- ベストアンサー
電磁石の吸引力の導出方法と参考ページ
- 電磁石の吸引力の導出方法と一般的な式について説明します。
- 複雑な磁気回路を持つ電磁石の吸引力を求める方法についてお伝えします。
- 参考になるページや参考書を紹介します。
- その他（開発・設計）
- 回答数4
- ありがとう数5
- みんなの回答 （4）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
- ベストアンサー
電磁石の吸引力、直接ではありませんが、2dの磁束密度の計算でもよいなら、たとえば下に例があります。 http://www.topic.ad.jp/sice/papers/262/262-9.pdf やはり 2d ですが私は、ロスアラモスの Poisson Superfish を使ったことがあります。 http://laacg1.lanl.gov/laacg/services/download_sf.phtml 欲しい回答が 吸引力計算 ですから、ピントはずれですかねぇ。 吸引力の目安を知りたい、ではなくて、その式を導出したい、という事なのですね。 物理量を仮定できる前提では、他の良答にもあるように磁束密度から吸引力を知ることができるのだから 2D ではありますが Poisson Supoerfish で、たとえば「電磁石電流に対する吸引力の目安」などを得ることができると思いますよ、たぶん(どのような磁気回路なのか分からないから、たぶん)。
その他の回答 (3)
一般的に磁気回路は電気回路ほど単純化、理想素子の組み合わせにまでバラスことが困難ですから適当なとこで実験して実験式を導く方が現実的では。 円筒コイルでさえ書ききれないほどの注釈条件が付きます。 本当に概略でよければ入力電力、エネルギー総量から仕事量を決め仕事率から力を求める高校物理的手法もあるかも。
お礼
概略でも良いです。コイルがたくさん存在して、磁気回路が複雑な例を見たことないですか？ 実験して実験式を導くというのはシミュレーション(理論値の確認)をするということから脱してしまっている気がするのですが、これは問題ないのでしょうか？
＞吸引力の求め方 質問者さんの通りです。 古い本ですが、石黒敏郎著「交直マグネットの設計と応用」、オーム社によると Ｆ＝ｄＷ／ｄｘ＝1/2・Ｕ＾２・ｄＰ／ｄｘ (1) ただし Ｗ：磁気エネルギー Ｕ＝ＮＩ（アンペアターン） Ｐ：パーミアンス（磁気抵抗の逆数） 単純な棒磁石では Ｆ＝10^7／（８π）・Ｂｇ^2・Ｓ＝10^7／（８π）・Φ^2／Ｓ (2) ただし Ｂｇ：空隙の磁束密度 Φ＝μ・Ｓ／ｌ・ＮＩ ｌ：磁路長 μ＝μｓ・μo 磁路長は棒磁石の磁石の長さの2倍程度にするが、コア以外は空気なのでμはμoで計算する。 >起磁力がたくさんある（コイルがたくさん存在する） 起磁力がたくさんあるのイメージが湧きません。モータのような物か、鉄くずを吸着する電磁石のようにコイルが並列に並んだような物でしょうか？ いずれにしても、磁石はNSで構成するので、簡単に検討するには、1個の電磁石が複数あるとして考えることになると思います。 詳しく計算しようとすると電磁解析ソフトを利用するしかないと思います。
お礼
やはり手順としては間違いないみたいですね。 しかし起磁力がたくさんある（コイルがたくさん存在する）のでアンペアターンが一つに決定されないので、これをどう扱ってよいかわかりません。御存じないですか？
それぞれのコイルが作る磁場が干渉しない程度に離れていれば、 個々に計算した吸引力を加算すればいいだけと思います。 各コイルが直列であれば、Iは同じ値になりますから、式の上では 整理しやすいでしょう。
お礼
コイルの配置は単なる直列ではないんです。一個のコイルの電流を変えれば流れる磁束が変わります。 また、電気回路で言うIは磁気回路でΦ(磁束)ですので今回は起磁力(電気回路で言う電圧・起電力)がまとめられたらいいんですが、できませんので困っています。
お礼
ちょっと違う気がしますが、どんな情報でも感謝します。 何かふとしたひらめきに役立つかもしれませんので参考にさせていただきます。