Wie berechnet man die Kraft, die ein Magnetorquer auf ein Stück eines perfekten ferromagnetischen Materials ausübt?

Wie man die Kraft berechnet, die von einem Magnetorquer auf ein Stück eines perfekten ferromagnetischen Materials in einem bestimmten Abstand im Vakuum ausgeübt wird, vorausgesetzt, ich kenne die Betätigung (in Am 2 )

https://www.isispace.nl/product/isis-magnetorquer-board/

Die Rechnung wird nicht einfach, diese Frage würde besser in die Physikgruppe passen.
@Uwe kannst du die Antwort von mir überprüfen?

Antworten (2)

Das ist ein nettes Gerät - da bekomme ich fast Lust, einen Cubesat zu bauen!

Ich bin mir nicht sicher, was mit einem "perfekten" ferromagnetischen Material gemeint ist. Ist es hart oder weich? Sprechen wir über etwas in der Nähe der Spulen oder weit weg?

Wenn Sie weit entfernt sind (im Vergleich zu den Abmessungen der Spulen), können Sie das Feld einfach vom äquivalenten Dipol annehmen. Der Begriff „Aktivierung“ bezieht sich offensichtlich auf das maximale magnetische Dipolmoment von ~ 0,2 A . M 2 der Spule bei vollem Strom.

Wenn Sie sich im Nahfeld befinden, ist es schwieriger. Ich sehe, dass es zwei lange Spulen mit Ferritkernen gibt, sodass das Feld von diesen durch eine isolierte magnetische Ladung an jedem Ende des Stabs angenähert werden kann. Es hört sich so an, als wäre die dritte Spule eine große, flache, rechteckige Spule mit Luftkern, und ich glaube nicht, dass es einen einfachen analytischen Ausdruck für das Feld gibt, es sei denn, Sie befinden sich zufällig in der Nähe der Spulenachse.

Wenn das kleine Stück ferromagnetisches Material hart ist (ein Permanentmagnet), ist die Kraft das Skalarprodukt seines magnetischen Moments mal dem Gradienten des Felds von der Spule.

Wenn das kleine Stück aus ferromagnetischem Material sehr weich ist (hohe Permeabilität, keine Hysterese, keine Sättigung), dann gibt es ein induziertes magnetisches Moment, das proportional zu dem Feld von der Spule und dem Volumen des ferromagnetischen Stücks ist. In diesem Fall ist die resultierende Kraft proportional sowohl zur Feldgröße als auch zum Feldgradienten.

Es ist nützlich, sich daran zu erinnern, dass Kraft ein Feldgradient ist A / M 2 mal magnetisches moment in A . M 2 mal die Permeabilität des freien Raums (die Einheiten von Newton pro Quadratampere hat).

Ich habe die Antwort gefunden. Die Kraft auf ein ferromagnetisches Materialstück, das im Abstand svom Pol des Elektromagneten mit stromdurchflossener Betätigung Mangeordnet ist, Iist gegeben durch

F = (M*I*u)/(2*(s^2))

Hier u= magnetic permeability of the mediumzB im Vakuumu = magnetic constant

Ich glaube nicht, dass diese Formel auf Ihre Frage anwendbar ist. Die Kraft hängt nicht von der Größe des ferromagnetischen Materialstücks ab, die Kraft wäre für ein winziges und ein großes Materialstück gleich.
Sie haben Recht und gemäß der Formel forceist keine Funktion von sizeoder massdes ferromagnetischen Materials. Warum glauben Sie, dass die Formelzustände forceeine Funktion der Größe des ferromagenetischen Materials sind? Das sist distancenicht size. Abstand zwischen dem Pol des Magneten und dem ferromagnetischen Material.
@Uwe bitte überprüfe den Kommentar
Wenn die Kraft nicht von Größe oder Masse abhängen würde, würde ein unendlich kleines Stück die gleiche Kraft wie ein großes Stück erhalten. Wo hast du diese Formel gefunden? Hast du eine Webquelle?
@Uwe ja, kleine und große Masse aus ferromagnetischem Material werden beide mit der gleichen Kraft ausgeübt, aber die Beschleunigung ist umgekehrt proportional zu ihrer Masse.
Wenn die Beschleunigung umgekehrt proportional zu ihrer Masse wäre, würde ein unendlich kleines Stück eine unendliche Beschleunigung erhalten. Ich glaube nicht an unendliche Beschleunigung.
Wie berechnet man die Kraft, die ein Magnetorquer auf ein Stück eines perfekten ferromagnetischen Materials ausübt?
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