拍合式电磁铁磁力计算公式

磁铁吸力大小计算公式磁铁的吸力大小计算可不是一件简单的事儿，这里面的学问可多啦！咱们先来说说磁铁吸力大小的影响因素。

就好比我们去超市买水果，水果的新鲜程度、品种都会影响我们的选择。

磁铁的吸力大小呢，和它的磁场强度、磁极面积、磁极与被吸物体的距离等等都有关系。

比如说磁场强度，这就好像是一个大力士的力气大小，力气越大，能吸起来的东西可能就越重。

磁极面积呢，就像是我们的手掌大小，手掌越大，能抓住的东西可能就越多。

而磁极与被吸物体的距离，就像我们伸手去拿东西，离得越近，当然就越容易拿到。

那到底怎么计算磁铁的吸力大小呢？这就涉及到一些公式啦。

一般来说，我们可以用安培分子电流假说和毕奥-萨伐尔定律来推导。

不过，这些公式对于咱们普通人来说，可能有点复杂，就像是一本特别难读懂的天书。

我记得有一次，我带着一群小朋友做科学实验。

当时我们就想研究一下不同大小的磁铁吸力有多大。

我们准备了一堆小铁钉，还有几块大小不一的磁铁。

小朋友们都特别兴奋，一个个眼睛瞪得大大的，等着看实验结果。

我们先把一块小磁铁放在桌子上，然后慢慢地把铁钉往磁铁那边靠近。

一开始，铁钉还没啥反应，但是当距离近到一定程度的时候，“嗖”的一下，铁钉就被吸上去啦！小朋友们都“哇”地叫了起来。

接着，我们又换了一块大一点的磁铁，同样的操作。

这一次，铁钉被吸上去的距离明显更远了。

小朋友们开始七嘴八舌地讨论起来，有的说：“肯定是因为这个磁铁更大，所以吸力更强！”还有的说：“是不是因为这个磁铁的颜色更深呀？”看着他们那充满好奇的样子，我心里特别开心。

通过这个实验，我们虽然没有精确地计算出磁铁的吸力大小，但是让小朋友们直观地感受到了磁铁吸力的不同。

其实在实际生活中，我们不需要每次都精确地去计算磁铁的吸力大小。

比如我们用磁铁来固定一些纸张在冰箱上，只要能吸住，好用就行，没必要非得算出个具体的数字来。

但是对于一些专业的领域，比如制造电机、发电机，那可就得精确计算磁铁的吸力大小啦，不然机器可能就没法正常工作。

电磁铁设计计算书河北科技大学电气工程学院 张刚电磁铁设计中有许多计算方法，但有许多计算原理表达的不够清晰，本人参照“电磁铁设计手册”一书，对相关内容进行了整理补充，完成了一个直流110V 拍合式电磁铁的计算。

设计一个拍合式电磁铁，它的额定工作行程为4mm ，该行程时的电磁吸力为0.8公斤，用在电压110V 直流电路上，线圈容许温升为65℃。

1) 初步设计 第一步：计算极靴直径电磁铁的结构因数为：0.82.2FK φδ==≈查空气气隙磁感应强度与结构因数的经济表格，如下图所示：从图中可查得，气隙磁感应强度最好取为p B =2000Gs 。

极靴的表面积为：222500050000.852000n p S F cm B ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭极靴直径为：4452.523.14nn S d cm π⨯=== 取n d =2.5cm ，则24.9n S cm =。

磁感应强度p B 增加为2040Gs 。

第二步，计算铁芯直径材料采用低碳钢，其磁感应强度取cm B =11000Gs ，漏磁系数σ取2，则：222040 4.91.1811000p ncm cmB S S cm B σ⨯⨯===铁芯直径为：1.52c d cm ===取 1.5c d cm =，则21.77cm S cm =第三步，计算线圈磁动势线圈的磁动势NI 为工作气隙磁动势、铁芯磁动势和非工作气隙磁动势的和，记为：()()()cm n NI NI NI NI δ=++计算中，可取：()()()cm n NI NI a NI +=这里a=0.15~0.3,也就是铁芯磁动势和非工作气隙磁动势的和约占总磁动势的15%~30%。

