מערך האלבך

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
מערך האלבך. החִצים מסמנים את כיוון המגנוט של כל מגנט. מתחת למערך השדה המגנטי חזק, ומעליו השדה מתבטל.

מערך האלבך (Halbach Array) הוא סידור מגנטים מיוחד, אשר מחזק את השדה המגנטי בצידו האחד, ומבטלו כמעט לגמרי בצידו השני. כיוון קטבי המגנטים מסתובב (בפאה הקדמית באיור: שמאלה, מטה, ימינה, מעלה, שמאלה). סידור זה דומה להצבת מגנטי פרסה בשרשרת, כך שקטבים זהים נוגעים.

תוצא זה התגלה תאורטית בשנת 1973 בידי ג'ון מאלינסון. ב-1980 גילה אותו קלאוס האלבך באופן בלתי תלוי, והשתמש בו כדי למקד קרניים במאיץ חלקיקים שבמעבדה הלאומית לורנס ברקלי.

מערכי האלבך שטוחים[עריכת קוד מקור | עריכה]

השדה המגנטי של מערך האלבך שטוח כסופרפוזיציה של השדות הנוצרים משני מערכים חלקיים

מודל למערך האלבך שטוח אידאלי הוא לוח פרומגנטי אינסופי בעובי d, בין המישורים y=-d ו-y=0, אשר כיוון המגנוט בו מסתובב באופן רציף במישור x-y עם תלות מחזורית במקום x בלבד:

\textbf{M}(x,y)=M_0(-\sin kx, \cos kx, 0)

השדה המגנטי הנוצר מעל הלוח (y \ge 0):

\textbf{B}(x,y,z)=\mu_0 M_0 (1-e^{-kd}) e^{-ky}(\sin kx, \cos kx, 0)

השדה המגנטי מסתובב בכיוון הפוך מכיוון סיבוב המגנוט.
מתחת ללוח השדה המגנטי מתאפס.

תכונות[עריכת קוד מקור | עריכה]

  • השדה המגנטי חזק בצד אחד.
  • עוצמת השדה קטנה באופן מעריכי עם המרחק מהלוח. מרחק הדעיכה האופייני מתכונתי למחזור של המערך. השדה "מרוכז" קרוב לפני המגנט.
  • אין כמעט זליגה של השדה, שמהווה לפעמים בעיה בתכנון מבנים מגנטיים, בצד השני.

שימושים[עריכת קוד מקור | עריכה]

חתך המראה את המבנה של מגנט שטוח למקרר

שימוש פשוט ונפוץ במערך האלבך הוא בתור מגנט למקרר. מגנט כזה נצמד למשטח פאראמגנטי (המקרר) בכוח רב יותר מאשר מגנט אחיד פשוט.

גליל האלבך[עריכת קוד מקור | עריכה]

הכללת הרעיון לגאומטריה גלילית מאפשרת כליאת השדה המגנטי כולו בחלקו הפנימי של גליל ממוגנט.

חתך בגלילי האלבך עם תדירות זוויתית מרחבית, k, שונה (ביחידות רדיוס). החִצים החיצוניים מסמנים את כיוון המגנוט והפנימיים את השדה המגנטי