자석과 자기인력장치의 인력
자기 응용 분야의 경우 모든 사람이 자석의 자기 인력에 대해 매우 우려합니다. 자석의 흡입력은 계산할 수 있으며(인장 계산기 사용) 다음 공식을 참고로 사용할 수 있습니다. 그러나 공식의 기본 조건은 매우 이상적이라는 점에 유의해야 합니다. 즉, 자기장 분포가 매우 균일하고, 끌리는 물체의 투자율이 매우 높으며(300 시리즈 스테인리스 스틸 및 기타 철합금과 같은 약한 자성 재료는 사용할 수 없음), 두께와 흡착 면적이 충분합니다(두께와 면적을 늘리면 흡입력이 더 증가하지 않음, 즉 자기 누설을 고려하지 않음). 그렇더라도 계산된 값은 참고로만 사용할 수 있으며 정확한 계산에는 사용할 수 없습니다. F(N)=2*S(m²)*B(T)²/μ0, 여기서 S는 흡착 면적을 나타내고, B는 공극 자속 밀도를 나타내고, μ0는 진공 자기 투자율(상수, μ0=4π*10-7)입니다.
자석의 흡인력을 높이는 방법은? 공식에서 볼 수 있듯이 자석의 흡인력은 흡착 면적과 공극 자속 밀도에 직접 비례합니다. 흡착 면적을 늘리고 공극 자속 밀도를 개선하는 것이 자석의 흡인력을 높이는 두 가지 주요 방법임을 알 수 있습니다. 1. 흡착 면적을 늘리는 것은 최소한 자기 흡착 표면을 덮어야 하며, 조건이 허락한다면 흡착된 재료의 두께를 늘릴 수 있습니다.
자석이 철판에 끌릴 때: 철판과 자석 사이의 흡착 면적이 클수록 자석 사이의 흡인력이 커집니다. 흡착 면적이 자석의 면적과 같을 때 흡인력 증가 추세는 점차 느려집니다. 철판이 충분히 클 때 철판의 면적을 늘려도 흡인력이 더 이상 증가하지 않을 수 있습니다. 철판의 면적이 같을 때 철판의 두께를 늘리면 흡인력을 강화할 수 있습니다. 철판이 두꺼울 때 철판의 두께를 늘리면 흡인력 증가가 점차 평탄해져 더 이상 개선되지 않습니다.
2. 공기 간격 자속 밀도 증가. 흡착 면적 S가 일정하게 유지될 때, 공기 간격 자속 밀도를 증가시키고 누설 자속을 줄이는 방법을 찾는 것이 흡입력을 개선하는 더 효과적인 방법입니다. 다극 자화는 누설 자속을 효과적으로 줄일 수 있습니다.
자기장 시뮬레이션 다이어그램에서 자석을 양극 자화로 바꾼 후 누설 자기장이 현저히 줄어들고 자기장 선의 대부분이 흡착된 철판 내부에 자기 회로 루프를 형성한다는 것을 알 수 있습니다.
극의 개수를 더욱 늘리고 자석의 밑면에 자기판을 추가하면 누설 자속은 더욱 줄어들고 흡입력은 더욱 증가하게 됩니다.
자기 부품 설계의 현재 추세는 다극 자기 회로 또는 할벡 자기 회로를 설계하거나 높은 자기 투자율을 가진 재료를 사용하여 가능한 한 끌어당기는 물체를 통해 자기장을 안내하여 자기 회로 루프를 형성하여 자기장 활용을 극대화하는 것입니다. 일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다. 다단계 자화를 위해 설계된 고무 자기 시트, 일부는 양면 다극이고 일부는 단면 다극입니다. 고무 자석의 자기 성능은 매우 낮지만 다극 자기 회로 설계를 통해 자기장이 표면에 조밀하게 분포되어 흡착 중에 자기 누출이 최소화되고 좋은 흡착 효과가 발생합니다.
자기적 인력 부품의 설계는 흡착 간격에 대한 고려 사항과 분리될 수 없습니다. 위에서 언급한 것은 모두 직접 접촉 흡착을 기반으로 합니다. 간격이 변경되면 흡입력이 크게 변경되는 경우가 많습니다. 다음 그림은 몇 가지 일반적인 단일 자석 자기적 인력 장치를 보여주며, 다중극 자기 부품은 유사한 규칙을 따릅니다. 극이 많을수록 간격이 0일 때 흡입력이 커지지만 간격이 증가함에 따라 감쇠가 더 분명해집니다.