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请教:内部磁场强劲而外部测不出的永磁有吗?

已有 3170 次阅读 2017-12-15 11:12 |系统分类:科研笔记|关键词:磁场,永磁,充磁,线圈,螺线管| 磁场, 永磁, 线圈, 充磁, 螺线管

将钕铁硼磁性材料坯件放到环形螺线圈内,通以强大电流充磁,能否制成内部磁场强劲,而外部测不出来的永磁体吗?理论上磁场只存在于环形线圈内部,外部为零,这样制成的永磁也无南极北极。

toroidal-solenoid.jpg

能搞到手把玩的磁铁,都能用铁钉感觉其磁力,估计都不是这样充磁制造出来的。喇叭磁铁模样有点像我要的,但磁力外漏,而我一直想找一个霸气不侧漏的甜甜圈形状的永磁体。

再请教一个问题:若真能用这个办法制出这样的永磁,充磁完毕取出来后,再反过来装回去。那么按原电流方向通电,永磁内部磁场就会与线圈施加磁场相反而"打架",永磁环会在线圈里面旋转吗?或者保持静止,但自动消磁并按新方向充磁?

若有扭矩,就可做最简单直流无刷电动机。

显然仍用螺线环形圈无法做电机,因为扭矩被圈闭在线圈内部,无法耦合到外部负载。

把永磁环固定到飞轮盘上,盘心开洞,让有刚度且无法转动的导线穿心,电流方向使得感生磁场与永磁环相反,且感生磁场达不到给永磁环消磁的强度。整个配置如下图示意(转子只能通过外缘轴承输出扭矩,未画出)。

这不就是最简单无刷电机吗?

常识:磁力线相反会互斥。但我还是吃不准环形磁力线互斥,到底能否产生扭矩。


最近看到讨论最简电动机的一些文章。原来这个逆天的电机交直流电通用,还三无:无磁铁、无绕组、无刷!就一根能通电的轴和滚珠轴承!谷歌竟能找出很多论文探讨其原理。下图摘自有关网文。

目前学界尚未有普遍接受的解释,有热力学观点,也有电磁学观点,五花八门缤纷呈现,这场理论混战仍在继续。感觉西方大牛级专家的解释值得商榷。如果我前面的问题得到肯定答案,这个滚珠轴承电动机,或可能因为中心导体轴被大电流临场抗磁磁化,而被感生磁场推着转。

注意:虽然滚珠轴承最简电机能转动,但毫无价值,因为电源要以短路方式供给大电流,时间久了就发烫冒烟。而改用我的方案做最简电机就可避免短路,但要一个永磁环。

欢迎专家解答,谢谢!


参考文献:

1、Ball-Bearing Motor http://www.physics.princeton.edu/~mcdonald/examples/motor.pdf

2、The Ball-Bearing electricmotor http://www.electricstuff.co.uk/bbmotor.html

3、Video:A strange electric motor https://www.youtube.com/watch?v=i7LOF1GZpdo





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