Fuerza magnetomotriz en el espacio de aire
Primerintento
Eldiámetrodelnúcleoquepuedesuspenderun30gr.bateríaaunadistanciade-libre,17mmdesdeelpolodelelectroimán,nodebetenermenosde7mmdediámetro(ensaturación).Asíqueunnúcleocondiámetrode10mmesunaelecciónsegura.Estenúcleotieneunacapacidaddefuerzaderetencióndeaproximadamente4,5Kgrcuandoestásaturado(esdecir,1.6T).
Elmejormaterialparaelnúcleoesel"hierro forjado" o "hierro imán". Tienen una alta permeabilidad y ningún magnetismo residual. Si no tiene acceso a este material, puede usar los pernos de acero de la serie 400. Y aún mejor, puedes cocinarlos en su punto Curie (al menos 10 minutos) y dejarlos enfriar a una velocidad muy lenta. Un perno de 10 mm tiene una cabeza (polo) de alrededor de 15 mm. La longitud de nuestro núcleo (y, por consiguiente, la bobina) desempeña dos funciones: primero separa las líneas magnéticas (ok se vuelve muy débil antes de regresar al otro polo) y la segunda aumenta la superficie exterior, lo que ayuda a la convección y evita el sobrecalentamiento de la bobina. Permite seleccionar una longitud de 8 cm.
La sección transversal del polo es 1.767 cm ^ 2 y la masa a levitar es de alrededor de 0,3N. Por lo tanto, la densidad de flujo magnético requerida es de 0.0650Wb / m ^ 2 (¡lejos de la saturación!).
El flujo magnético total en el área del núcleo será de 0.0000114Wb, que es el mismo para la brecha, y la intensidad del campo magnético será de alrededor de 51,500AT / m. Por lo tanto, el mmf en el espacio de 17 mm es alrededor de 875 AT. Por lo tanto, el poder de elevación final de este electroimán será de 0.45 Kgr.
Ahora, si llenamos un carrete de 8 cm de longitud con 0,8 cm de profundidad de bobinado y configuramos la temperatura final de la bobina a menos de 60 ° C, usando un cable magnético AWG 24 (alrededor de 2,000 vueltas en 14 leyers), entonces tendremos un electroimán con mmf alrededor de 960 AT y todo esto producido por una corriente de unos 500 mA.
Les dejo la optimización de este electroimán, así como el cálculo de la inductancia y la resistencia de la bobina, la longitud del cable (conocida como longitud de giro media), el peso del cable y, finalmente, el costo. .
