สามารถคำนวณพลังงานแม่เหล็กได้หรือไม่? ความสัมพันธ์ระหว่างแม่เหล็กพื้นผิวและคุณสมบัติของแม่เหล็ก
http://www.แม่เหล็ก-ตลอดไป.คอม
แนวคิดและการวัดค่าแม่เหล็กพื้นผิว
สนามแม่เหล็กพื้นผิวหรือที่เรียกว่าสนามแม่เหล็กพื้นผิวหมายถึงความเข้มของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่จุดใดจุดหนึ่งบนพื้นผิวของแม่เหล็ก วัดเป็นหน่วย เกาส์ จีเอส หรือ เทสล่า T (1T = 10000Gs) สนามแม่เหล็กเป็นพารามิเตอร์ที่วัดได้ง่ายที่สุดในชีวิตประจำวัน เมื่อขนาดของแม่เหล็กคงที่ ผู้คนมักจะตัดสินและเปรียบเทียบประสิทธิภาพของแม่เหล็กโดยการเปรียบเทียบสนามแม่เหล็ก สำหรับแม่เหล็กบางชนิดที่มีขนาดใหญ่หรือเล็กเป็นพิเศษและมีรูปร่างพิเศษที่ไม่เหมาะสำหรับการวัดแบบปกติ การวัดสนามแม่เหล็กของเครื่องวัดจึงมีความสำคัญมาก สำหรับการวัดสนามแม่เหล็ก สิ่งสำคัญสองประการต่อไปนี้ที่ทุกคนควรทราบ: ■ การวัดสนามแม่เหล็กเป็นค่าที่ได้เมื่อเครื่องวัดแบบเกาส์เซียนสัมผัสกับจุดใดจุดหนึ่งบนพื้นผิวของแม่เหล็ก เป็นการสะท้อนของแม่เหล็กบนเครื่องมือวัดและไม่ได้แสดงถึงประสิทธิภาพโดยรวมของแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กพื้นผิวของแม่เหล็กจะแตกต่างกันไปตามตำแหน่ง สำหรับแม่เหล็กที่มีรูปร่างปกติและไม่มีการสร้างแม่เหล็กหลายขั้ว โดยทั่วไปจะวัดสนามแม่เหล็กพื้นผิวตรงกลาง สนามแม่เหล็กของนาฬิกาได้รับผลกระทบจากสภาพแวดล้อมภายนอกได้ง่าย การใช้เครื่องวัดแบบเกาส์เซียนจากผู้ผลิตที่แตกต่างกันกับแม่เหล็กตัวเดียวกันอาจทำให้การวัดสนามแม่เหล็กกลางแตกต่างกัน ค่าแม่เหล็กพื้นผิวที่วัดได้ของแม่เหล็กตัวเดียวกันอาจแตกต่างกันไปในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน สนามแม่เหล็กกลางของขั้ว N และ S ของแม่เหล็กตัวเดียวกันก็แตกต่างกันเช่นกัน จากสองจุดข้างต้น จะเห็นได้ว่าการวัดสนามแม่เหล็กนั้นไม่เป็นกลางและไม่สามารถสะท้อนประสิทธิภาพของแม่เหล็กได้อย่างเต็มที่ ไม่แนะนำให้ใช้เป็นตัวบ่งชี้การประเมินสำหรับการทำธุรกรรมผลิตภัณฑ์
ความสัมพันธ์ระหว่างแม่เหล็กพื้นผิวและพารามิเตอร์ประสิทธิภาพแม่เหล็ก (เช่น ค่าคงเหลือ บร, ค่าบังคับ เอชซี และผลคูณพลังงานแม่เหล็กสูงสุด (บีเอช) สูงสุด) คืออะไร? คุณสามารถหาสูตรคำนวณทางคณิตศาสตร์ได้หรือไม่? คำถามสองข้อนี้มักถูกถามโดยผู้อ่าน คำตอบของคำถามแรกคือใช่ แต่ในอดีตบางคนทำสถิติเชิงประจักษ์เท่านั้น ตัวอย่างเช่น สำหรับกระบอกเหล็กโบรอนนีโอไดเมียมเผาที่มีอัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 แม่เหล็กตกค้าง บร จะมีค่ามากกว่าสนามแม่เหล็กพื้นผิว 2-3 เท่า อย่างไรก็ตาม คำกล่าวนี้ไม่สามารถระบุความสัมพันธ์เชิงปริมาณได้อย่างเคร่งครัด ความสัมพันธ์ระหว่างแม่เหล็กพื้นผิวและแม่เหล็กตกค้าง