Maximal energiprodukt
Inom magnetik är den maximala energiprodukten en viktig förtjänst för styrkan hos ett permanentmagnetmaterial . Det betecknas ofta ( BH ) max och ges vanligtvis i enheter av antingen kJ/m 3 (kilojoule per kubikmeter, i SI-elektromagnetism) eller MGOe (mega- gauss - oersted , i gaussisk elektromagnetism ). 1 MGOe motsvarar 7,958 kJ/m 3 .
Under 1900-talet steg den maximala energiprodukten av kommersiellt tillgängliga magnetiska material från omkring 1 MGOe (t.ex. i KS Steel ) till över 50 MGOe (i neodymmagneter ). Andra viktiga permanentmagnetegenskaper inkluderar remanensen ( Br ) och koerciviteten ( Hc ) ; dessa kvantiteter bestäms också från mättnadsslingan och är relaterade till den maximala energiprodukten, dock inte direkt.
Definition och betydelse
Den maximala energiprodukten definieras baserat på den magnetiska hysteresmättnadsslingan ( B - H- kurva), i den avmagnetiseringsdel där B- och H -fälten är i opposition. Det definieras som det maximala värdet av produkten av B och H längs denna kurva (faktiskt maximalt av produktens negativa, − BH , eftersom de har motsatta tecken):
På motsvarande sätt kan det definieras grafiskt som arean av den största rektangeln som kan dras mellan origo och mättnadsavmagnetiseringskurvan BH (se figur).
Betydelsen av ( BH ) max är att volymen av magnet som krävs för en given tillämpning tenderar att vara omvänt proportionell mot ( BH ) max . Detta illustreras genom att betrakta en enkel magnetisk krets som innehåller en permanent magnet med volym Vol mag och ett luftgap med volym Vol gap , anslutna till varandra med en magnetisk kärna . Anta att målet är att nå ett visst fältstyrka B -gap i gapet. I en sådan situation är den totala magnetiska energin i gapet (volymintegrerad magnetisk energitäthet) direkt lika med hälften av den volymintegrerade − BH i magneten:
För att uppnå det önskade magnetfältet i gapet kan den erforderliga magnetvolymen minimeras genom att maximera − BH i magneten. Genom att välja ett magnetiskt material med ett högt ( BH ) max , och även välja magnetens bildförhållande så att dess − BH är lika med ( BH ) max , minimeras den erforderliga magnetvolymen.