电磁铁磁力计算

磁场的磁力和电磁铁的原理磁场是物理学中一个重要的概念，它对于我们的日常生活和科学研究都具有重要意义。

在这篇文章中，我们将深入探讨磁场的磁力以及电磁铁的原理。

一、磁场的概念和性质磁场是由具有磁性的物体所形成的一种力场。

当一个物体具有磁性时，它就会产生磁场。

磁场具有以下几个基本性质：1. 磁场具有磁性：磁场会对具有磁性的物质产生力的作用。

这个力被称为磁力。

2. 磁场有方向：磁场具有方向性，通常用箭头或线圈来表示。

箭头指向的方向被定义为磁场的方向。

3. 磁场可以相互作用：当两个磁场相遇时，它们会互相作用并产生力的效应。

根据磁场的方向，这种作用可以是吸引或排斥。

二、磁力的产生和计算磁力是由磁场作用在具有磁性的物体上产生的。

根据磁场的方向和磁性物体的位置，磁力可以是吸引或排斥的。

我们可以使用以下公式来计算磁力的大小：F = B * q * v * sinθ其中，F代表磁力大小，B代表磁场的强度，q代表电荷的大小，v 代表物体的速度，θ代表物体速度与磁场方向之间的夹角。

三、电磁铁的原理和应用电磁铁是一种能够产生强大磁场的装置，它是由电流通过绕制的导线所形成的。

电磁铁的原理可以用法拉第电磁感应定律来解释，该定律表明通过导线的电流会产生磁场。

电磁铁的工作原理如下：当电流通过导线时，导线周围会产生一个环绕导线的磁场。

这个磁场可以被放大，使得电磁铁的磁力变得更强。

电磁铁在日常生活和工业领域中有广泛的应用。

例如，它可以被用于创建吸盘来吸附物体，用于制造电动机和发电机，还可以被应用于磁悬浮技术等领域。

结论磁场的磁力和电磁铁的原理是物理学中的重要概念。

磁场的磁力可以通过磁场的方向和物体的位置来计算，而电磁铁则是通过电流产生强大磁场的装置。

了解磁场的磁力和电磁铁的原理对于我们理解物质之间的相互作用和应用磁力进行工程设计具有重要意义。

通过深入学习和研究磁场和电磁铁，我们可以更好地运用它们，推动科学技术的发展。

磁通密度的计算公式磁通密度，也叫磁感应强度，这可是物理学中的一个重要概念。

咱先来说说它的计算公式哈，磁通密度 B 等于磁通量Φ 除以垂直通过该磁通量的面积 S ，用公式表示就是B = Φ / S 。

那为了让您更好地理解这个公式，我给您讲个我自己的经历。

有一次我去一个工厂参观，看到了一台巨大的电磁铁在工作。

那个电磁铁的磁力可强了，能轻松吸起一堆铁块。

我就好奇地问工厂里的工程师，这电磁铁的磁力到底是咋算出来的呀？工程师笑着跟我说，这就得用到磁通密度的计算公式啦。

他指着电磁铁的线圈和铁芯给我解释，磁通量就好比是通过这个铁芯的磁力线的总数，而铁芯的横截面积就是 S 。

通过测量和计算，就能得出磁通密度，从而知道这电磁铁的磁力大小。

在咱们的日常生活中，磁通密度的概念其实也无处不在。

比如，您家里的音箱，里面的磁铁产生的磁场，就涉及到磁通密度。

再来说说学习磁通密度计算公式的重要性。

这就像是您手里有了一把能解开磁力之谜的钥匙。

您可以用它来设计更高效的电动机，让您的电动车跑得更快更省电；也可以用来优化变压器，让电力传输更稳定，减少能源损耗。

在科学研究中，磁通密度的计算更是关键。

科学家们研究天体物理的时候，比如说研究太阳黑子的磁场，就得靠这个公式来准确计算磁场的强度，从而揭示宇宙中的种种奥秘。

而且啊，在考试的时候，这也是个常考的知识点。

要是您没掌握好这个公式，那可就容易丢分啦。

所以，一定要把它弄明白，记清楚。

总之，磁通密度的计算公式虽然看起来有点复杂，但只要您多做几道练习题，结合实际的例子去理解，就一定能掌握它，让它成为您探索物理世界的有力工具。

