แม่เหล็กนีโอไดเมียมทรงกระบอก 6*13 มม. – มีตัวอย่างฟรี | ฟูลเซน

การคำนวณสนามแม่เหล็ก (
$$

B) รอบแม่เหล็กทรงกระบอกอาจค่อนข้างซับซ้อน ขึ้นอยู่กับการกระจายตัวของสนามแม่เหล็กภายในกระบอกสูบ ต่อไปนี้ ผมจะสรุปกรณีง่ายๆ โดยที่เรามีทรงกระบอกที่มีแม่เหล็กสม่ำเสมอและมีแกนแม่เหล็กอยู่ในแนวเดียวกับแกนของทรงกระบอก สิ่งนี้มักเรียกกันว่า "กระบอกแม่เหล็กตามยาว"

สนามแม่เหล็ก (
$$

B) ภายนอกกระบอกสูบที่มีแม่เหล็กสม่ำเสมอตามแนวแกนกลางสามารถประมาณได้โดยใช้สูตรสำหรับสนามภายในโซลินอยด์ การประมาณนี้ถือว่ากระบอกสูบยาวกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของมันมาก สูตรคือ:

B=ไมโคร⋅M

ที่ไหน:

• 
  $$

  B คือความแรงของสนามแม่เหล็กที่จุดนอกกระบอกสูบ (ในหน่วย teslas, T)

• 
  $$

  μ คือความสามารถในการซึมผ่านของวัสดุ (ค่าคงที่, บ่อยครั้ง
  $�0$

  μ0​ สำหรับสุญญากาศหรืออากาศ เท่ากับ
  $4�\times 10-7$

  4π×10−7 T ม./A)

• 
  $$

  M คือแรงดึงดูดของกระบอกสูบ (โมเมนต์แม่เหล็กต่อหน่วยปริมาตร มีหน่วยเป็น A/m)

สำหรับกระบอกสูบที่มีแม่เหล็กสม่ำเสมอ
$$

M สามารถคำนวณได้ดังนี้:

$�=�ทั้งหมด�กระบอก$

M=Vcylinder​Mรวม​​

ที่ไหน:

• 
  $�ทั้งหมด$

  Mtotal​ คือโมเมนต์แม่เหล็กรวมของทรงกระบอก (ในหน่วย A m²)

• 
  $�กระบอก$

  Vcylinder​ คือปริมาตรของกระบอกสูบ (เป็น m³)

โปรดทราบว่านี่เป็นสถานการณ์ที่เรียบง่ายและอาจไม่ได้แสดงถึงการกระจายตัวของสนามแม่เหล็กอย่างแม่นยำในกรณีที่ซับซ้อนมากขึ้น ถ้าการทำให้เป็นแม่เหล็กไม่สม่ำเสมอ หรือถ้าขนาดของกระบอกสูบไม่ใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางอย่างมีนัยสำคัญ การคำนวณจะซับซ้อนมากขึ้นและอาจต้องใช้เทคนิคเชิงตัวเลขหรือการวิเคราะห์

เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำยิ่งขึ้น คุณอาจจำเป็นต้องใช้วิธีการขั้นสูง เช่น การจำลองเชิงตัวเลขโดยใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์หรือวิธีการวิเคราะห์ที่พิจารณาคุณสมบัติทางแม่เหล็กของวัสดุและการกระจายตัวของสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นจริงภายในกระบอกสูบ

ข้อความที่ว่าสนามแม่เหล็กภายในทรงกระบอกเป็นศูนย์อาจเป็นความเข้าใจผิดหรือทำให้เข้าใจง่ายเกินไป โดยทั่วไป สนามแม่เหล็กภายในกระบอกสูบที่มีแม่เหล็กสม่ำเสมอจะไม่เป็นศูนย์ อย่างไรก็ตาม ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขและสมมติฐานเฉพาะ มีหลายกรณีที่สนามแม่เหล็กภายในกระบอกสูบอาจค่อนข้างอ่อนหรือแสดงคุณสมบัติบางอย่างที่อาจทำให้ดูเหมือนว่าสนามแม่เหล็กนั้นไม่มีนัยสำคัญ

ต่อไปนี้เป็นสถานการณ์บางอย่างที่อาจนำไปสู่การรับรู้ว่าสนามแม่เหล็กภายในกระบอกสูบเป็นศูนย์:

1. การป้องกัน
2. การสะกดจิตที่สม่ำเสมอ

สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือสนามแม่เหล็กภายในแม่เหล็กทรงกระบอกจะขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ รวมถึงการกระจายตัวของสนามแม่เหล็ก รูปร่างของแม่เหล็ก คุณสมบัติของวัสดุ และอิทธิพลภายนอก เช่น สนามแม่เหล็กใกล้เคียงหรือการกำบัง โดยทั่วไป ความแรงของสนามแม่เหล็กสามารถคำนวณและจำลองตามปัจจัยเหล่านี้ได้ แต่สนามแม่เหล็กภายในทรงกระบอกที่มีแม่เหล็กสม่ำเสมอไม่น่าจะมีค่าเป็นศูนย์อย่างแน่นอน

ใช่ อาจมีสนามแม่เหล็กอยู่ภายในทรงกระบอกกลวงได้ โดยมีเงื่อนไขว่าทรงกระบอกนั้นมีรูปแบบแม่เหล็กบางรูปแบบ การมีอยู่และคุณลักษณะของสนามแม่เหล็กภายในกระบอกสูบกลวงขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น รูปแบบการทำให้เป็นแม่เหล็ก คุณสมบัติของวัสดุ และรูปทรงของกระบอกสูบ

สนามแม่เหล็กภายในและภายนอกแม่เหล็กทรงกระบอกขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ รวมถึงรูปแบบการทำให้เป็นแม่เหล็ก คุณสมบัติของวัสดุ และรูปทรงของทรงกระบอก ลองพิจารณาสถานการณ์บางอย่าง:

1. กระบอกแม่เหล็กสม่ำเสมอ
2. กระบอกแม่เหล็กเรเดียล
3. กระบอกกลวงล้างอำนาจแม่เหล็ก
4. กระบอกป้องกันแม่เหล็ก

นี่เป็นคำอธิบายที่เรียบง่าย และพฤติกรรมที่แท้จริงของสนามแม่เหล็กอาจค่อนข้างซับซ้อน ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขและสมมติฐานเฉพาะ ในทางปฏิบัติ การกระจายตัวของสนามแม่เหล็กมักได้รับการวิเคราะห์โดยใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์หรือซอฟต์แวร์จำลองที่คำนึงถึงคุณลักษณะโดยละเอียดของแม่เหล็กและสภาพแวดล้อม