Günümüzde mıknatısların pek çok uygulaması, çeşitli manyetik cihazlar, manyetik bağlantı yapıları, manyetik ayırma ekipmanı, manyetik iletim ekipmanı vb. gibi, aynı kutupların itmesi ve zıt kutupların ferromanyetik maddeleri çekmesi ve adsorbe etmesi prensibine dayanmaktadır.
Manyetik uygulamalar için herkes mıknatısların çekiciliğine büyük önem verir. Bir mıknatısın çekim kuvveti hesaplanabilir. Aşağıdaki formül referans olarak kullanılabilir. Bununla birlikte, formülün varsayılan koşullarının ideal olduğu, yani manyetik alan dağılımının çok düzgün olduğu ve çekilen nesnenin manyetik geçirgenliğinin çok yüksek olduğu (300 serisi Paslanmaz çelik ve diğer bazı zayıf manyetik malzemeler) belirtilmelidir. demirli alaşımlar geçerli değildir), kalınlık ve adsorpsiyon alanı yeterlidir (kalınlığın arttırılması ve alan emme kuvveti, yani manyetik sızıntıdan bağımsız olarak artmayacaktır), buna rağmen hesaplanan değer yalnızca referans olarak kullanılabilir ve kullanılamaz. Doğru bir hesaplama olarak kullanılır.
F(N)=2*S(m²)*B(T)²/μ0
Bunların arasında S adsorpsiyon alanını, B hava boşluğu manyetik akı yoğunluğunu temsil eder ve μ0 pozitif hava manyetik geçirgenliğini temsil eder (bu bir sabittir, μ0=4π*10-7 ).
Mıknatısların çekiciliği nasıl artırılır?
Formülden bir mıknatısın çekiciliğinin adsorpsiyon alanı ve hava boşluğu akı yoğunluğu ile orantılı olduğunu görebiliriz. Adsorpsiyon alanını arttırmak ve hava boşluğu akı yoğunluğunu arttırmak, mıknatısın çekiciliğini arttırmanın iki ana yolu olduğu görülebilir.
1. Adsorpsiyon alanını artırın
Çekilecek nesne en azından mıknatısın adsorpsiyon yüzeyini kaplamalı ve koşullar izin verirse çekilecek nesnenin kalınlığı arttırılabilir.
Bir mıknatıs demir bir levhayı çektiğinde:
Demir plakanın alanı ne kadar büyük olursa, mıknatıs ile demir plaka arasındaki emme kuvveti de o kadar büyük olur; adsorpsiyon alanı mıknatısın alanına eşit olduğunda emme kuvvetinin artma eğilimi giderek yavaşlayacaktır. Demir plaka yeterince büyük olduğunda demir plakanın alanını arttırmak mümkündür. Emiş gücü artmayacak;
Demir plakanın alanı aynı olduğunda, demir plakanın kalınlığı ince olduğunda, demir plakanın kalınlığını arttırmak emme kuvvetini artırabilir. Demir plaka kalınlaştığında, demir plakanın kalınlığının artmasından kaynaklanan emme gücündeki artış, herhangi bir iyileşme olmayana kadar yavaş yavaş dengelenecektir.
2. Hava boşluğu manyetik akı yoğunluğunu artırın
Adsorpsiyon alanı S değişmeden kaldığında, hava boşluğu manyetik akı yoğunluğunu artırarak ve manyetik sızıntıyı azaltarak emme kuvvetini arttırmak daha etkili bir yöntemdir. Çok kutuplu mıknatıslama, manyetik sızıntıyı etkili bir şekilde azaltabilir.
Manyetik alan simülasyon diyagramından, mıknatısın bipolar mıknatıslanmaya dönüştürülmesinden sonra manyetik akı kaçağının önemli ölçüde azaldığını ve manyetik alan çizgilerinin büyük bir kısmının adsorbe edilmiş demir parçasının içinde kapalı bir manyetik devre döngüsü oluşturduğunu görebiliriz.
Kutup sayısı daha da artırılırsa ve mıknatısın tabanına manyetik iletken levha eklenirse, manyetik akı kaçağı daha da azalacak ve emme kuvveti daha da iyileştirilecektir.
Manyetik parçaların mevcut tasarım eğilimi, manyetik alanın kullanımını en üst düzeye çıkarmaktır. Çok kutuplu manyetik devrelerin veya Halbach manyetik devrelerinin tasarlanması yoluyla veya manyetik geçirgenliği yüksek bazı malzemelerin rehberliğiyle manyetik alan, nesnenin mümkün olduğu kadar büyük bir kısmından geçebilir. Nesneleri çekmek, manyetik devrenin kapalı bir döngüsünü oluşturur. Tipik uygulamalar şunları içerir:
Kauçuk mıknatıslar çok seviyeli mıknatıslama için tasarlanmıştır, bazıları çift taraflı çok kutuplu, bazıları ise tek taraflı çok kutupludur. Kauçuk mıknatısların mıknatıs performansı çok düşüktür ancak çok kutuplu manyetik devre tasarımı sonrasında manyetik alan yüzeye yoğun bir şekilde dağılır. Adsorpsiyon sırasında manyetik sızıntı çok küçüktür, bu da daha iyi adsorpsiyon etkisi sağlar;
Kapı emme cihazları gibi manyetik cihazlar, manyetik geçirgen tabakalar tarafından yönlendirilir. Adsorbe olurken, manyetik devre neredeyse adsorbe edilecek nesneden oluşur. Bu sayede manyetik alandan yararlanma oranı oldukça yüksektir. Sezgisel deneyim, küçük bir manyetik emme cihazınınkine benzer. (Bazıları hala ferrit kullanıyor) ve doğrudan temas halinde emme kuvveti çok büyük.
Manyetik parçaların tasarımı adsorpsiyon mesafesinin dikkate alınmasından ayrılamaz. Yukarıda bahsedilen adsorpsiyon doğrudan temasa dayanmaktadır. Mesafe değişirse emme kuvveti sıklıkla büyük ölçüde değişir. Aşağıdaki şekil birkaç tipik tek mıknatıslı manyetik çekimi göstermektedir. Cihazlar ve çok kutuplu manyetik bileşenler de benzer bir kurala sahiptir. Kutup sayısı arttıkça, 0 aralıkta emme kuvveti de artar, ancak aralık arttıkça zayıflama daha belirgin hale gelir.