希望您通过我的讲解，能对磁通密度的计算公式有更清晰的认识，在学习物理的道路上越走越顺！。

电磁铁拉力计算
电磁铁是一种利用电流在导体周围产生磁场的原理来产生吸引或排斥力的器件。

在物理实验中，电磁铁常用于制作拉力计，通过电流大小和磁场强度来计算物体所受的拉力。

首先，我们需要了解电磁铁的基本原理。

电磁铁由一个绕制成线圈的导线和一
块铁芯组成。

当电流通过导线时，会在铁芯周围产生一个磁场，使铁芯具有磁性，从而产生吸引力。

拉力计就是利用这种原理来测量物体所受的拉力大小。

要计算电磁铁产生的拉力，首先需要确定电流大小和磁场强度。

电流大小可以
通过电流表或万用表来测量。

磁场强度可以通过磁通量计或磁场强度计来测量。

一般来说，电磁铁的磁场强度与电流大小成正比，因此可以通过改变电流大小来调节磁场强度。

拉力计的计算公式为：F = BIL，其中F为物体所受的拉力，B为磁场强度，I
为电流大小，L为导线的长度。

根据这个公式，可以计算出物体所受的拉力大小。

需要注意的是，拉力计的精确度还受到一些因素的影响，如磁场的均匀性、导线的材质和粗细等。

在实际测量中，可以通过改变电流大小或导线的长度来调节拉力计的灵敏度，
从而适应不同的实验需求。

此外，还可以通过校准拉力计来提高测量的准确性，确保实验结果的可靠性。

总的来说，电磁铁拉力计的计算是通过电流大小和磁场强度来计算物体所受的
拉力大小，通过合理的调节和校准，可以提高测量的准确性和可靠性，为物理实验的进行提供重要的数据支持。

电磁铁磁力的计算公式电磁铁的磁力计算公式：
一、电磁铁的平均磁力：
1、总质量M的电磁铁磁力（H）计算公式：
2、电磁铁的平均磁力（Hm）计算公式：
二、电磁铁的最大磁力：
1、电磁铁的最大磁力（Hmax）计算公式：
2、电磁铁的最大磁力系数 Kmax计算公式：
三、电磁铁的最小磁力：
1、电磁铁的最小磁力（Hmin）计算公式：
2、电磁铁的最小磁力系数 Kmin计算公式：
四、电磁铁U型磁力（U）计算公式：
五、电磁铁的最大磁矩（Mmax）计算公式：
1、电磁铁的最大磁矩（Mmax）计算公式：
2、电磁铁的最大磁矩系数 Kmax计算公式：
六、电磁铁的最小磁矩（Mmin）计算公式：
1、电磁铁的最小磁矩（Mmin）计算公式：
2、电磁铁的最小磁矩系数 Kmin计算公式：
七、电磁铁的轴向磁感计算公式：
1、电磁铁的轴向磁感（Gax）计算公式：
2、电磁铁的轴向磁感系数 Kax计算公式：
八、电磁铁的轴向磁矩计算公式：
1、电磁铁的轴向磁矩（Max）计算公式：
2、电磁铁的轴向磁矩系数 Kax计算公式：
九、电磁铁的轴向孔径计算公式：
1、电磁铁的轴向孔径（dax）计算公式：
2、电磁铁的轴向孔径系数 Kdax计算公式：
总结：电磁铁的磁力计算公式由以上九种，均可通过能量密度与核磁比等参数，计算出电磁铁的平均磁力、最大磁力、最小磁力、最大磁矩、最小磁矩、轴向磁感、轴向磁矩、轴向孔径等。

公式的详细计算公式需参考相关的电磁学文献进行查看。

电磁铁发热原因分析很多电磁铁用户在使用过程中发现电磁铁发热严重，磁力下降的现象。

让电磁铁温度降一降又会好一些。

这到底是什么原因造成的呢？该怎么样杜绝这样的事情呢？ 第一、 发热的原因。

1、 电压一定的情况下，电阻太小。

电阻、电压、电流之间的关系是： U=RI 。

当电压一定的时候，电阻越小，电流越大。

单位截面通过的电流越大，漆包线发热越大。

线圈越发热，电阻会越高，通过的电流就会越小。

因此，电磁铁的吸力会下降。

凉了以后又会恢复。

相关公式：磁场B=SΦ（T ） 磁势F=NI,电流和匝数的乘积（A ）磁场强度H=L NI（A/m ） 磁导率μ=HB磁通Φ=M R NI 磁阻R M =slμ2、材质问题。

