Как рассчитать силу, прикладываемую магнитотроном к куску идеального ферромагнитного материала?

Это прекрасное оборудование - почти вызывает у меня желание построить кубсат!

Я не уверен, что подразумевается под «идеальным» ферромагнитным материалом. Он твердый или мягкий? Мы говорим о чем-то поблизости от катушек или далеко?

Если вы находитесь далеко (по сравнению с размерами катушек), вы можете просто предположить поле от эквивалентного диполя. Термин «срабатывание», по-видимому, относится к максимальному магнитному дипольному моменту ~$0.2$ $A.m^2$катушки при полном токе.

Если вы находитесь в ближнем поле, это сложнее. Я вижу две длинные катушки с ферритовыми сердечниками, так что поле от них можно аппроксимировать изолированным магнитным зарядом на каждом конце стержня. Похоже, что третья катушка представляет собой большую плоскую прямоугольную катушку с воздушным сердечником, и я не думаю, что существует простое аналитическое выражение для поля, если только вы не находитесь рядом с осью катушки.

Если небольшой кусочек ферромагнитного материала твердый (постоянный магнит), сила будет равна точечному произведению его магнитного момента на градиент поля от катушки.

Если небольшой кусочек ферромагнитного материала очень мягкий (высокая проницаемость, отсутствие гистерезиса, отсутствие насыщения), то будет индуцированный магнитный момент, пропорциональный полю от катушки и объему ферромагнитного куска. В этом случае результирующая сила пропорциональна как величине поля, так и градиенту поля.

Полезно помнить, что сила — это градиент поля в$A/m^2$умноженный на магнитный момент в$A.m^2$умножить на проницаемость свободного пространства (которая измеряется в ньютонах на квадратный ампер).

Я нашел ответ. Сила, действующая на ферромагнитный кусок материала, помещенный на расстоянии sот полюса электромагнита с Mтоком срабатывания I, определяется выражением

F = (M*I*u)/(2*(s^2))

Здесь, u= magnetic permeability of the mediumнапример, в вакуумеu = magnetic constant