因此，线圈的磁动势应为：()()()427102040100.4109321141010.3ppB B NI a a δμδμπ---⋅⨯⨯⨯==⋅=≈--⨯-安匝 系统一般要求电压降到85%U n 时仍能正常工作，在额定电压U n 下的磁动势为：()110950.85NI NI ==安匝计算温升时，一般取额定电压U n 的1.05~1.1倍，此时的磁动势为：()2 1.051150NI NI =⨯=安匝第四步,计算线圈尺寸 1)推导计算线圈厚度公式线圈的温升公式为：m PSθμ=⋅ 这里： θ：温升，单位℃；P ：功率，单位W ；m μ：线圈的散热系数，单位2/W cm ⋅℃；S ：线圈的散热表面积，单位2cm 。

电磁铁吸力的有关公式这里的所有的对象都应该是铁.1.F=B^2*S/(2*u0) 此式中,F=焦耳/厘米,B=韦伯/平方厘米,S= 平方厘米该式改变后成为:F=S*(B/5000)^2 此式中,F=Kg,B=高斯,S= 平方厘米当加入气隙后,F=(S*(B/5000)^2)/(1+aL) a是一个修正系数,一般是3--5,L是气隙长度.2.F=u0*S0*(N*i)^2/8(L^2)S0:空气隙面积 m^2N :匝数i :电流L :气隙长度3.F=(B^2*S*10^7)/(8*PI) 这个式子和第一个式子是相等的.当不存在气隙的时候,就应该是电磁铁在端面处所产生的力.1. u0就是μ0吧？2. 有这句话：“当加入气隙后...”，就意味着，原公式不是针对“空心线圈”？是吗？3. 我的理解是：上述公式是应用于“气隙比较于磁链长度相对较短的铁心线圈”。

如果不是针对"空心线圈",那么线圈内部的材质是什么呢?能在公式的哪里体现出来?应该在B里面体现出来.那么,我们是否可以这样做个假定,来匹配现在的情况?假定,悬浮体是一个通电圆导线,电流I,半径R.匀强磁场B垂直通过其所在平面.那么它所受到的力应该如何计算?由通电圆导线所形成的磁场,是否可以类比于悬浮磁体?假设电流I足够大,两者的半径R相等,从而达到两者所在平面的磁感应强度相等.那你的意思是：上述公式是针对"空心线圈"？若是，气隙如何定义？你的这个思路非常有趣。

让我慢慢来画一个图，配合这个思路。

(原文件名:思路非常有趣1.JPG)引用图片是这个意思吧？差不多就是这个意思.只不过两个线圈所产生的B不一样.而且右边线圈的半径要小于左边的线圈.作为第一步，我们可以将题目中的“磁铁”改成“铁块”，“电磁线圈”改成“无铁心电磁线圈”。

----------------------------------------------这样似乎更复杂了，因为“铁块”是被电磁线圈磁化产生磁性，才和电磁线圈产生力的，那“铁块被磁化”如何量化？下面说说我找的资料：库仑磁力定律：(原文件名:18864f550ffc2c29f8b9d79da17f2fa2.png)引用图片其中m1 m2是两个磁极的磁通量，单位韦伯，d是两磁极距离。

电磁铁的基本公式及计算1.磁路基本计算公式B =μH，φ=ΛIW，∑φ=0IW=∑HL, Λ=μS/LB—磁通密度(T);φ—磁通〔Wb);IW—励磁安匝(A);Λ一磁导(H);L一磁路的平均长度(m) }S—与磁通垂直的截面积(m2);H一磁场强度(A/m);μ一导磁率(H/m) ，空气中的导磁率等于真空中的导磁率μ0=0 .4π×10-8 H/m。

2，电磁铁气隙磁导的计算电磁铁气隙磁导的常用计算公式列于表“气隙磁导的计算公式”中。

表中长度单位用crn，空气中的导磁率μ0为0 .4π×10-8 H/m。

气隙磁导的计算公式3·电磁铁吸力基本计算公式 (1)计算气隙较小时的吸力为10210S392.0⨯=φF式中：F —电磁铁吸力(N)； φ—磁极端面磁通(Wb)； S —磁极表面的总面积(cm 2)。