通常所说的漆包线是指铜漆包线。

也就是说导体是铜的。

但是铜 又分新铜和回收铜。

回收铜杂质较多，导电性较新铜差。

同等条件下发热量也大。

还有一种是铜包铝线，这种线抗拉抗疲劳都较铜线差。

杂质和铝材的导通性能导致发热严重。

漆包线及铜包铝线的相关参数如下：3、电磁铁机构设计问题线圈气隙太大、铁芯切割磁力线不充分，铁芯设计风阻太大，也会造成发热严重。

这些发热都是损耗掉的。

并没有把能量转换成正真需要的。

二、如何杜绝这样的产品呢？1、拿到样品后通电测试发热情况。

如果连续通电磁铁额定电压2分钟，电磁铁线圈发热不超过60度，证明这个线圈的温升设计是合理的。

2、让电磁铁高频运动，10分钟后发热不超过60度说明电磁铁结构设计趋于合理。

3、发热后的电磁铁磁力并未减少太多的电磁铁，说明用的是铜漆包线或者新铜漆包线，减的太弱的为铜包铝漆包线。

以上方法可以有效杜绝不良产品的使用而造成的麻烦和损失。

但这样做比较麻烦，电磁铁使用者也未必有检测设备，因此选择好的供应商和牌子，是最重要的。

因为他们自己内部有非常严格品质管控。

本原因分析有SDL（思德隆）电磁铁电磁阀生产厂家提供（）()。

直流电磁铁设计日°=4nX10-7享/米相对磁导率匕二J05、这称为磁路的欧姆定律,由于铁磁材料的磁导率口不是常数, 使用磁阻计算磁路并不方便,磁阻计算一般只用于定性.直流电磁铁设计 电磁铁是一种执行元件,它输入的是电能,输出的是机械能.电 能和机械能的变换是通过具体的电磁铁结构来实现的.合理的电磁铁 结构是能量变换效率提升的保证.电磁铁设计的任务是合理确实定电 磁铁的各种结构参数.确定电磁铁的各种结构参数是一个相当复杂的 任务,下面我们探讨确定电磁铁结构参数的一般方法.电磁铁吸合过 程是一个动态过程,设计是以静态进行计算.一、根本公式和一般概念1、2、均匀磁场8二2〔T 〕 S磁势F 二NI,电流和匝数的乘积3、 磁场强度H 二丝〔A/m 〕,建立了电流和磁场的关系. L该公式适用于粗细均匀的磁路4、磁导率日= B 建立了磁场强度和磁感应强度〔磁通密度〕的关系.磁感应强度的定义式B=F ,磁感应强度与力的关系. qv6、nI.对于长螺线管,端面处的7、真空中无限长螺线管B=UB=1 u 0nI.8、磁效率力中4IllII电磁铁工作循环图当电磁铁接上电源,磁力还缺乏克服反力,按0〜2的直线进行磁化,到达期初始工作点2.当磁力克服反力使气隙减小直至为零时, 工作点由2〜3.断电后工作点由3〜0.面积I为断电后剩留的能量,面积H为作功前电磁铁储存的能量,面积ni为电磁铁作的功.我们的目的是使I和H的面积最小,III的面积最大.面积I表示电磁铁作完功后的剩磁,〔1〕减小面积I可用矫顽力小的电铁.〔2〕提升制造精度,使吸合后气隙最小,但要预防衔铁粘住.面积H表示作功前所储存的能量,在衔铁位置一定时,取决于漏磁通,漏磁通大,面积H就大.9、机械效率A：输出的有效功人0：电磁铁可能完成的最大功.10、重量经济性系数Kf G2A 06=电磁铁重量.人0：电磁铁可能完成的最大功.K2不仅取决于磁效率—和机械效率,而且还取决于磁性材料的正确利用,电磁铁的类型和主要外形尺寸之间保持合理的比例关系.11、结构系数K6每一类型的电磁铁,都有一定的吸力和行程.按最优设计方法设计的电磁铁重量最轻.一般来说,长行程的电磁铁比短行积的电磁铁长,吸力大的电磁铁比吸力小的电磁铁外径大.为了按最小材料消耗率比拟电磁铁,引入结构系数K j这个判据.Kj —Q-初始吸力〔kg〕5-气隙长度〔cm〕Q正比于电磁铁的横截面；5正比于电磁铁的轴向长度.结构系数可以从设计的原始数据求得.