Aumentare la forza di attrazione di un magnete permanente

[vitale12345]

Salve a tutti,
sono uno studente di ingegneria Termomeccanica presso l'università politecnica delle Marche.

Sono alle prese con la tesi specialistica e volevo chiarire un dubbio:
mi interessava capire se, considerato un magnete permanente al Neodimio di forma cilindrica con, ad esempio, polo N in alto e polo S in basso è possibile intervenire meccanicamente in qualche modo per modificare il campo magnetico a piacimento e aumentare la forza di attrazione.

mi spiego meglio...a me interesserebbe capire se, mediante qualche accorgimento, sia possibile aumentare la forza di attrazione del magnete lungo l'asse del cilindro e minimizzarla perpendicolarmente all'asse. Ovviamente senza intervenire sulla struttura chimico-fisica del magnete.

Io stavo pensando di rivestire il cilindro magnetico con un anello cilindrico di materiale ad alta permeabilità (come il mu-metal o similari)..in questo modo dovrei limitare gli effetti attrattivi perpendicolarmente all'asse ma non so se riesco ad amplificare gli effetti attrattivi lungo l'asse.

Qualcuno puo' gentilmente aiutarmi o suggerirmi qualche altra idea?

Ringrazio anticipatamente!

[Jarni]

Io stavo pensando di rivestire il cilindro magnetico con un anello cilindrico di materiale ad alta permeabilità (come il mu-metal o similari)..in questo modo dovrei limitare gli effetti attrattivi perpendicolarmente all'asse ma non so se riesco ad amplificare gli effetti attrattivi lungo l'asse.

Su due piedi dovrebbe funzionare. Le linee di flusso in qualche parte dovranno andare...

[hibone]

Sono alle prese con la tesi specialistica e volevo chiarire un dubbio:
mi interessava capire se, considerato un magnete permanente al Neodimio di forma cilindrica con, ad esempio, polo N in alto e polo S in basso è possibile intervenire meccanicamente in qualche modo per modificare il campo magnetico a piacimento e aumentare la forza di attrazione.


Dato che i magneti permanenti sono costituiti di materiali magnetici duri è difficile che sia possibile lavorarli dal punto di vista meccanico.

L'unica cosa che puoi fare è una ricristallizzazione del magnete, ma dubito che otterresti miglioramenti, visto che il magnete è già stato ricristallizzato in sede di produzione.

mi spiego meglio...a me interesserebbe capire se, mediante qualche accorgimento, sia possibile aumentare la forza di attrazione del magnete lungo l'asse del cilindro e minimizzarla perpendicolarmente all'asse.

Secondo me è improbabile. L'operazione di cui parli è già stata fatta in fase di produzione, è alquanto difficile che si riescano ad ottenere risultati migliori in tal senso.

Io stavo pensando di rivestire il cilindro magnetico con un anello cilindrico di materiale ad alta permeabilità (come il mu-metal o similari)..in questo modo dovrei limitare gli effetti attrattivi perpendicolarmente all'asse

Secondo me hai preso un abbaglio. Gli effetti attrattivi di cui parli non dipendono dalla polarizzazione del magnete, ma dalle linee di flusso del campo magnetico esterno ad esso, e dall'interazione di quest'ultimo coi materiali.

( non entro nel merito dei materiali ad alta permeabilità perché mi dilungherei troppo )

ma non so se riesco ad amplificare gli effetti attrattivi lungo l'asse.

fintanto che non aumenti il numero di linee di flusso del campo fuori dal magnete non ottieni niente, e visto che non puoi aumentarle non è possibile.

Qualcuno puo' gentilmente aiutarmi o suggerirmi qualche altra idea?

prendi il philippe robert:
Electrical and Magnetic Properties of Materials

e cerca di approfondire la teoria sui domini magnetici (di weiss) ed in particolare la definizione di energia magnetostatica e di fattore di demagnetizzazione

dai uno sguardo alla parte sui materiali magnetici dolci e duri

e soprattutto cerca di capire cosa succede quando un materiale ferromagnetico viene messo dentro un solenoide ( quest'ultima cosa è meno banale di quanto non sembra a prima vista )

[vitale12345]

Vi ringrazio per le risposte...ma volevo rispondere a Hibone...

