Miten voin tuottaa mahdollisimman homogeenisen magneettikentän?
Yliopistot ja koulut kysyvät meiltä toisinaan, miten kokeita varten voidaan tuottaa mahdollisimman homogeeninen magneettikenttä.
Homogeenisessa magneettikentässä kenttäviivat ovat keskenään yhdensuuntaisia ja magneettikentän voimakkuus on kaikkialla yhtä suuri.
Mahdollisimman homogeenisen magneettikentän tuottamiseksi kannattaa sijoittaa kaksi suurta magneettia
lähelle toisiaan ja yhdistää niiden takapuolet rautaisella siltapalalla.
Magneettien välisessä raossa vallitsee tällöin melko homogeeninen kenttä.
Mitä pienempi rako ja mitä suuremmat magneetit, sitä tasaisempi kenttä on.
Kuvassa olevassa esimerkissä käytimme kahta KOLOSSE,
joiden sivun pituus on 40 mm ja korkeus 20 mm.
Teräksisen johteen teetimme paikallisella sepällä.
Magneetit ovat 10 mm etäisyydellä toisistaan ja magneettinen vuontiheys
magneettien välillä on noin 0,95 teslaa (= 9 500 gaussia).
Varoitus: Jos haluatte rakentaa itse tällaisen "U-magneetin", olkaa äärimmäisen varovaisia magneetteja kiinnittäessänne! Nämä tarttuvat nimittäin paljon mieluummin toisiinsa kuin rautajohteeseen.
On varsin vaikeaa saada magneetit haluttuun asentoon apuna käytettävien puulevyjen ja erilaisten ruuvipuristimien avulla ilman, että loukkaatte itseänne.
Vaihtoehtoinen rakenne
Vaihtoehtoinen, rakenteeltaan vähemmän vaarallinen toteutustapa voisi näyttää kuvan mukaiselta.
Selite
1: Kaksi rautaosaa
2: Alumiinilohko rautaosien välissä, joka pitää osat oikealla etäisyydellä toisistaan. Tämä voi luonnollisesti olla myös jokin muu ei-ferromagneettinen materiaali, kuten messinki, puu, ruostumaton teräs, ...
3: Suorakaidemagneetti (tai useampia)
4: Tässä ilmarakosessa muodostuu enemmän tai vähemmän homogeeninen magneettikenttä rautaosien välille
1: Kaksi rautaosaa
2: Alumiinilohko rautaosien välissä, joka pitää osat oikealla etäisyydellä toisistaan. Tämä voi luonnollisesti olla myös jokin muu ei-ferromagneettinen materiaali, kuten messinki, puu, ruostumaton teräs, ...
3: Suorakaidemagneetti (tai useampia)
4: Tässä ilmarakosessa muodostuu enemmän tai vähemmän homogeeninen magneettikenttä rautaosien välille
Vaihtoehto, jossa on suurempi magneettivuon tiheys pienemmässä käytettävissä olevassa tilassa.
Tässä mallissa molemmat napapinnat kapenevat pyramidin muotoisesti yhteen.
Tämän ansiosta magneettivuon tiheys ilmarakossa kasvaa vastaavasti.
Näin voidaan saavuttaa magneettivuon tiheyksiä, jotka ovat huomattavasti suurempia kuin käytetyn magneetin omat arvot.