发热消耗,另一局部用来建立磁场,当电流到达稳定值后,磁场的能量不再增加,电磁铁从电源吸收的能量全部消耗于线圈子的发热上, 磁场的能量用来产生吸力和作功.13、工作制〔1〕热平衡公式热平衡公式：Pdt=CGd T + usTdt式中：Pdt供应以热体的功率和时间CGdT-提升电磁铁本身温度的热量.C-发热体比热G-发热体质量dT-在dt时间内电磁铁较以前升高的温度.usTdt-发散到周围介质中的热量.u-散热系数.S-散热面积.T-电磁铁超过周围介质的温度.当输入功率二发散的功率时Pdt=0+ usTdt=usTdt,即本身温度为再升高,电磁铁本身温度不再升高.这时就可计算产品的温升值T w.当T w 小于容许温升,产品运行是可靠的.当T w大于容许温升, 产品是不可靠的.(2)发热时间常数时所需时间.4 发热时间常T「发热体从T =0发热到温升0.632 TyT到达稳定温升.冷却时间常数和发热时间常数根本相同.〔3〕工作制分为：长期工作制、短期工作制和重复短期工作制.长期工作制：电器工作时间很长,一般不小于发热时间常数,工作期间,产品的温度到达或接近温升Ty〔产品温度不再升高〕.工作停止后,产品的温度又降到周围介质温度.长期工作制散热是主要的.长期工作制电流密度可按2〜4A/mm2.短期工作制：电器工作时间很短,一般小于发热时间常数,工作期间,产品的温度达不到温升\.工作停止后,产品的温度又降到周围介质温度.短期工作制CGdT 〔产品本身热容〕是主要的方面.短期工作制电流密度按13〜30A/mm2.重复短期工作制：产品工作和停止交替进行,工作时产品温度达不到温升\,停止时产品降不到周围介质温度. 重复短量工作制电流密度按5〜12A/mm214、漆包线等的耐温等级Y：90℃A；105℃E：120℃B：130℃F：155℃H：180℃辅助材料的耐热等级B级聚酯薄膜C级聚四氟乙烯薄膜QQQ QA QH QZ 云母石棉QZYC：〉180℃QY QXY二、交、直流电磁铁比拟1、直流的NI是不变的,是恒磁动势,吸力F与间隙5的平方成反比.2、交流磁链力〔磁通力与线圈的一些匝数相交链gN“〕近似常数, 是恒磁链磁路,吸力F与间隙5关系不大.只是漏磁随间隙5的增加而增加,故间隙5增大F减小.3、直流螺管式电磁铁中可获得边平坦的吸力特性.4、导磁材料：直流整块软钢或工程纯铁,交流用硅钢片冲制叠铆而成.5、铁心形状：直流为圆柱形,交流为矩形或圆形.6、铁心分磁环：直流无,交流有.7、线圈外形：直流细而高,交流短而粗.8、振动情况：直流工作平稳无振动,交流有振动和噪音.9、交流电磁铁比拟重,而且它的吸力特性不如直流电磁铁.三、一个简单电磁铁产品的结构图四、电磁铁的结构形式还有极化继电器电磁铁的最优设计,在于合理选择电磁铁的型式.不同型式的电磁铁有不同的吸力特性,盘式吸力大,适用于起重电磁铁、电磁吸盘和电磁离合器；拍合式特性比拟陡,广泛用于接触器和继电器；螺管式,吸力特性比拟平坦,用于长行程牵引和和制动电磁铁；机床电器如接触器、中间继电器电器根本上都是E型.不同型式的电磁铁适用于不同的场合,它们有不同的吸力特性.电磁铁的线圈叫激磁线圈,按联接方式分为串联和并联.串联线圈称为电流线圈,匝数少电流大(也叫电流继电器).并联线圈称为电压线圈,匝数多,电阻大、电流小,匝间电压高(也叫电压继电器). 五、直流电磁铁的要求1、航空电磁铁应在以下条件下正常工作(1)周围的的温度从-60℃〜+50℃,而耐热的结构应到达+125℃.(2)大气压的变化由790〜150mmHg.(3)相对湿度达98%.(4)飞机起飞、滑跑和着陆时的冲击.(5) 2500Hz以上的振动.(6)线加速达8g以上.还有电网压降,工作持续时间,绕组温升,最低作动电压、作动时间、释放电压和使用期限等.此外还要求重量轻、尺寸小,并有良好的工艺性,用材少以及最少资金等要求.2、要保证电磁铁可靠动作,在整个工作行程内,吸力均大于反力.一般电磁铁均选择衔铁释放位置为设计点,在该点应保证吸力可以克服反力而使衔铁动作.有时需根据电磁铁的动作时间来确定电磁铁的类型,对于快速执行要求可到达3〜4ms,如极化继电器.对于慢速要求的可达300〜500ms.