반자력
자석을 자화해서 꺼내면 자석의 표면에서 발생한 자장이 원인이 되어, 이 자석을 감자시키는 반대 방향에 자장이 발생하며 이 힘을 반자력이라 한다.
자석으로 작용하는 경우에는 반드시 N, S의 자극이 생기며 반자력이 작용하여 아래그림의 감자곡선상에 있는 상태가 된다. 다시 말해 잔류자속밀도의 크기로 작용하고 있다고는 말할 수 없다.
그리고 이 반자력은 자석 치수 비 m (자석 길이에 대한 직경 비 m=l/d)에 따라 다르며 치수비가 클수록 다시 말해 얇고 길수록 반자력은 작아진다.
종래에는 이 반자력을 계산하는데 반자장 계수를 사용했지만, 최근에는 감자곡선에서의 B/H의 경사를 많이 이용하는데, 이것을 자기전도계수 또는 Permeance계수(Permeance coefficient)라 하며 반자장계수와는 4π/ ≒P의관계가 있다. 그리고 Permeance coefficient에 의해 정해지는 선을 동작선, 감자곡선과의 교점을 동작점이라한다.
환봉자석, 각형자석, 링자석의 각각의 치수비와 Pc의 관계
만약 자석의 단면이 원형이 아닌 경우는 근사적으로 그 면적과 같은 원형단면의 직경을 선택하여 치수 비를 계산한다. 또한 Pc=B/H와 감자곡선의 관계는 가장 잘 사용되는 도표이고, 위의 그림 (퍼미언스 계수와 감자곡선의 설명)에서 보여주었다.
단체자석의 설계 방법 예
주조자석 PMC-1B를 사용하고 직경 2㎝, 길이 10㎝의 Magnet의 전자속
(Magnet 외부에서 발생하는 자력선의 총화)은?
치수 비 m=l/d=10/2=5 이고, 위의 그림2로부터 m=5의 경우 Pc≒25, 그림1에서
원점 0과 Pc≒25를 연결한 동작선과 PMC-1B의 감자곡선과의 교점을 A로 하면 동작점
A에 걸리는 자속밀도 Bd는 10,500 Gauss이다.
전자속은 전자속=동작점에 걸리는 자속밀도Magnet 단면적에서 계산되므로
10,500G3.14(㎠)=33,000Maxwell이 된다.
BdAm = Φt
Bd = 10,500G
Am = πd2 / 4 = π(2 cm)2 / 4 = 3.14 cm2
10,500G3.14㎠ ≒ 32,970G㎠ ≒ 33,000Maxwell
1G = 1Weber/㎡10-4
1Weber=108 Maxwells
1G = 104 Maxwells/㎡
1G = 1Maxwell/㎠
PMC-1B를 사용하고 전자속 50,000Maxwell이 필요할 경우 가장 경제적인 치수는
그림1에서처럼 PMC-1B의 (BH)max에 상당하는 Pc를 구하면 Pc는 19.5가 되므로
Magnet 단면적은 다음과 같이 계산한다.
Pc=19.5에서의 자속밀도 Bd=9,700G
50,000Maxwell/9,7000Gauss=5.15㎠ 따라서
πd2 / 4 = 5.15㎠ ⇒ d=2.56cm 직경은 2.56㎝가 된다.
또 Magnet의 길이는 위의 그림2에서 Pc=19.5에 상당하는 치수 비는
약 4.2이므로 ℓ/2.56=4.2 ⇒ ℓ=4.22.56=10.8㎝가 된다.
반자력
자석을 자화해서 꺼내면 자석의 표면에서 발생한 자장이 원인이 되어, 이 자석을 감자시키는 반대 방향에 자장이 발생하며 이 힘을 반자력이라 한다.
자석으로 작용하는 경우에는 반드시 N, S의 자극이 생기며 반자력이 작용하여 아래그림의 감자곡선상에 있는 상태가 된다. 다시 말해 잔류자속밀도의 크기로 작용하고 있다고는 말할 수 없다.
그리고 이 반자력은 자석 치수 비 m (자석 길이에 대한 직경 비 m=l/d)에 따라 다르며 치수비가 클수록 다시 말해 얇고 길수록 반자력은 작아진다.
종래에는 이 반자력을 계산하는데 반자장 계수를 사용했지만, 최근에는 감자곡선에서의 B/H의 경사를 많이 이용하는데, 이것을 자기전도계수 또는 Permeance계수(Permeance coefficient)라 하며 반자장계수와는 4π/ ≒P의관계가 있다. 그리고 Permeance coefficient에 의해 정해지는 선을 동작선, 감자곡선과의 교점을 동작점이라한다.
환봉자석, 각형자석, 링자석의 각각의 치수비와 Pc의 관계
만약 자석의 단면이 원형이 아닌 경우는 근사적으로 그 면적과 같은 원형단면의 직경을 선택하여 치수 비를 계산한다. 또한 Pc=B/H와 감자곡선의 관계는 가장 잘 사용되는 도표이고, 위의 그림 (퍼미언스 계수와 감자곡선의 설명)에서 보여주었다.
단체자석의 설계 방법 예
주조자석 PMC-1B를 사용하고 직경 2㎝, 길이 10㎝의 Magnet의 전자속
(Magnet 외부에서 발생하는 자력선의 총화)은?
치수 비 m=l/d=10/2=5 이고, 위의 그림2로부터 m=5의 경우 Pc≒25, 그림1에서
원점 0과 Pc≒25를 연결한 동작선과 PMC-1B의 감자곡선과의 교점을 A로 하면 동작점
A에 걸리는 자속밀도 Bd는 10,500 Gauss이다.
전자속은 전자속=동작점에 걸리는 자속밀도Magnet 단면적에서 계산되므로
10,500G3.14(㎠)=33,000Maxwell이 된다.
BdAm = Φt
Bd = 10,500G
Am = πd2 / 4 = π(2 cm)2 / 4 = 3.14 cm2
10,500G3.14㎠ ≒ 32,970G㎠ ≒ 33,000Maxwell
1G = 1Weber/㎡10-4
1Weber=108 Maxwells
1G = 104 Maxwells/㎡
1G = 1Maxwell/㎠
PMC-1B를 사용하고 전자속 50,000Maxwell이 필요할 경우 가장 경제적인 치수는
그림1에서처럼 PMC-1B의 (BH)max에 상당하는 Pc를 구하면 Pc는 19.5가 되므로
Magnet 단면적은 다음과 같이 계산한다.
Pc=19.5에서의 자속밀도 Bd=9,700G
50,000Maxwell/9,7000Gauss=5.15㎠ 따라서
πd2 / 4 = 5.15㎠ ⇒ d=2.56cm 직경은 2.56㎝가 된다.
또 Magnet의 길이는 위의 그림2에서 Pc=19.5에 상당하는 치수 비는
약 4.2이므로 ℓ/2.56=4.2 ⇒ ℓ=4.22.56=10.8㎝가 된다.