Halbach magnetisk samling

Halbach magnetisk samling er en speciel konfiguration af permanente magneter , kendetegnet ved, at magnetfeltet på den ene af siderne er næsten fuldstændig fraværende på grund af det specielle arrangement af samlingselementerne. [en]

Den beskrevne effekt gengives ved at gentage sekvensen af magnetiske elementer med magnetiseringsvektoren (på forsiden) til venstre, op, højre, ned, venstre.

Effekten blev opdaget af Mallinson i 1973 og blev kaldt forbløffende af ham , hvilket ikke desto mindre forhindrede ham i at genkende en måde på den potentielt at forbedre egenskaberne og kvaliteterne ved magnetbåndoptagelse . [2]

I 1980'erne, Klaus Halbach , dengang fysiker ved National Laboratory. Lawrence , udviklede en magnetisk samling, senere opkaldt efter ham og designet til kraftig stråling fra en elektronstråle i en accelerator . [3]

Endimensionelle Halbach-samlinger

Magnetisering

Fordelingen af magnetfeltet kan repræsenteres ved hjælp af Mallinsons tegninger. Tegningerne viser det magnetiske felt forårsaget af en strimmel af overfladen af et ferromagnetisk materiale med en variabel magnetiseringsvektor langs y-koordinaten (øverst venstre tegning) og langs x-koordinaten (øverst højre tegning). Bemærk venligst, at feltet i det øverste halvplan på begge tegninger har samme retning, mens det i det nederste halvplan er modsat. Som et resultat af overlejringen af magnetfelterne i de to strukturer opnås en struktur, hvis magnetfelt er vist på den nederste tegning:

Hovedbetydningen af samlingen er, at kompensationen af den magnetiske flux fra bunden af samlingen fører til dens forstærkning ovenfra. I princippet resulterer enhver samling, hvor komponenterne magnetiseres med en faserotation , i en stigning i magnetisk flux på den ene side af samlingen. Matematiske transformationer, hvor faseforskydningen af alle komponenter i forhold til hinanden udgør, kaldes Hilbert-transformationen . Således skulle komponenternes magnetiseringsvektor danne par i Hilbert-transformationen (det enkleste tilfælde er funktionerne , som vist i figuren ovenfor). $\pi/2$ $\pi/2$ $\sin(x)\cos(y)$

Der er to hovedfordele ved envejs magnetisk flux:

I toppen af samlingen er den magnetiske flux dobbelt så intens (i det ideelle tilfælde);
Der er ingen magnetisk flux i bunden af den magnetiske samling (igen, i det ideelle tilfælde, hvis man antager en samling af uendelig længde), og dette forenkler i høj grad udviklingen af systemer.

Den magnetiske Halbach-samling kan nemt "pakkes ud" i en Halbach-cylinder.

Feltet oven på en uendelig lang samling kan skrives som en funktion af formen: [4]

{\displaystyle F(x,y)=F_{0}e^{i\lambda x}e^{-\lambda y))

hvor

F(x,y)

er en feltfunktion af formen

F_{x}+F_{y}i

F_{0}

er feltamplituden på montageoverfladen

\lambda

- rumlig frekvens

Halbach cylinder

Halbach sfære

Noter

↑ Halbach, 1980 .
↑ Mallinson, 1973 .
↑ "Magnetisk svævende tog flyver" . Dato for adgang: 23. januar 2009. Arkiveret fra originalen den 7. juli 2009. (ubestemt)
↑ アーカイブされたコピー. Hentet 31. august 2008. Arkiveret fra originalen 4. juni 2011. (ubestemt)

Litteratur

Mallinson J. C. Ensidige fluxer -- En magnetisk nysgerrighed? (engelsk) // IEEE Trans. Magn. - IEEE Magnetics Society , 1973. - Vol. 9, Iss. 4. - P. 678-682. — ISSN 0018-9464 ; 1941-0069 - doi:10.1109/TMAG.1973.1067714
Halbach K. Design af permanente flerpolede magneter med orienteret sjældne jordarters koboltmateriale (engelsk) // Nukleare instrumenter og metoder - Elsevier BV , 1980. - Vol. 169, Iss. 1. - S. 1-10. — ISSN 0029-554X ; 1878-3759 - doi:10.1016/0029-554X(80)90094-4
Zhu Z. , Howe D. Halbach permanentmagnetmaskiner og applikationer: en anmeldelse // IET Electric Power Applications - UK : IET , 2001. - Vol. 148, Iss. 4. - S. 299-308. — ISSN 1751-8660 ; 1751-8679 ; 1350-2352 ; 1359-7043 - doi:10.1049/IP-EPA:20010479