为了获得慢速要求,可采用带短路环的拍合式和吸入式.3、直流电磁铁的吸力(1)F= 4 S(N)2H 0式中：S—磁极总面积(m2)B§一气隙磁感应强度(T)(2) F= 1 (IN) 2( X10-6 (N) 20式中：S和5的单位为 cm 和 cm2(3)吸力和气隙的关系六、直流电磁铁的计算〔一〕、电磁铁的原始数据1、初始吸力Q H〔公斤〕2、衔铁的行程5 H〔厘米〕3、容许温升〔℃〕4、工作制：长期工作制T=1；短时工作制T V1；重复短时工作制TV1.重复短时工作制还应给出接通时间或循环时间.5、电磁铁的工作电压.〔二〕、计算1、按公式K尸且计算结构系数H2、根据计算出的结构系数值,按表1确定导磁体类型3、按下面各表,确定长期工作制电磁铁的气隙磁通密度B§和比值= L〔线圈的长高比〕R 2 R1 h表2图1广吸入式小关•今生电明夫的显优褴通密度与,,尺寸的ill欣lill.S吸人式锥形台座(«=45s)由做法的极优磁――热阂尺寸的加脸-胞金疗♦息*摺1+9 吸入式务峪形件座｛ <* =60**) L也磁二"优敲逆云度,叮线限尺寸M；退口力FE!限表2、表3、表4、表5是电磁铁长期工作的B s ,如果是 短时工作制或反复短时工作制,应加大10〜15%.对于比值 L = L 〔线圈子的长高比,也叫窗口尺寸〕,如 R 2— R1 h果吸力增大或行程减小,可减小此值.减小此值后,每匝线圈的 平均长度增加,铜的用量增加,而导磁体的长度缩短了,钢的用 量减小.最优设计的电磁铁,此值为1〜7.表5〔三〕、初算式中Bj 气隙中的磁通密度〔高〕根据电磁吸力公式Q H =n B 2 R 2〔公斤〕(1)七公B6高斯 12000 — 11000 一 W000 - ■脉0—— 8000 —— 初0.一 6初0」 S000\— m —— 300G —23 3.钝卬曲网345 & 设盘式和拍合式电磁铁最优磁通密度曲线由〔1〕式得R=：QH〔cm〕〔2〕1 \：/冗' O1、盘式和吸入式平头电磁铁的衔铁半径可直接用〔2〕式计算.2、吸入式锥台座电磁铁吸力Q二工C0S2 a行程 b = 8 H C0S2 a式中a-锥度角吸入式锥台座电磁铁的衔铁半径将Q H换成Q再按〔2〕式计算.3、拍合式电磁铁可直接用公式〔2〕算出极靴的半径R1.对于铁心的半径R CR C=R1 近\ BCT式中：B CT=4000〜12000根据电磁铁要求的灵敏度,灵敏度高的选小值..=1.3〜3k：1.2〜1.55试验说明,导磁体内磁动势占电磁铁总磁动势的10〜25%, 非工作气隙中的磁动势占总磁动势的5〜10%,那么材料选择最经济.\=FJF CT+F@式中：F「气隙中的磁动势导磁体中的磁动势FCT-Fj非工作气隙中的磁动势5、确定线圈的长度和高度〔1〕长度L = ： P尸一K32 Kf K 9 y式中：P°-漆包线的电阻率F-总磁势T -工作制系数-温升K-散热系数 ey-填充系数fK表7f K填充系数表K-散热系数(2)R2= L +R1L K R 2 —R1h=R2-R1K(3)R3=、R12 + R 226、拍合式电磁铁外形尺寸计算〔曲线图上无h 〕 (1)线圈的内径D e,=d+2△c (m)式中△厂线圈和铁心之间间隙.一般取0.0005〜0.001 〔m 〕 ⑵线圈的外径D c2=〔1.6〜2〕口口5〕 ⑶线圈的厚度b二一1〔m 〕(4)线圈的长L=Bb (m)B :螺管式取8=7〜87、确定漆包线直径 d=0.2 %(2R 1+ h K )F U UU-工作电压. 〔四〕、复算1、修正导磁体的尺寸和漆包线的径计算中央出的导磁体尺寸,需要对其圆整.