ハルバッハ配列

ハルバッハ配列は、一連の永久磁石の特定の配置です。このアレイには、空間的に回転する磁気パターンがあり、一方の側では磁場を打ち消しますが、もう一方の側では磁場を増強します。ハルバッハ アレイの主な利点は、片側に強い磁場を生成しながら、反対側に非常に小さな漂遊磁場を生成できることです。この効果は、磁束分布を観察するとよくわかります。

片面磁束は多くのアプリケーションで役立ちます データセキュリティ 輸送 モーター設計
ハルバッハ配列は本質的に重量効率が優れています。
アレイは、同じサイズのモノリシック磁石よりも高い磁束を提供します。

ハルバッハ配列には現在多くの用途があり、さまざまな複雑さのさまざまなシステムで使用されています。ハルバッハ配列の最も単純な用途の 1 つは、冷蔵庫の磁石です。この場合、磁石の保持力を高めるために片側磁束の特性が利用されます。棒磁石の可変配列を組み合わせて、単純なロック システムを作成することもできます。磁場が面の上で最大になり、面の下で最小になるようにロッドの磁化が配置されている場合、各ロッド磁石を 90°回転させることで磁束の閉じ込めを反転できます。

ハルバッハ アレイが動作しているさらに高度な例は、リニアモーターカーの線路またはインダクトトラックであり、そこでは磁気浮上が車両をサポートするために使用されます。磁気アレイは列車を線路からわずかな距離だけ持ち上げ、磁石の最大 50 倍の重量を支えることができます。この動作は帰納法の原理に基づいています。アレイが金属トラックコイル上を通過すると、磁場の変化によりトラック内に電圧が誘導されます。次に、線路は独自の磁場を生成し、この磁場がハルバッハ配列によって生成される磁場と一致するときにネオジム棒磁石の 2 つの同様の極を押し合わせようとするときと同様に、反発力によって列車が浮遊します。

ハルバッハ アレイは、シンクロトロンや自由電子レーザーなどの高度な科学実験でも使用されており、ハルバッハ「ウィグラー」として知られています。 FEL は非常に広く、高度に調整可能な周波数範囲を備えており、医療から軍事までの多くの用途で使用されています。