Electromagnetísmo

Efectos electromagnéticos

Una matriz Halbach (en inglés: Halbach Array)^? es una combinación especial de imanes permanentes dispuestos para reforzar el campo magnético a un lado de la matriz mientras que elimina por interferencia el campo magnético en el lado opuesto. En la ilustración, el campo magnético se fortalece en el lado inferior y queda casi anulado en el lado superior. El diseño (en la parte frontal, la derecha arriba, la izquierda abajo) puede continuar hasta el infinito sin ningún problema. Es un proceso similar a la disposición de los imanes en forma de herradura dispuestos alternativamente con la polaridad invertida.

Historia

El efecto fue descubierto por J.C. Mallison en 1973 y descrito como magnetic curiosity (curiosidad magnética), aunque el descubridor informó que el modelo podría utilizarse para aumentar la eficiencia de la tecnología de grabación en cinta magnética. Mallinson señaló que cada matriz con los componentes x e y, con fase de π/2, causaban un flujo magnético sólo a un lado, según la fórmula de función sin(kx),-cuerpo (kx). Al mismo tiempo este efecto fue descubierto de forma independiente por Klaus Halbach, que lo utilizó en el wiggler de un acelerador de partículas.

Aplicaciones

Estos elementos son componentes clave de la tecnología utilizada para la levitación magnética Inductrack. Estos trenes sólo requieren energía eléctrica para el desplazamiento del convoy. Las matrices Halbach rechazan las líneas de fuerza generadas mediante cables enterrados en la vía del tren haciendo levitar el convoy.

Las matrices Halbach se han desarrollado originalmente en forma de cilindros Halbach.

Ilustración de la disposición de los imanes en una matriz Halbach.

Diagrama esquemático de un láser de electrones libres

Matriz de Halbach

Halbach Array ( Halbach Array) es una estructura magnética ? Al igual que la gran e es la ingeniería estructural , el objetivo es producir la mayor cantidad de st ? Fuerte campo magnético. Los científicos descubrieron esta estructura de imán permanente en particular y mejorar gradualmente la estructura, el llamado " Halbach " cierre imán? Forma Lich .

Estructura de imán Halbach es una casi perfecta estructuras de ingeniería , el objetivo es producir la mayor cantidad de st ? Fuerte campo magnético.
A través de una disposición especial del dispositivo magnético de la intensidad de campo ? Fuerza, la dirección de la unidad de mejorar . Para las obras , es sumamente importante.

Imán imán Halbach

En 1973, el estudioso norteamericano Mallianson en la estructura de los experimentos de montaje de imán permanente descubrió una extraña estructura de imanes permanentes , y la llamó " la curiosidad Magnetic" . Yo no era consciente del valor de dicha estructura. En 1979, el estudioso norteamericano Klaus Halbach reutilización campo por una pluralidad de imanes permanentes estructuras producidas hacen experimentos de aceleración de electrones , se encontraron con esta estructura de imán permanente en particular y mejorar gradualmente la estructura, el llamado " Halbach " cierre imán? Forma Lich . Anillo de imán radial Halbach se combina con paralelos entre sí cuando el efecto final y el t permeabilidad magnética visto el infinito a ignorar los materiales , la estructura magnética permanente se forma finalmente una ( cuadro de un solo lado ) unilateral , es una característica esencial de Que Halbach . Esta característica significa que el motor Halbach imán lineal tiene un buen valor.

Con respecto a los motores de Herk ? Mmlichen Halbach motor de las siguientes ventajas son la densidad de potencia

1 En comparación con la estructura tradicional de la imán permanente reciprocidad del motor uper posición radial de la fuerza del campo magnético ? Fuerza en el otro lado por lo que mejoran en gran medida efectiva w ? 'RE el volumen? Reducir la fuerza del motor a la densidad de potencia del motor de mejorar .

Dos rotor ya no ben ? Chute Cuenta
Inevitable en Herk ? Mmlichen motor de imanes permanentes debido a la presencia del espacio de aire armónicos de campo magnético se basa generalmente en la schw rotor de diapositivas? Efecto Chen. En motor Halbach desde el espacio de aire distribución del campo magnético de la h ? Heren contenido sinusoidal armónica baja , de modo que el rotor sin una diapositiva .

3 rotor no puede ser puntos centrales
Desde un solo lado Halbach MagnetfeldabschirmungseffektResultierende de la distribución de materiales magnéticos para el rotor ya no es necesario para proporcionar acceso a no sólo un gr ? Ere selección de materiales , seleccionado? Hlt para crear fuera del rotor , y el sistema puede reducir Tr ? han momento de inercia y el bajo rendimiento se debe instalar de forma rápida .

4 de alta eficiencia de imán permanente
Los resultados de los imanes magnetizados Halbach Que resultados h ? Heren punto del imán permanente de funcionamiento para aumentar más de 0,9 en general al uso de imanes permanentes.

5 utilizar un bobinado central
Motores de imanes permanentes son h ? De uso frecuente en los bobinados distribuidos tradicionales ción la influencia de los armónicos de los FMM de Suabia. En Halbach motor debido a su campo magnético armónico alta Sinusmagnetfeldverteilungder tiene poco efecto , puede , enrollar la central.
Motor con Halbach selección de imanes k ? ¿Puede la ondulación de par del motor Malthus reduciendo en gran medida los requisitos para Motorlagerverringern .
( A) disposición magnética radial de la distribución del campo magnético
( B ) dispuestos en paralelo , la distribución del campo magnético
( C ) Halbach disposición de la distribución del campo magnético

Efecto Zeeman El efecto Zeeman, descubierto por el físico holandés Pieter Zeeman, es descrito como la división de una línea espectral en varios componentes cuando el elemento se coloca en la presencia de un campo magnético. Es análogo al efecto Stark, que ocurre cuando hay una división de una línea espectral en varios componentes en la presencia de un campo eléctrico. El efecto Zeeman es muy importante en aplicaciones tales como espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN), la espectroscopia de resonancia electrónica de spin y espectroscopia Mössbauer. También puede ser utilizado para mejorar la precisión en la espectroscopia de absorción atómica. Esto es debido a la interacción entre los niveles de energía magnéticos de un sistema y un campo magnético externo H. En su orbital se traduce en la rotura de la degeneración entre niveles de distinta proyección Sz: los Ms=-S son los alineados con el campo, y por tanto los estables, frente a los Ms=+S, que se oponen al campo, y son los más inestables. Se describe por el hamiltoniano modelo: donde g es el factor de Landé y  es el magnetón de Bohr. m Efecto Zeeman Cuando un átomo de hidrogeno se introduce en un campo magnético uniforme, el nivel fundamental se desdobla en una cantidad que depende de la intensidad del campo magnético.  Observado por primera vez por Pieter Zeeman, esta división se atribuye a la interacción entre el campo magnético y el momento de dipolo magnético asociado con el momento angular orbital. En ausencia del campo magnético, las energías del hidrógeno dependen sólo del número cuántico principal n, y las emisiones se producen en una sola longitud de onda. El efecto Zeeman normal también fue explicado posteriormente por Bhor de forma semiclásica al desarrollar su modelo del átomo de hidrógeno y luego también explicado con la mecánica cuántica. Según la mecánica cuántica la energía de interacción viene dada por H interacción=-μ B donde μ = es/2mc es el momento magnético del electrón, s es el momento angular orbital y B es el campo magnético externo. La ecuación anterior, muestra que un estado con determinados números cuánticos n y ℓ se separa en 2ℓ + 1 niveles de energía debido a la presencia de un campo magnético externo.