计算出的漆包线尺寸,会和标准规定的不一样,需要按标准给出的漆包线直径.2、确定绕组的层数、每层的匝数以及总匝数按线圈子的窗口尺寸、漆包线怕外径(包括漆层I层间绝缘层厚度等进行曲计算.3、计算实际的填充系数ff- qW(R 2 - R1) L式中：q-漆包线的截面积W-线较总匝数4、计算线圈的电阻RR= P Lo e q式中：线圈漆包线长度Lo =2n RcpWR = R1 + R 2 + A叩一25、线圈电流I=UR6、线圈磁势F E=IW7真正温升ee = PJ F2io -42 Kf K (R 2 - R i) L温升T w应小于线圈所用材料的绝缘等级.如果超过允许温升,说明电流太大,应增加匝数IN .而增加IN ,就要修改线圈的长度和厚度 等参数.8、确定吸力(1)麦克斯韦公式(适用于等效电磁铁)Q=1.265 X B § 2 X R12 X 10-7(kg)(2)铁心头部为锥形Q=2.03 X 10-7F 2( R 12_ +sin 2 a ) (kg )8 2 cos 2 a 2 七、其他问题1、漆包线电阻的计算漆包线+20℃时的电阻率.=0.0175 Q .mm 2/m.漆包线+20℃时的电阻R =0.0175L20SL:漆包线长度m S:漆包线截面积mm 2其他温度时的电阻R =KR =0.0175K LT T 20T ^K T =1+0.004(t-20)2、漆包线长度的计算(1)、用近似公式计算线圈的平均匝长.如螺管式可用线圈高度中间 的匝长作为平均匝长Lp.(2)、漆包线长度L二LpWW：匝数3、温升计算公式温升计算公式：T=[ (R2-R1)^R1]X(235 + t)式中：R1—环境温度时直流电阻(.)；R2一通电一定时间后的直流电阻(.)；t一产品环境温度(℃)；T—产品温升值(℃).4、电磁铁的动作时间「十%式中：工-铁心始动时间,即从线圈通电到铁心开始动作的时间.%-铁心运动时间,即铁心开始运动到最后吸合的时间(1)减小始动时间的方法减小线圈的时间常数和减小电流(2)减小铁心运动时间的方法增大电压；增加IN；(3)动作时间与输入功率的关系t p—s-dt d = P s在衔铁行程、衔铁质量等参数不变的条件下,增加输入功率,可减小衔铁的动作时间.Q H =24公斤8 H =0.5厘米0 Y =70℃T =0.1U H =24V0 Y =20℃二、初算1、有效功 A= Q H 8 H =24 X 0.5=12kgcm2、结构系数值 K @ = Y .H = =9.8kg o.5/cmH按所求的值,查表1,确定电磁铁的类型为45度锥台座吸入式. 按所求的值,查表3得：B =10600高,/ =5 6R 2 - R13、把吸力和衔铁行程折合为等效值B1电磁铁吸合动态曲线 t一、原始数据CA DQ= Q h ==48kgcos2 a COS 2456 = 6 H cos2 a =0.5 X cos245°=0.25cm4、确定铁心半径R1= ：Q H = ■1 =1.82(cm)丫B 2冗10600 13.1455、确定总动势F = B J L k =x0.25 X 1.28=2700(安匝) E 0.4兀ct0.4 x 3.14取磁导体中的磁势降为气隙磁势的18%,非工作气隙中的磁势降为气隙中磁势的10%,那么式中K =,=1.28CT0.780.78=1-(10%+18%)6、确定线圈的长度和高度L = |5P g F2T10-4 = I5x 2.4x 10-6 x0.1 x 27002 =5 04(cm)K3 2Kf K9y\ 2 x 1.16 x 10-3 x 0.43 x 70'P e=2.4X 10-2Q cm2/m 漆包线90℃时电阻率K=1.16 X 10-3W/cm2℃散热系数F=0.43填充系数kR2=二 +R1= +1.82=2.83 (cm) 55H=R2-R1=2.83-1.82=1.01(cm)7、确定外部半径R3= \:R 2 + R 22 = 11.822 + 2.832 =3.35(cm)8、确定漆包线的直径=24 义 10-2 义 4.65 义7°.=0.696(mm) d =(2 R 1 + h ) F U U 24。

