Магнитное воздействие на феррогенетический материал

В настоящее время я работаю над проектом, связанным с соленоидами, и мне нужно уравнение силы (ньютоны, а не мера напряженности магнитного поля). Покопавшись в интернете, я пришел к следующему уравнению:

Ф "=" ( Н я ) мю 0 Область 2 г 2

Где Ф сила (в ньютонах), Н число витков в катушке, я ток, проходящий через катушку, мю 0 - магнитная проницаемость вакуума, а г - зазор между катушкой и ферромагнитным материалом. (Область А и г могут быть любые единицы, если вы согласны с использованием)

Я не знаю, в какой именно плоскости площадь А взят.

Предполагая, что у меня есть стержень, движущийся вдоль соленоида, какая плоскость будет А представлять?

Плоскость a , плоскость b или другая плоскость, которую я не считаю относящейся к этой проблеме?

Стержень:

введите описание изображения здесь

Редактировать: я искал силу, которую электромагнит будет оказывать на ферромагнитный материал, движущийся в катушке. что-то вроде этого.

введите описание изображения здесь

Редактировать: если уравнение, которое я использовал раньше, не работает, я не думаю, что у кого-то есть правильное?

Редактировать: еще раз взглянув на уравнение, я понял, что написал его неправильно. Это должно быть:

Ф "=" ( Н я ) 2 мю 0 Область 2 г 2

Простой анализ размеров правой части показывает, что с этой формулой что-то не так. Это не даст силы. Найти правильную формулу для вас сложно, потому что вы не описываете, какая сила вас интересует.
@jkej Меня интересует сила (в ньютонах), с которой электромагнит будет действовать вдоль своей оси на ферромагнитный стержень. Я могу поместить это в свою редакцию.

Ответы (2)

Я не знаю, откуда вы взяли свою формулу, но я вывел ее следующим образом:

Поле внутри соленоида "=" мю 0 н я г ^ (сказать)

Поскольку материал является ферромагнитным, существует индуцированный связанный поверхностный ток. К ф ^ (и К "=" М , где М это намагниченность). Намагниченность однородная, поэтому связанный ток равен нулю,

Дж б   "="   ∇ × ( М Икс ^ )   "="   0 .

От силы Лоренца Ф "=" я л → × Б → :

⇒ Ф "=" А К → × Б → "=" А К ( мю 0 н я ) ( ф ^ × г ^ ) "=" А М ( мю 0 н я ) р ^ "=" А ( мю 0 н я ) ( х м * ЧАС ) р ^ "=" А ( мю 0 н я ) ( х м * мю 0 н я мю 0 ) р ^ "=" х м А мю 0 ( н я ) 2 р ^ ,
где А это площадь.

Здесь А это площадь поверхности, которая К течет по, т. е. по криволинейной поверхности цилиндра "=" 2 π р л где р радиус и л длина ферромагнетика. Сила направлена ​​радиально от поверхности сердечника, растягивая его, как бы заполняя катушку.

Я не знаю, почему сила должна зависеть от «промежутка» между ними.

Почему бы и нет? Если я правильно помню, магнетизм уменьшается с кубом расстояния. Просто возьмите стержневой магнит и кусок железа, и вы довольно быстро увидите, что прилагаемая сила зависит от расстояния.
Кстати, вы можете найти это интересным. Что касается того, где я взял свою формулу, я получил ее здесь .
Ага, понятно. Вы смотрели на ферромагнетик вне катушки. Я думал это ферромагнетик внутри катушки, где поле однородное.
На странице, откуда вы взяли свою формулу, я думаю, что зазор, о котором они говорят, прямоугольный, поэтому они принимают объем как длину зазора g, умноженную на площадь поперечного сечения A. В этом случае объем зазора равен π ( р 2 − р 2 ) * л .
Кроме того, первое звено находит поле только вне соленоида, но на оси , поэтому было бы довольно сложно найти сначала поле везде, а затем связанные токи, а затем силу, действующую на ферромагнетик.

Атомные магнитные диполи в ферромагнитном материале испытывают крутящий момент, который стремится выровнять их с осью кристалла, и другой, который стремится выровнять их с любым магнитным полем. При нормальных температурах они часто могут сохранять такое выравнивание. Если поле имеет градиент, они также могут испытывать результирующую силу. Если ферромагнитный стержень выровнен с токопроводящим соленоидом, поле соленоида намагничивает стержень, а затем всасывает его из-за расхождения (или схождения) поля, которое происходит внутри и снаружи конца соленоида. Этот принцип часто используется в реле электрического тока и клапанах потока жидкости. (Насколько я помню, двери в поездах бостонского метро в 50-х годах открывались и закрывались стержнями, всасываемыми в длинные соленоиды. ) Фактическая сила будет во многом зависеть от свойств ферромагнитного материала. Я бы предложил экспериментальный подход (или купить уже существующее устройство). Вы можете начать с предварительно намагниченного стержня, но тогда есть риск того, что соленоид может изменить намагниченность.

Магнитное воздействие на феррогенетический материал
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v