数テスラの静磁場を発生させることが出来る装置を作りたいと考えています。
そのためにはどれくらいの大きさコイルが必要なのでしょうか?
恐らく小さなコイルで大きな電流を流すか、大きなコイルで小さな電流を流すか、どちらかということになり、大きな電流であれば、コイルに発生する熱が膨大になる、ということだと思うのですが、
超伝導などを使わずとも現実的な範囲で出来るだけ小さなコイルで
数テスラの静磁場を発生させようと思ったら、どのようなコイルでどれくらいの電流を流せば良いのでしょうか?
また、永久磁石だと数テスラを発生出来るものはどれくらいの大きさなのでしょうか?
通販サイトなどで購入可能であれば教えて下さい。
よろしくお願い致します。
No.2ベストアンサー
- 回答日時:
私の経験では、30×200×100mmくらいの空間の真ん中で0.6Tくらいの
磁界を作ったことがあります。コイルは直径7mmの導線を14回巻いて
います。空間のサイズがずいぶん扁平ですが、このように扁平に
巻いたためです。流す電流は3600Aくらいでした。
電流がパルス状だったので冷却はしませんでしたが、1.4秒おきに
約20msec通電しても温度上昇が30℃くらいありました。
なお、コイルは1層でした。このコイルは巻き枠などを設計して
何社かの巻き線屋さんに話をして1社だけやってくれるところを
探し当てて、そこで作ってもらいました。
連続通電では発熱量が70倍に増えるので、放熱をいくら頑張っても
空冷は無理でしょう。銅パイプを巻いて中に水を通すのが良いと
思います。電流源も大変ですよ。
多層巻きにするともう少し電流は減らせますが、遠くに巻かれた
巻き線は寄与率が落ちるので、うまく設計する必要があります。
最近は有限要素法などを使った良いシミュレータがあるので
シミュレーションをしてみることをお奨めします。
No.3
- 回答日時:
数Tというのがどの程度を想定しているか、発生したい磁場空間の大きさがどれくらいか、にもよるかと思います。
1.5T以下程度でよければ鉄心を有効に使えますので、コイルの巻き数や電流は比較的小さくできるでしょうし、それほど大きな磁場空間を必要としない(2,3cm角で1mm程度など)なら鉄心も小さくて済みそうに思います。
(産業用モータの回転子上での最大磁束が大体1T程度、トランスの内部での磁束が1.5T程度だったかと思います。)
2Tを超えるようだと、鉄心に期待できなくなって、空心コイルになるでしょうから、それなりのコイル設計が必要になりそうに思います。
ちなみに、大き目のフェライト磁石で表面磁束が0.5T程度(うまく、鉄心を使って磁束を絞り込めれば、1T位はだせるかも)、希土類で2T前後出せたように思います。
No.1
- 回答日時:
どのくらいの範囲に磁場を発生させる必要がありますか?
あまり磁場のことは詳しくないですけれど、ちょっといい加減な
話ですが、昔大学の研究室で使っていた電磁石が
直径5cm、幅5cmくらいに最大1.5テスラ(カタログ最大値は2T)
発生させるものがありました。
電磁石のサイズは大よそ1x1x1mでした。
重さは持ち上げられません。100kGと200kgとか言ってました。
ほとんど鉄の塊だから当然です。
もう少し小さなもので、大人の男性程度の重さの電磁石もありましたが、これは磁場を発生させる空間の幅を2cmまで小さくして、
1テスラがやっとでした。
これは50cmの立方体サイズでした。
どちらも水を流して冷却は不可欠でした。
回答ありがとうございます。
出来れば、
その電磁石を取り扱っているメーカーを教えて頂けないでしょうか?
よろしくお願い致します。
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- 工学 電磁調理器 コイルの下にある黒い板は何?鉄にみえるけど、なぜ加熱されないの? 2 2023/08/13 04:42
- 物理学 コイルに発生する磁束について 交流回路でコイルにVボルトの電圧を加えた場合、発生する磁束は巻数が10 3 2022/11/07 21:28
- 物理学 一辺がLの正方形のコイルです。 上の方の図でコイルに直流電源Eを接続したところ、コイルには電流iが流 2 2023/06/03 23:58
- 物理学 (2)コイルの位置での磁束密度の大きさと向きを求めよ、ただし、コイル内では磁束密度の大きさは場所によ 1 2023/05/07 01:40
- 工学 円筒状のコイルにおける磁界強度の計算式について教えて下さい。参考書では円筒状コイルに電流を流した際の 2 2022/11/16 09:42
- 物理学 円形コイルに磁界をかけた時について質問があります。 1.左上で、コイルに対して垂直に一様な磁場Hがあ 1 2023/06/15 14:26
- 物理学 ごめんなさい 半径 αの円形コイルの面が地球磁界の方向に平行になるように垂直に立っている。 このコイ 1 2022/07/31 21:33
- その他(自然科学) 電磁誘導で使われるコイルは何でできてますか?磁界を変化させて、電流が流れる仕組みだから、磁力がありま 7 2023/03/14 17:13
- 工学 電磁石の故障 2 2022/09/07 18:03
- 環境学・エコロジー 発電所の発電機の仕組みについて 8 2023/07/18 10:42
おすすめ情報
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
パッケージ形空気調和機とユニ...
-
電気モーターに負荷がかかった...
-
モータについて、以下を教えて...
-
変圧器(トランス)についてなぜ...
-
マグネットスタンドについて
-
レールガンと、コンデンサーの...
-
モーターのロータとアーマチュ...
-
発電機についてお聞きします。
-
くま取りコイルって?
-
電磁弁の寿命。
-
電磁接触器の構造について教え...
-
トリップコイルの動作原理について
-
モーター負荷が増大すると電流...
-
なぜ商用電源は正弦波交流?
-
モーターの回転のようすについ...
-
(機械の)アマチュアとは何の...
-
磁束を打ち消し消滅させる方法...
-
変圧器の励磁電流の役割は何か
-
非接触ICと磁気カード、一緒に...
-
電源トランスの磁気飽和について
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
電気モーターに負荷がかかった...
-
変圧器(トランス)についてなぜ...
-
パッケージ形空気調和機とユニ...
-
電磁弁の寿命。
-
モーター負荷が増大すると電流...
-
モータについて、以下を教えて...
-
モーターのロータとアーマチュ...
-
くま取りコイルって?
-
トリップコイルの動作原理について
-
おもちゃであった電気ショック...
-
電磁石のコイル。正しい巻き方...
-
(機械の)アマチュアとは何の...
-
マグネットスタンドについて
-
直流での誘導電流
-
電気屋さん!直流変流器(DCCT...
-
小学5年生理科の問題です。 電...
-
多芯ケーブルの誘導電圧について。
-
電磁誘導:コイルの巻き方が異...
-
マグネットの欠相について 三相...
-
発電機の負荷ってどんなもの?
おすすめ情報