直流电磁铁设计共26页编写： ______________________校对： _______________________直流电磁铁设计电磁铁是一种执行元件，它输入的是电能，输出的是机械能。

电能和机械能的变换是通过具体的电磁铁结构来实现的。

合理的电磁铁结构是能量变换效率提高的保证。

电磁铁设计的任务是合理的确定电磁铁的各种结构参数。

确定电磁铁的各种结构参数是一个相当复杂的任务，下面我们探讨确定电磁铁结构参数的一般方法。

电磁铁吸合过程是一个动态过程，设计是以静态进行计算.一、基本公式和一般概念1、均匀磁场B丄（T）S2、磁势F=NI,电流和匝数的乘积（A）3、磁场强度日二寻（A/m）,建立了电流和磁场的关系。

该公式适用于粗细均匀的磁路4、磁导率■二旦建立了磁场强度和磁感应强度（磁通密度）的关系 <H^=4 n X 10-7享/米相对磁导率r='-#05、磁通①二巴R M磁阻R M二+这称为磁路的欧姆定律，由于铁磁材料的磁导率卩不是常数，使用磁阻计算磁路并不方便，磁阻计算一般只用于定性。

真空中无限长螺线管B= — it °nl 。

2磁效率电磁铁工作循环图当电磁铁接上电源，磁力还不足克服反力，按0~2的直线进行磁化，达到期初始工作点2。

当磁力克服反力使气隙减小直至为零时, 工作点由2〜3。

断电后工作点由3〜0。

面积I 为断电后剩留的能量，面积H 为作功前电磁铁储存的能量，面积皿为电磁铁作的功6、磁感应强度的定义式 B=—,磁感应强度与力的关系。

qv7、 B=卩o nl 。

对于长螺线管，端面处的我们的目的是使I和H的面积最小，皿的面积最大。

面积I表示电磁铁作完功后的剩磁，（1）减小面积I可用矫顽力小的电铁。

（2）提咼制造精度，使吸合后气隙最小，但要防止衔铁粘住。

面积H表示作功前所储存的能量，在衔铁位置一定时，取决于漏磁通，漏磁通大，面积H就大。

9、机械效率K i=-AA0A :输出的有效功A0 :电磁铁可能完成的最大功10、重量经济性系数K2= —A0G=电磁铁重量。

磁力的概念与磁力的计算磁力是物体间相互作用的一种力，是由于物体中存在磁场而产生的。

磁力的概念及其计算在物理学中具有重要的意义。

本文将介绍磁力的概念，探讨磁力的计算方法，并讨论一些与磁力相关的应用。

一、磁力的概念磁力是由磁场产生的一种力。

磁场是一种物质周围存在的场，具有方向和大小。

磁力的概念可以通过洛伦兹力来解释，即磁场对带电粒子施加的力。

根据右手定则，如果我们将右手的拇指指向电荷的速度方向，其他四指指向磁场的方向，那么磁力的方向就是拇指的指向。

磁力的大小与电荷的速度、磁感应强度以及两者之间的夹角有关。

二、磁力的计算方法磁力的计算涉及到几个重要的物理量，包括磁感应强度、电荷的速度以及两者之间的夹角。

根据洛伦兹力的表达式F = qvBsinθ，其中F是磁力，q表示电荷的大小，v表示电荷的速度，B表示磁感应强度，θ表示磁场和速度之间的夹角。

在进行磁力的计算时，需要确定电荷的速度方向以及磁感应强度的方向。