il mio obiettivo non è assolutamente quello di intervenire sulla struttura cristallina del magnete ne sulla tipologia di magnetizzazione conferita, al magnete, in fase produttiva (anche perchè, pur volendo, non avrei fisicamente gli strumenti adatti ne la convenienza economica visto che ho intenzione di lavorare con magneti commerciali facilmente reperibili).

precisato questo appare evidente l'impossibilità di "aumentare" le linee di flusso e di intervenire sui domini di weiss perchè sono caratteristiche strettamente legate alla tipologia di magnete scelto.

la mia ricerca era diversa... mi domandavo se era possibile utilizzare qualche materiale che mi possa permettere di interagire con il campo magnetico in modo da "convogliare" le linee di flusso in una direzione preferenziale...
in tal modo speravo di ottenere maggiore forza attrattiva-repulsiva e soprattutto anche a distanze maggiori...

A tal fine sto cercando di capire anche come la grafite pirolitica possa interagire con le linee di flusso perchè c'è chi sostiene che sia in grado di "riflettere" le linee di campo...

non mi tocca che fare qualche prova o qualche simulazione software..
a tal proposito,...qualcuno sa consigliarmi qualche programma adatto non troppo complicato?

Grazie 1000!!!

[hibone]

il mio obiettivo non è assolutamente quello di intervenire sulla struttura cristallina del magnete ne sulla tipologia di magnetizzazione conferita, al magnete, in fase produttiva (anche perchè, pur volendo, non avrei fisicamente gli strumenti adatti ne la convenienza economica visto che ho intenzione di lavorare con magneti commerciali facilmente reperibili).

precisato questo appare evidente l'impossibilità di "aumentare" le linee di flusso e di intervenire sui domini di weiss perchè sono caratteristiche strettamente legate alla tipologia di magnete scelto.

era evidente, lo avevi anche scritto.
ho solo voluto ribadire che, almeno a quanto ne so, l'unica via è quella, non ce ne sono altre. poi si può anche cercare di capire perchè...

la mia ricerca era diversa... mi domandavo se era possibile utilizzare qualche materiale che mi possa permettere di interagire con il campo magnetico in modo da "convogliare" le linee di flusso in una direzione preferenziale...
in tal modo speravo di ottenere maggiore forza attrattiva-repulsiva e soprattutto anche a distanze maggiori...

proprio per questa ragione ti ho suggerito di capire che ruolo hanno i materiali ferromagnetici nei trasformatori.

lo studio della permeabilità magnetica suggerisce che un materiale ferromagnetico polarizzato presenta al proprio interno un campo magnetico che si sovrappone a quello forzante, e quindi il campo magnetico è più intenso, ma questo fintanto che ci troviamo all'interno del materiale.

quindi se anche rivestissi il magnete di materiale ferromagnetico, il campo dentro il materiale ferromagnetico sarebbe più intenso di quello in aria, ma appena esci dal materiale ferrimagnetico torna tutto come prima. per dimostrarlo basta prendere il magnete e fargli attrarre un po di rondelle di ferro dolce, che è ferromagnetico. Se il campo magnetico si rafforzasse il numero di rondelle che puoi attaccare in testa alla calamita sarebbe infinito, e invece così non è...

Tra le altre cose il campo di demagnetizzazione, a ridosso della superficie laterale del magnete permanente, ha orientamento opposto a quello che ha all'interno del magnete, quindi probabilmente il cilindro di materiale ferromagnetico attenuerebbe il campo complessivo risultante.

A tal fine sto cercando di capire anche come la grafite pirolitica possa interagire con le linee di flusso perchè c'è chi sostiene che sia in grado di "riflettere" le linee di campo...

hai provato a chiedere, a chi sostiene certe cose, delle prove a supporto?
perché molta gente sostiene cose improbabili senza mai averci riflettuto sopra.

a quanto ne so la grafite è un materiale diamagnetico, il che non significa che esso "riflette" le linee di campo, ma semplicemente che essa subisce una leggera repulsione quando incontra un campo, tutto perché la polarizzazione della grafite si oppone al campo magnetico esterno.

dire che un oggetto riflette le linee di campo significa che poni l'oggetto di fronte ad una sorgente di campo, dietro l'oggetto il campo è nullo a prescindere dalla distanza della sorgente, il che è errato.

queste sono le ragioni per cui ti ho suggerito di approfondire la teoria.