøre dette, er det bare behov for en skrive geometrien av magneten, sammen med den magnetiske flukstetthet i materialet.

4 Kjøp magnetisk materiale og teste den. Fabrikasjon av permanente magneter i et laboratorium er normalt ikke mulig, siden det er en spesialisert prosess. Vanligvis er det magnetiske materiale hentet fra et eksternt firma og deretter maskinert til ønsket geometri. For å teste den siste permanentmagneten en Gauss meter vil være nødvendig, noe som er en bærbar elektrisk innretning som brukes til å måle magnetiske felter.

5 Måle magnetfeltet. For å gjøre dette, plasserer sonden av Gauss meter ved siden av ønsket plassering av permanent magnet. Den magnetiske feltstyrken vises på LCD-skjermen til Gauss meter.

Hint

• Det er et par ulike enhetssystemer i magnetisme. Her er en omregningsfaktor for magnetisk flukstetthet:
• En Tesla = 10000 Gauss