电荷的速度方向可以通过给定的物理场景来确定，而磁感应强度的方向则由磁场的方向决定。

磁感应强度的大小可以通过声波法、霍尔效应等方法来测量。

三、磁力的应用磁力的概念和计算方法在物理学和工程学的许多领域都有广泛的应用。

以下是一些与磁力相关的应用示例：1. 电动机：电动机是一种将电能转换为机械能的装置。

电动机的工作原理涉及到磁力的概念和计算，通过在磁场中施加磁力来产生电动力，从而使电动机运转。

2. 磁共振成像：磁共振成像是一种医学诊断技术，通过利用磁力作用于人体内部的原子核，产生信号并转化成图像，以检测人体内部的病变。

3. 磁悬浮列车：磁悬浮列车是一种利用磁力来实现悬浮和推动的交通工具。

它通过磁力的作用来减小摩擦阻力，从而实现高速和平稳的运行。

4. 电磁铁：电磁铁利用磁力的作用可以将铁磁物体吸附或排斥，广泛应用于制造业、机械领域和自动化控制系统中。

以上仅是一些磁力的应用示例，磁力的概念和计算方法在更多的领域中得到了广泛的应用，并在科学研究、技术创新和生活中发挥着重要的作用。

电磁铁与永磁体在电磁锁应用实例中的对比分析摘要：电磁锁的运用机理为通过磁力来吸引金属件以此来实现被锁件和锁紧件的开启和扣合。

在电磁锁的设计中，电磁铁和永磁体为比较常见的磁铁元件，为更好的提升到电磁锁的性能及性价比，就需要在电磁铁和永磁体质检进行选择。

基于此，本文对电磁铁和永磁体在电磁锁中的应用进行对比分析。

关键词：电磁铁；永磁体；电磁锁一、对比试验背景简介目前电磁锁在我国制造行业和工业中的应用越发广泛，电磁锁的自锁机构凭借其可靠地性能取得了较好的应用。

对于电磁锁而言，其借助磁铁磁力进行被锁件和锁紧件的扣合和开启能够有效的杜绝错误操作下导致的设备故障问题。

本对比试验的研究采用永磁体和电磁铁作为研究点，重点围绕着电磁铁应用电磁锁的方案进行论述，对比两者之间的有事及表现进行研究和论述。

本文研究时锁选用的永磁体外形尺寸为φ14*15mm；吸引力为3.14*0.7cm*0.7cm*100N/cm²。

永磁体与被吸引金属之间距离7.5mm，根据试验测算，本文所选择的永磁体吸引力稳定可靠，能够满足使用的需求。

二、对比方案制定分析首先，电磁铁方案设计上保密性更强，不会被轻易的抄袭和改造，另外电磁铁在运行过程中会因为电源问题存在使用地点受限的问题。

其次，电磁铁方案，在锁紧机构操作上只需要控制用电和不用电即可控制磁力。

第三，永磁体价格相对于电磁铁而言要低一些。

第四，永磁体长时间保持磁力状态，而电磁铁的磁力与通电与否相关，若以黑色密封材料进行永磁体的架内设置，则能够保障其使用的便利性。

第五，长时间、多频率的通断电会对电磁铁产生影响，降低电磁铁的使用寿命和使用周期。

三、电磁铁方案具体分析（一）电磁铁的概念及种类电磁铁为内部带有铁芯，利用电流通电来实现磁性变化的装置。

一般情况下电磁铁的外形设置为马蹄形，有时候会制成条形和圆柱形。

电磁铁中铁心要具备易磁化和快速磁性消失的性能，因此通常选用软铁或硅钢来进行制作。

在电磁铁通电后，磁体形成磁性，断电后磁性瞬间消失。