voimakas magneetti

Tältä näyttävät U-magneetit Karlsruhen yliopistossa!

Kirjoittaja: Dr. Manuel Fahrer, damals am Institut für Experimentelle Kernphysik, Universität Karlsruhe, Eggenstein-Leopolsdhafen, Saksa

Verkossa alkaen: 20.05.2011, Käyntien määrä: 182305

Korkeakenttämagneetin rakentaminen 8 KOLOSSENista:

Tämä on magneetti, jossa on napakengät ja rautainen paluukappale. 8 KOLOSSIA (Q-40-40-20-N) näkyvät kahden alumiinipidikkeen alla. 1 cm² kokoisessa ja 1,5 mm korkeassa raossa kentän voimakkuus on 3,2 teslaa. Tämän kentän mittaaminen ei ollut helppoa, sillä markkinoilla on vain vähän Hall-antureita, jotka ovat riittävän ohuita ja pystyvät mittaamaan näin suuria kenttiä huoneenlämmössä. Siksi instituuttimme rakensi itse Hall-anturin ja kenttäkelan ja mittasi kentän kalibrointimagneetin avulla.

Tätä magneettia aiotaan nyt käyttää hyvin pienten hiukkasfysiikan ilmaisinkomponenttien testaukseen.

KOLOSSE (N42) -magneetteja käytettiin KUOLEMANMAGNEETTIEN (N40) sijaan, koska ensin mainituilla on hieman suurempi remanenssi ja siten suurempi energiatihentymä.

Asennus ei ollut helppoa: magneetit, jotka työnnetään yhteen samanapaisesti, hylkivät toisiaan sivusuunnassa. Tässä tapauksessa neljä magneettia kummallakin puolella saatiin yhdistettyä vain ruuvipuristimien ja alumiinista tehdyn korsetin avulla.

Kaikki pinnat on hiottu tasaisiksi, jotta magneettikenttä kulkisi esteettä ilman ilmarakoja. Valmistumisen jälkeen koko magneettirakenteen erottaminen oli tarpeen, jotta napakenkien välistä etäisyyttä voitiin pienentää. Tämä ei onnistunut käsin, vaan vaati vinssin käyttöä. Voima, jolla paluukaaren pinnat tarttuivat toisiinsa, oli arviolta 1960 N. Valitettavasti tästä toimenpiteestä ei ole olemassa valokuvia.

Tässä näkyy simuloitu magneetti kenttäviivoineen ja kentän jakautumineen. Simulaatiossa saavutetaan "vain" 2,8 teslaa. On kuitenkin huomioitava, että tämä simulaatio perustuu kaksiulotteiseen ongelmaan. Tämä tarkoittaa, että simuloitavana on magneetti, jonka napakengät on muotoiltu kuin harjakaton harja. Todellisuudessa kenttäviivat kuitenkin kuroutuvat kasaan kaikilta neljältä sivulta, minkä vuoksi kenttä on tässä tapauksessa suurempi.

Huomautus supermagnete-tiimiltä:
Tämä projekti toteutettiin vuonna 2004 kirjoittajan väitöskirjatyön yhteydessä.

Haluatteko kattavan annoksen magneettisuuden asiantuntemusta? Tutustukaa nyt Magneettisuuden sanasto .