แรงดึงดูดของแม่เหล็กและอุปกรณ์ดึงดูดแม่เหล็ก
http://www.แม่เหล็ก-ตลอดไป.คอม
สำหรับการใช้งานแม่เหล็ก ทุกคนต่างให้ความสนใจเป็นอย่างมากกับแรงดึงดูดของแม่เหล็ก แรงดูดของแม่เหล็กสามารถคำนวณได้ (โดยใช้เครื่องคำนวณแรงตึง) และสามารถใช้สูตรต่อไปนี้เป็นข้อมูลอ้างอิงได้ อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าเงื่อนไขเริ่มต้นของสูตรนั้นเหมาะสมมาก นั่นคือ การกระจายของสนามแม่เหล็กนั้นสม่ำเสมอมาก การซึมผ่านของแม่เหล็กของวัตถุที่ถูกดึงดูดนั้นสูงมาก (ไม่สามารถใช้สารแม่เหล็กอ่อน เช่น สเตนเลสสตีลซีรีส์ 300 และเฟอร์โรอัลลอยอื่นๆ ได้) และความหนาและพื้นที่การดูดซับนั้นเพียงพอ (การเพิ่มความหนาและพื้นที่จะไม่เพิ่มแรงดูดเพิ่มเติม นั่นคือ ไม่คำนึงถึงการรั่วไหลของแม่เหล็ก) แม้จะเป็นเช่นนี้ ค่าที่คำนวณได้นั้นสามารถใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงเท่านั้น และไม่สามารถใช้สำหรับการคำนวณที่แม่นยำได้ F (N) = 2 * S (m ²) * B (T) ²/μ 0 โดยที่ S แทนพื้นที่การดูดซับ B แทนความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กช่องว่างอากาศ และ μ 0 คือการซึมผ่านของแม่เหล็กสุญญากาศ (ซึ่งเป็นค่าคงที่ μ 0 = 4 π * 10-7)
วิธีเพิ่มแรงดึงดูดของแม่เหล็ก? จากสูตรจะเห็นได้ว่าแรงดูดของแม่เหล็กนั้นแปรผันตรงกับพื้นที่การดูดซับและความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กของช่องว่างอากาศ จะเห็นได้ว่าการเพิ่มพื้นที่การดูดซับและการปรับปรุงความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กของช่องว่างอากาศเป็นสองวิธีหลักในการเพิ่มแรงดูดของแม่เหล็ก 1. การเพิ่มพื้นที่การดูดซับควรครอบคลุมพื้นผิวการดูดซับแม่เหล็กอย่างน้อย และหากเงื่อนไขเอื้ออำนวย สามารถเพิ่มความหนาของวัสดุที่ดูดซับได้
เมื่อแม่เหล็กถูกดึงดูดไปที่แผ่นเหล็ก: พื้นที่การดูดซับระหว่างแผ่นเหล็กกับแม่เหล็กยิ่งมีขนาดใหญ่ขึ้น แรงดูดระหว่างแม่เหล็กก็จะยิ่งมากขึ้น เมื่อพื้นที่การดูดซับเท่ากับพื้นที่ของแม่เหล็ก แนวโน้มของแรงดูดที่เพิ่มขึ้นจะค่อยๆ ช้าลง เมื่อแผ่นเหล็กมีขนาดใหญ่พอ การเพิ่มพื้นที่ของแผ่นเหล็กอาจไม่เพิ่มแรงดูดอีกต่อไป เมื่อพื้นที่ของแผ่นเหล็กเท่ากัน การเพิ่มความหนาของแผ่นเหล็กจะช่วยเพิ่มแรงดูดได้ เมื่อแผ่นเหล็กหนาขึ้น การเพิ่มความหนาของแผ่นเหล็กจะค่อยๆ ทำให้แรงดูดที่เพิ่มขึ้นแบนราบลงเรื่อยๆ จนกว่าจะไม่มีการปรับปรุงเพิ่มเติม
2. เพิ่มความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กช่องว่างอากาศ เมื่อพื้นที่การดูดซับ S ยังคงที่ การค้นหาวิธีเพิ่มความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กช่องว่างอากาศและลดฟลักซ์แม่เหล็กรั่วไหลเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการปรับปรุงแรงดูด การทำให้เป็นแม่เหล็กหลายขั้วสามารถลดฟลักซ์แม่เหล็กรั่วไหลได้อย่างมีประสิทธิภาพ
จากแผนภาพการจำลองสนามแม่เหล็ก เราจะเห็นได้ว่าหลังจากเปลี่ยนแม่เหล็กให้เป็นแม่เหล็กแบบสองขั้วแล้ว สนามแม่เหล็กรั่วไหลจะลดลงอย่างมาก และเส้นสนามแม่เหล็กจำนวนมากจะสร้างเป็นวงวงจรแม่เหล็กภายในแผ่นเหล็กที่ดูดซับไว้
หากเพิ่มจำนวนขั้วอีกและมีการเพิ่มแผ่นแม่เหล็กที่ด้านล่างของแม่เหล็ก ฟลักซ์แม่เหล็กที่รั่วไหลจะลดลงอีกและแรงดูดจะเพิ่มขึ้นอีก
แนวโน้มปัจจุบันในการออกแบบส่วนประกอบแม่เหล็กคือการใช้ประโยชน์จากสนามแม่เหล็กให้สูงสุดโดยการออกแบบวงจรแม่เหล็กหลายขั้วหรือวงจรแม่เหล็ก ฮาลเบ็ค หรือใช้วัสดุที่มีความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กสูงเพื่อนำสนามแม่เหล็กให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ผ่านวัตถุที่ถูกดึงดูด โดยสร้างวงจรแม่เหล็กแบบวงรอบ การใช้งานทั่วไป ได้แก่ แผ่นแม่เหล็กยางที่ออกแบบมาสำหรับการทำให้เป็นแม่เหล็กหลายขั้นตอน บางชนิดมีขั้วแม่เหล็กสองด้านและบางชนิดมีขั้วแม่เหล็กด้านเดียว ประสิทธิภาพแม่เหล็กของแม่เหล็กยางนั้นต่ำมาก แต่ด้วยการออกแบบวงจรแม่เหล็กหลายขั้ว สนามแม่เหล็กจะกระจายอย่างหนาแน่นบนพื้นผิว ส่งผลให้มีการรั่วไหลของแม่เหล็กน้อยที่สุดในระหว่างการดูดซับและให้ผลการดูดซับที่ดี
การออกแบบส่วนประกอบแรงดึงดูดแม่เหล็กนั้นไม่สามารถแยกออกจากการพิจารณาระยะห่างของการดูดซับได้ ที่กล่าวมาข้างต้นทั้งหมดนั้นขึ้นอยู่กับการดูดซับแบบสัมผัสโดยตรง หากระยะห่างเปลี่ยนแปลง แรงดูดมักจะเปลี่ยนแปลงอย่างมาก รูปภาพต่อไปนี้แสดงอุปกรณ์ดึงดูดแม่เหล็กแบบแม่เหล็กเดี่ยวทั่วไปหลายตัว และส่วนประกอบแม่เหล็กหลายขั้วก็ปฏิบัติตามกฎที่คล้ายกัน ยิ่งมีขั้วมากขึ้น แรงดูดที่ระยะห่าง 0 ก็จะยิ่งมากขึ้น แต่การลดทอนจะยิ่งเห็นได้ชัดขึ้นเมื่อระยะห่างเพิ่มขึ้น