[請益] 空芯電磁鐵磁力問題

[crazyjonas ()]

各位好

敝人想製作一空心的電磁鐵

用於吸引磁鐵


如圖

    □    ())))))))
   磁鐵   電磁線圈(無鐵芯)

由於磁鐵與線圈端有一段距離

想要盡可能地使磁鐵受的磁力達最大，

就必須儘可能地使磁鐵位置的磁場梯度大一點

由於B約正比於匝數N及電流I，所以要繞多圈點，且通大電流

但此線圈並無鐵芯

所以敝人認為，線圈中離磁鐵較遠的部分，對磁鐵位置的磁場貢獻不大

所以理想設計應是
               ︵
               ︵
如圖   □    ((  ))  盡量使每一線段都能對磁鐵位置產生最大的磁場貢獻
      磁鐵     ︶
               ︶
但愈繞愈多層後，外層的線圈在磁鐵位置的磁場強度也會變弱

但以上只是以磁場的強度為判斷依據，並非磁場的梯度

想請教一下各位，究竟怎樣的設計，

可以使電磁鐵線圈在線圈之外，對磁鐵產生較大的磁力呢？

謝謝



--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 111.184.233.158
※ 文章網址: http://www.ptt.cc/bbs/Physics/M.1398080002.A.3A0.html
※ 編輯: crazyjonas (111.184.233.158), 04/21/2014 19:33:43
推 woieyufan:聽起來可以直接用距離算 那應該是以磁鐵為中心的球殼
感謝回應。
敝人也想到類似的結論，就是半圓球殼
         ╮
如圖     ╯  線圈沿著半圓球殼繞

個別一圈線圈，對於磁鐵位置(球心)的磁場方向是水平的
且離磁鐵越遠的線圈對於磁鐵位置的磁場貢獻越小。
----------------------------------------------
想再請教各路高手一下

磁場B約正比於 匝數N*電流I

但是電流I正比於 V/R   R又正比於 長度L

而長度L正比於 匝數N   所以I正比於 1/N

這樣磁場B約正比於 N*1/N = 1 ???

-->當電壓固定時，繞多圈也沒辦法增強磁場嗎？

好像跟經驗不符。

想請教一下，是哪裡出了錯呢？ 謝謝
※ 編輯: crazyjonas (182.234.96.115), 04/21/2014 22:44:49
推 Entropy1988:梯度是可以疊加的。除非你是想省材料或者其他考量。
→ Entropy1988:電路中的電阻也不只是漆包線，像電池也有內電阻。
→ Entropy1988:話說為什麼是空心線圈 你要做高斯槍還是什麼東西嗎
感謝回應
敝人先前所寫的磁場梯度為誤用了，因向量無梯度
磁力大小應為 F=▽(μ．B)
但若為一維，且磁鐵μ為常數時，F=μ▽(Bx)
所以其實是想找出最適合的Bx

而當線圈使用越多，電阻也會增加而使電流減少
所以希望可以找到一個
於有限線圈長度之下，能發揮最大磁力的設計

敝人是要製作上拉式磁懸浮，不能有鐵芯
參考自此網頁：http://ppt.cc/1xLt
※ 編輯: crazyjonas (182.234.96.115), 04/22/2014 09:11:29