(2)计算气隙较大时的吸力为10210)a S(1392.0⨯+=δφF式中：a —修正系数，约为3～5；δ—气隙长度（cm ）。

上式适用于直流和交流电磁铁的吸力计算。

交流时，用磁通有效值代入，所得的吸力为平均值。

例：某磁路如图所示。

已知气隙δ为0.04cm ，铁芯截面S 为4.4cm 2，线圈磁势IW 为1200安匝。

试求在气隙中所产生的磁通和作用在衔铁上的总吸力。

解：（1）一个磁极端面上的气隙磁导为000111004.04.4μμδμδ=⨯==S G 由于两个气隙是串联的，所以总磁导为G δ = G δ1/2=55μ0=55×0.4π×10-8=68.75×10-8（H ） (2)气隙中所产生的磁通为φδ=IW G δ =1 200×68.75×10-8 =8 .25×10-4 (Wb) (3)总吸力为)(1213104.425.8392.0210S 392.02102102N F =⨯⨯⨯=⨯⨯=δδφ 式中乘2是因为总吸力是由两个气隙共同作用所产生的。

电磁铁磁力计算
电磁铁的磁力是按照磁通定律来计算的，它的公式为：
B=μo*i/(2*π*r)，其中B为磁场强度，μo为真空中磁通的常数，i为电流的大小，r为距离电磁铁的距离。

通过计算可以得出，当电流为1安时，距离电磁铁1米处的磁场能够达到最大值，磁场强度大小为4π*10^-7微特斯拉（T）。

在距离电磁铁半米处的磁场强度将会达到16π*10^-7微特斯拉（T），而距离电磁铁2米处的磁场强度将会降低至1π*10^-7微特斯拉（T）。

因此，我们可以看出，随着距离电磁铁的增加，在等比例的情况下，其磁场强度也会逐渐减小，而电流的大小也会影响电磁铁磁力的大小。

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?（TB=） 1、均匀磁场S2、磁势F=NI,电流和匝数的乘积（A）NI（A/m），H=建立了电流和磁场的关系。

3、磁场强度L该公式适用于粗细均匀的磁路B建立了磁场强度和磁感应强度（磁通密度）的关系。

4、磁导率=?H?-7 = 10相对磁导率享/米×=4 π??r0?0NIΦ5、磁通=R M l =R磁阻M s这称为磁路的欧姆定律，由于铁磁材料的磁导率μ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。

．F，磁感应强度与力的关系。

6、磁感应强度的定义式B=qv7、真空中无限长螺线管B=μnI。

对于长螺线管，端面处的01 nI。

B=μ0ψ2 8、磁效率当电磁铁接上电源，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Ⅱ为作功前电磁铁储存的能量，面积Ⅲ为电磁铁作的功。

．我们的目的是使Ⅰ和Ⅱ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）提高制造精度，使吸合后气隙最小，但要防止衔铁粘住。

面积Ⅱ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Ⅱ就大。

9、机械效率A =K1A0A：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G = K2A0G=电磁铁重量。

A0：电磁铁可能完成的最大功。

拍合式电磁铁电磁力计算电磁铁，这玩意儿听起来就很酷吧！大家都知道，电磁铁就是利用电流来产生磁场的工具。

想象一下，电流像是一位魔法师，挥舞着魔法杖，瞬间把周围的物体都吸引过来。

你可能会问，这样的魔法是怎么实现的？拍合式电磁铁的工作原理就像一个简化版的魔法秀，轻松搞定那些原本重得像小山一样的东西。

我们得先了解一下什么是拍合式电磁铁。

它是由一系列电线绕成的线圈，里面有个铁心，电流一进来，哗啦啦，磁场就出现了。

就好像把一颗小铁钉扔进了一个巨大的磁场里，它就会像被施了魔法一样，乖乖地被吸过来。

这个过程，不仅简单，还特别有效。

要是你见过那种强力吸尘器，你就知道什么叫“强大的吸力”了，电磁铁的工作效果也是差不多的。

电磁力到底是怎么计算的呢？哎，这个就有点复杂了。

听起来像是要用到那些让人头疼的公式，但其实我们只要知道几个关键点就行。

电磁力和电流、线圈的匝数、铁心的材料有很大关系。

想象一下，一个强壮的小伙子举起了更重的东西，那他得有足够的力气，这力气就是电流；再说了，线圈的匝数就像小伙子的肌肉，越多越强壮，能举起的东西也就越重；至于铁心材料，那就好比是小伙子的骨架，骨架越结实，他的力气就越大。

