Können Magnetfelder umgelenkt und auf einen Punkt fokussiert werden?

Ja, es ist möglich, magnetische Feldlinien durch ein geformtes magnetisches Material zu führen. So wie sich Feldlinien konzentrieren, wenn sie großflächig in den Südpol eines Magneten eintreten, kann ein äußeres Magnetfeld beispielsweise mit einem kegelförmigen Stück Eisen „aufgefangen“ werden. Der Kegel kann so positioniert werden, dass das großflächig verteilte statische Feld in das breite Ende des Kegels eintritt. Das Eisen begrenzt das Feld und leitet es zur Spitze des Kegels, wo es mit einer viel höheren Dichte und daher einer viel höheren magnetischen Feldstärke austritt.

Dadurch wird natürlich das Feld an den Seiten des Kegels reduziert, da dieses Verfahren das in der Region vorhandene Gesamtmagnetfeld nicht erhöht. Die Feldlinien, die früher diesen Raum einnahmen, sind jetzt einfach innerhalb des Kegels eingeschlossen.

Dies ist im Grunde das, was ein Solenoid tut. Sie haben mehrere Stromringe, und "innerhalb" des Solenoids sind die Magnetfeldschleifen konzentriert, während sie außerhalb sehr schwach und im Grenzfall tatsächlich divergent sind. Eine viel interessantere Frage ist, ob man eine Solenoid- oder Solenoid-ähnliche Struktur entwerfen könnte, die die Magnetfelder und Ströme "innerhalb" der Quellen (Drahtschleifen) "minimiert", während sie in der Region "außerhalb" der "Quellen" (innen) maximiert werden des Magneten ohne Strom oder Quelle). Dies hätte praktische Auswirkungen, da es Grenzen dafür gibt, wie viel Strom und Magnetfelder Materialien, die die Ströme halten, tolerieren können, bevor sie zusammenbrechen. Es wäre großartig, wenn man außerhalb der Quellen sehr große Felder erzeugen könnte, um beispielsweise ein magnetisches Fusionsplasma einzuschließen, ohne die Struktur zu zerstören, die die erzeugenden Ströme enthält. Es ist ein viel schwierigeres Problem, weil Sie das Feld innerhalb der Leiter selbst behandeln müssen. Ich habe eine Weile erfolglos darüber nachgedacht und würde gerne jemanden finden, der daran mehr gearbeitet hätte. Vielleicht könnte es nicht einfach analytisch gelöst werden, aber genau wie sie es mit Antennen tun, heißt es hier, vielleicht könnte das deux ex machina genetischer Algorithmen nützlich sein, da die Gleichungen bereits vorhanden sind, wenn man alle Parameter definieren könnte. Außerdem gibt es vielleicht einen völlig anderen Ansatz als den Solenoiden, nämlich ein dynamisches elektromagnetisches Feld. Da sich diese im Vakuum selbst ausbreiten können, und man könnte theoretisch ein Magnetfeld außerhalb einer Quelle fokussieren. Technisch gesehen würde es in solchen Fällen Fernfeld (Strahlung) geben, aber nicht in allen Fällen. Zum Beispiel entdeckte Schott 1933 nicht strahlende Lösungen für sphärisch geladene Objekte, die sich mit relativistischen Geschwindigkeiten drehen. Meines Wissens hat niemand ein Objekt entworfen, das dies ohne so hohe Geschwindigkeiten tun könnte, aber diese Art von Problemen wurde zuvor durch ein clevereres Design gelöst.

Explosiv gepumpter Flusskompressionsgenerator kommt dem nahe, was Sie beschreiben ( http://en.wikipedia.org/wiki/Explosively_pumped_flux_compression_generator ): „Der von einem gewickelten Leiter erzeugte magnetische Fluss ist auf das Innere eines hohlen Metallrohrs beschränkt, das von Sprengstoff umgeben ist. und beim Abfeuern des Sprengstoffs einer heftigen Kompression ausgesetzt" (Beschreibung einer der Implementierungen) - der magnetische Fluss durch das Rohr bleibt weitgehend unverändert, aber der Rohrradius nimmt durch die Explosion ab, sodass das Magnetfeld dramatisch zunimmt. Dies ist ein einmaliges Gerät.

Unter Verwendung eines quadratischen 4-Zoll-Stahlstücks ließen wir den Maschinisten einen flachen Kegel von 4 Zoll an der Basis und 1 Zoll an der Spitze drehen. Als wir ihn am Ende eines geborgenen Elektromagneten befestigten, der zuvor zum Trennen von Schrott verwendet wurde, konnten wir erreichen (IIRC – das war vor dreißig Jahren) eine vierfache Erhöhung der Dichte auf etwa 80 kG/in².

Und ja, es hat allen viel Spaß gemacht.

Dies könnte das sein, wonach Sie suchen – eine Reihe von Magneten (permanent oder elektromagnetisch) kann entgegengesetzt und in einem 90-Grad-Winkel zu einem Magnetpol ausgerichtet werden, wodurch das Feld in einem strahlähnlichen Bereich hoher Intensität konzentriert wird:

„Apparatus and method for amplifying a magnetic beam“, patentiert von Boyd Bushman für Lockheed im Jahr 1997: http://www.google.com/patents/US5929732

Ja ..Ich denke, es ist möglich, die Magnetkraft der Leitung zu verbiegen. Wenn der Elektromagnet gerade ist, geht die magnetische Kraftlinie von beiden Seiten aus. aber wenn das Solenoid U-förmig ist, emittiert die Kraftlinie nur eine Seite und das ist von Nord nach Süd. Aber wir müssen die magnetische Kraftlinie auf einen Punkt fokussieren. Deshalb können wir das Solenoid mit einem Winkel herstellen (es kann 30-60 sein), dann wird die gesamte magnetische Kraft der Linie nur auf einer Seite emittieren und auf einen Punkt oder Bereich fokussiert. Wenn wir das Solenoid auf einer Seite dick und auf der anderen Seite thikless machen, emittiert die Magnetkraftlinie nur zwei Seiten stark, und dann können wir das Solenoid biegen, um die Magnetkraft der Linie zu biegen.