電磁石のパワー（アンペアターンについて）

質問

初めてこちらに質問させていただきます。初めてですので質問の仕方に不備があるときはご了承ください。

今、電磁石のパワーが出ずに苦労しています。どうすればパワーが出るようになるか、またこの仕様では不可能か教えていただけると幸いです。電磁石の種類は普通の芯入りソレノイドの形です。必要な力は、表面磁束密度600[mT]です。

電磁石の仕様は、サイズの都合上
・直径5mm
・パーマロイ芯
・芯の長さは50mm
で、電流の強さと巻き数は任意に変えることができます。
おそらく、アンペアターンの計算をすれば可能かどうかの判断ができると思うのですが・・・よくわかりません。
もし、よろしければ、この計算の仕方を教えていただければ自分で検討できると思うのでご教授お願いします。

回答No.3

tetsumyi · ベストアンサー

普通、電磁石で強い力が必要な時はE型芯で相手金属とくっついた時に磁気回路を作るようにします。
また、高い空間磁束密度を得るためにはC型芯で隙間を狭くして磁束密度を高めると共に磁気回路の計算を簡単にできるようにします。
棒状の芯で強い均一な磁束を得ることは困難だと思います。

お礼

早速の回答ありがとうございます。
自分は丸棒を用いた電磁石しか製作、使用したことがなかったので気づかなかったです。磁気回路というのは磁力線の通る道筋のようなものでしょうか？？
棒状の芯ではやはり大変なのですね。
教えていただきありがとうございます。

回答No.2

angkor_h

アンペアターンとは言葉どおりで、単位は加える[A](電流値)であり、それにより発生する磁力[Wb](?)の強さではありません。
実際には、巻き回数Nに電流Iを流したときに、N*I[A](アンペアターン)となります。昔は[AT]でしたが、最近は[A]のようですね。
これは、空芯でも鉄心でも同じ値です。しかし、発生する磁気力は芯材で異なります。
あなたの求めているのは、磁気力の方なので、ンペアターンではその性能を決められません。

その性能は芯材の透磁率ではなかったでしょうか?　昔のことなので記憶がはっきりしませんが、「透磁率」でネット検索してみてください。

お礼

回答ありがとうございます。助かります。
アンペア・ターンだけでは発生する磁気力の性能は決めれないのですね。はい。芯の材質による透磁率によって磁力の大きさが異なると思うのですが、今、困っていることは、比透磁率の高いスーパーマロイを用いても、鉄芯とそう大差はなく、その恩恵を感じることができないことです。

回答No.1

foobar

磁極表面で0.6Tを出すのに必要な起磁力[A]は、
巻き線を囲むループ(磁心の一端→ソレノイド内部→他端→ソレノイド外部→もとの一端）の経路で∫Hdl=∫(B/μ)dlを計算すれば得られます。
が、ソレノイド外部の磁界分布を求めるのが結構大変です。

単純なソレノイドでは、コイル内部に非常に透磁率の高い材料を入れても、ソレノイド外部の透磁率が低いと、あまり効果は出ません。（ソレノイド外部に磁束を通すのに、起磁力が使われるため。）
磁束を利用する一端を除いて、ソレノイド外部も磁性体で覆うような構造にするのがよいように思います。

お礼

なるほど。コイルの内部に高い透磁率の材料をいれても、外部の透磁率が低いとあまり効果が出ないのですね。道理でパーマロイを用いているのに強い力が出ないのかわかりました。
外部を磁性体で覆うというのは、コイル自体を磁性体で包装するということでしょうか？？それとも、ＭＲＩのように磁力を発生させる空間を磁性体で覆うということでしょうか？？

回答大変ありがとうございます。