แม่เหล็กตกค้างหมายถึงความเข้มเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่คงอยู่ในวัสดุเฟอร์โรแมกเนติกเมื่อถูกทำให้เป็นแม่เหล็กจนอิ่มตัวโดยสนามแม่เหล็กภายนอกและค่อยๆ ลดลงเหลือศูนย์ ชื่อเต็มของแม่เหล็กตกค้างคือ ความเข้มเหนี่ยวนำแม่เหล็กตกค้าง (บร) ค่าคงเหลือจะถูกกำหนดโดยลักษณะของแม่เหล็กเอง และภายใต้เงื่อนไขเฉพาะ ค่าคงเหลือของแม่เหล็กเดียวกันจะคงที่และมีค่าเดียว ค่าคงเหลือในระดับหนึ่งจะกำหนดแม่เหล็กพื้นผิวของแม่เหล็ก แต่ในแม่เหล็กที่มีค่าคงเหลือเท่ากันก็ไม่จำเป็นต้องเหมือนกัน ค่าคงเหลือของแม่เหล็กพื้นผิวยังได้รับอิทธิพลจากรูปร่าง ขนาด และวิธีการทำให้แม่เหล็กเป็นแม่เหล็กของแม่เหล็ก แม่เหล็ก 2 ชิ้นที่มีรูปร่าง ประสิทธิภาพ และขนาดเหมือนกัน แม่เหล็ก 1 ชิ้นที่มีค่าคงเหลือของแม่เหล็กสูงกว่าจะมีแม่เหล็กพื้นผิวที่แข็งแรงกว่า แม่เหล็ก 2 ชิ้นที่มีรูปร่าง คุณสมบัติ หรือขนาดต่างกันไม่สามารถกำหนดขนาดของแม่เหล็กตกค้างโดยอาศัยความสูงของสนามแม่เหล็กได้
แม่เหล็กพื้นผิวของแม่เหล็กจะต่ำกว่าแม่เหล็กตกค้างเสมอ แม่เหล็กตกค้างจะถูกทดสอบในสถานะวงจรปิด ในขณะที่แม่เหล็กพื้นผิวจะถูกทดสอบโดยใช้เครื่องวัดแบบเกาส์เซียนในสถานะวงจรเปิด ในเวลาเดียวกัน แม่เหล็กเองมีสนามแม่เหล็กเพื่อขจัดแม่เหล็ก ดังนั้นแม่เหล็กพื้นผิวสูงสุดของแม่เหล็กตัวเดียวจึงน้อยกว่าแม่เหล็กตกค้างมาก ในปัจจุบัน แม่เหล็กนีโอไดเมียมโบรอนเหล็กหลอมเหลวมีค่าสูงสุดอยู่ที่ประมาณ 14000Gs ดังนั้นเราจึงสามารถพูดได้อย่างมั่นใจว่าแม่เหล็กพื้นผิวสูงสุดของแม่เหล็กนีโอไดเมียมโบรอนเหล็กหลอมเหลวตัวเดียวไม่สามารถเกิน 14000Gs ได้ (โปรดทราบว่าเป็นแม่เหล็กตัวเดียว ตื๊ดๆๆ ในส่วนประกอบแม่เหล็กและอาร์เรย์แม่เหล็กบางชิ้น สามารถใช้การออกแบบวงจรแม่เหล็กพิเศษเพื่อปรับปรุงแม่เหล็กพื้นผิวของแม่เหล็กได้)
เนื่องจากสนามแอนไอโซทรอปีแม่เหล็กสูงมากของแม่เหล็กนีโอไดเมียมเหล็กโบรอนแบบเผาผนึก เวกเตอร์การทำให้เป็นแม่เหล็กจึงถูกจัดเรียงในทิศทางการทำให้เป็นแม่เหล็กได้ง่าย ดังนั้น เราจึงสามารถพิจารณาว่าเป็นวัตถุที่มีแม่เหล็กสม่ำเสมอ และใช้แบบจำลองเปลือกปัจจุบันเพื่อคำนวณสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยแม่เหล็กในอวกาศ ในปัจจุบัน แบบจำลองการคำนวณแม่เหล็กออนไลน์จำนวนมากใช้หลักการนี้ในการหาสูตรการคำนวณ แต่มีสมมติฐานสองประการที่เกี่ยวข้อง ประการหนึ่งคือ แม่เหล็กเป็นวัตถุที่มีแม่เหล็กสม่ำเสมออย่างสมบูรณ์ และอีกประการหนึ่งคือ เส้นโค้งการขจัดแม่เหล็กนั้นตรงอย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม สถานการณ์จริงนั้นไม่เป็นความจริงทั้งหมด ดังนั้น ผลการคำนวณอาจแตกต่างจากผลการวัดจริงในระดับหนึ่ง นอกจากความคงตัวแล้ว แม่เหล็กพื้นผิวของแม่เหล็กยังได้รับผลกระทบอย่างมากจากรูปร่างและขนาด และสูตรการคำนวณสำหรับแม่เหล็กพื้นผิวจะแตกต่างกันสำหรับแม่เหล็กที่มีรูปร่างต่างกัน