Резюме.

Следуя старой доброй традиции строить что-нибудь между годами, я решил сделать небольшую тестовую установку для изучения взаимодействия постоянного магнита с катушкой.
Первая фотография показывает установку.
3D-печатное устройство состоит из рычага, на одной стороне которого расположен один или несколько уложенных друг на друга сильных постоянных магнитов, взаимодействующих с катушкой, а также контейнер для тестовых весов. На другой стороне находится противовес, поэтому рычаг находится в горизонтальном равновесии. Если затем ток подается на катушку, магниты притяги
Поскольку расстояние между точкой опоры и тестовым весом в два раза больше, чем между точкой опоры и магнитом, тестовый вес должен быть удвоен, чтобы получить фактическую силу удержания.

Были изготовлены две катушки. Одна встроена в материал с проницаемостью mu_r, равной 1, а другая - в материал, содержащий около 25% железной пыли по объему. Магниты имеют диаметр 18 мм и высоту 3 мм.
Как, по вашему мнению, выглядит величина удерживающей силы при приложенном токе для обеих катушек? Думаете, её достаточно, чтобы удержать шоколадную плитку, которая эквивалентна 1 Н (там, где я живу)?

Второе изображение предоставляет эмпирические данные.
Для второй катушки существует довольно значительная сила коггинга, которая была уменьшена на основании измеренных данных, чтобы обеспечить лучшее сравнение между кривыми. Я в некоторой степени ожидал, что кривые для обеих катушек будут примерно одинаковыми по той же причине, что наполненный железом филамент в качестве материала магнитного серде
Я думаю, не существует аналитической формулы для приблизительного расчета силы (поправьте меня, если я ошибаюсь), поэтому я решил попробовать смоделировать эту проблему. Это внутренняя трехмерная проблема, но для упрощения я сделал двухмерную аппроксимацию. Если взглянуть на проблему сбоку, кажется, что можно получи
К сожалению, результаты симуляции всегда слишком высоки в 2 раза. Я ожидал, что они будут ниже реальных значений, потому что в этом упрощении отсутствуют передняя и задняя части катушки.