说到这里，大家可能会好奇，这些力的计算到底怎么来。

别着急，我来给你们解释。

电磁力的基本公式是 ( F = k cdot I cdot N cdot B )。

这是什么呢？F就是我们想要的电磁力，k是一个常数，I是电流强度，N是线圈的匝数，B是磁场强度。

听上去像外星语言，但其实也没那么复杂。

就像做菜，拿到配方，你只需要按照步骤来就行了。

说实话，计算电磁力的时候，脑袋里可能会冒出一些小疑问，像“这是不是跟我平常用的家电有什么关系？”当然有啊，电磁铁可不止是做实验室里的玩意儿。

咱们日常生活中也有很多地方用到它，比如说电动机、磁悬浮列车，还有各种各样的家电。

想想看，冰箱里的磁性门，空调里的风扇，这些可都是电磁力的“功劳”。

就像老话说的，“无米不成炊”，电磁力就是这些设备能正常工作的“米”。

二、电磁铁型式: a）螺管式电磁铁;电磁铁相关知识（参考电磁铁设计手册）・、磁和电的关系:螺管綫圏的磁場d)P）b）盘式电磁铁：c）, d）舶合式电磁铁:e）I［式电磁铁；f）装甲螺管式电磁铁:g）E形电磁铁;应用举例：磁通和磁感应强度算磁場釣数皿关系时,用磁力綫的槪念也是暈淸楚的°在电磁場旣然是假定由許多磁力綫所构成的，那么猫述与#工学上規定.蒲过其一裁面頭0的磁力経数称为晶' 通常用符号@来表示。

磁通的单位为麦克斯韦（簡称麦）。

但是仅仅用磁通的多少，还不能确切地表达出磁場的强弱，必須用单位載面积上所流过的磁力綫数的多少，才能說明该处的磁場大小。

因此，規定单位截面积上穿过的磁力縊数称为磁感应强度，或磁通密度，用字母E表示。

磁感应强度B的单位为高瓠用公式表为：式中B——磁感应强度（高斯）；①——楼通（麦）；S——截面积（平方厘米）O应用上式于磁塢或磁鉄內部，貝要知遺某截面S中的磁通©为多少，就可計算出磁感应强度E来，反之亦然。

凡是磁通都要沿一定的路徑閉伞而成回路。

如果我們用一根鉄捧插入上节所述的螺管綾圈卡，另外再在铁棒两端用鉄条联成閉路。

那么，我們将发現在綫圈磁势相同的情况下,其磁通将比空心綫圈时大为增加，而且大部分的磁通都会集中地流入鉄棒和鉄条內，而沿鉄棒外其他路徑閉合的磁通非常之少。

垃是因为磁通通为鉄比通过空气IIS力小得多r冈此我們把鋼鉄之类的金属称作鉄磁物质，作为磁通路徑的鉄磁体叫做导磁体。

通常应用的电磁鉄，就是将経圈套在一定形状的号磁体上所构成的。

在这样的綫圈中，貝耍通进很小的激磁电流，就可以产生很强的磁場（卽很多磁通几产生强大的吸力。

磁势二磁通*磁阻磁势二电流哦圈的匝数e*R m do-8=iw磁阻的犬小与磁路的长度成正比，而与磁路载面积成反比（图2-8）,这个关系可表示为：為=缶（2-4）式中—磁阻（）/亨）；I——磁路长度（®米）；图2-8磁阻“——导磁系数（亨/厘米〉；S——磁路载面积（J®米2） «和反地，磁导的大小与诫面积成正比，而与畏度成反比, 共关系为：G」洋式中G------ 磁导（亨）；S——磁路截面积（厘米爹；I——礦路的长度（屋米）；“——尊磁系数（亨/庫米）o .导磁系数H是表示一个导磁体导磁能力的犬小，或者說导礎系数是…立方厘来物庾的磁导。