電磁石の強度を上げる方法

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著者: Randy Alexander
作成日: 27 4月 2021
更新日: 2 J 2024
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電磁石の強度を上げる方法
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電磁石は永久磁石と同様に機能します。実際、これらはオンとオフを切り替えることができるため、さらに便利です。 Youllはハードドライブ、スピーカー、さらにはスイスのジュネーブにあるMRI装置やCERNの大型ハドロン衝突型加速器などの高度な機器にも電磁石があります。粒子衝突型加速器には、スピーカーよりも強力な電磁石が必要であることは明らかです。それでは、科学者はどのようにして電子ビームを集束するのに十分強力な磁石を作るのでしょうか?答えは単純に大きくするよりも少し複雑ですが、それはその一部です。使用する材料、印加する電圧、周囲温度はすべて重要です。

TL; DR(長すぎる;読まなかった)

電磁石の強度を上げるには、電流の強度を上げることができます。これにはいくつかの方法があります。また、巻き数を増やしたり、周囲温度を下げたり、非磁性コアを強磁性材料に置き換えたりすることもできます。

電磁誘導についてのすべて

デンマークの科学者ハンス・クリスチャン・オルステッドは、電線を流れる電流が近くのコンパスに影響を与える可能性があることに最初に気づいた人です。つまり、磁場を生成します。ワイヤーをコアに巻き付けてソレノイドと呼ばれるものを形成すると、コアの両端は永久磁石のように反対の極性になります。磁場の強さは、電流の大きさ、巻線の数、およびコア材料に依存します。磁石をより強くしたい場合、これは覚えておく必要があるすべてです。

現在の大きさを増やす

アンペールの法則によれば、電流が流れるワイヤの周囲の磁場は電流の強さに正比例します。言い換えれば、現在の強さを増やし、磁場を増やします。これを行うには複数の方法があります。

巻数を増やす

起磁力(mmf)としても知られる電磁石の強度は、電流(I)だけでなく、ソレノイドの巻き数(n)にも正比例します。巻線の数を増やすことが、おそらく電磁石の強度を高める最も簡単な方法です。 mmf = nIなので、巻線の数を2倍にすると、磁石の強度が2倍になります。ワイヤーをソレノイドコアの周りに層状に巻くのは問題ありません。ワイヤが互いに接触しているとき、磁場は影響を受けません。

強磁性体コアを使用する

必要に応じて、使用済みのペーパータオルロールにワイヤを巻き付けて電磁石を作成できますが、強力な磁石が必要な場合は、代わりに鉄芯に巻き付けます。鉄は磁性材料であり、電流をオンにすると磁化されます。これにより、実際には1つの価格で2つの磁石が得られます。鉄には鉄が含まれているため、それほど強くはありませんが、同じように動作します。あなたが出くわすかもしれない他の2つの強磁性金属はニッケルとコバルトです。