Giả kim thuật mạch từ: Tại sao tấm sắt rẻ tiền lại tăng lực kéo NdFeB lên gấp 3 lần?
Tại sao thêm miếng sắt rẻ vào nam châm NdFeB đắt tiền có thể tăng lực hút 3–10 lần? Từ rò rỉ từ, từ trở đến tập trung từ thông và F∝B².
Tại sao bọc một nam châm đắt tiền bằng tấm sắt rẻ tiền lại khiến nó mạnh hơn? Đây là kỹ thuật "làm nhiều từ ít" trong vật lý — Thiết kế mạch từ.
1. Vấn đề của nam châm trần
Không khí có μr xấp xỉ 1. Từ thông phân tán trong không gian xung quanh nam châm — phần lớn lãng phí trong không khí.
2. Vai trò của sắt
Thép có μr hàng nghìn. Các đường sức từ bị "hút" vào các chi tiết sắt có từ trở thấp, tập trung từ thông lên bề mặt làm việc nhỏ, khuếch đại mật độ từ thông B.
3. Vật lý: F ∝ B²
Nếu thiết kế vỏ sắt tăng B lên 2 lần, lực hút tăng lên khoảng 4 lần.
4. Đòn đánh giảm chiều về chi phí
Thông qua thiết kế mạch từ, các kỹ sư có thể thay thế phần lớn thể tích nam châm đắt tiền bằng các chi tiết sắt rẻ tiền hơn, đồng thời duy trì hoặc thậm chí nâng cao từ trường tại bề mặt làm việc, giúp giảm đáng kể chi phí của cụm linh kiện từ tính.