電磁鐵的磁力大小與鐵芯粗細到底有沒有關係？如果有是什麼樣的關係？

1樓：Patrick Zhang

我們都知道，電磁鐵最典型的代表是繼電器的電磁機構，如下：

圖1：繼電器的電磁鐵結構和磁路關係

圖1中的線圈通入電流I後，繼電器磁路中產生了磁通。我們把線圈電流I與線圈圈數的乘積N叫做磁勢IN。注意看圖1，在鐵軛與鐵芯相交處就是主磁通Φ。

由於鐵芯磁路中會出現漏磁ΦL，所以鐵芯與銜鐵間氣隙δ處的氣隙磁通Φδ必定小於主磁通Φ。

計算電磁鐵磁力F的大小有兩種辦法，其一是麥克斯韋電磁吸力公式，其二是能量平衡法。麥克斯韋電磁吸力F表示式如下：

，式1式1中，是電磁鐵氣隙處的磁通，μ0是真空中的磁導率，S是電磁鐵鐵芯磁極面積。

按照磁路的基爾霍夫第二定律，我們有：

，式2式2中，IN是磁勢，是氣隙磁導，Φ是鐵芯主磁通，Rm是鐵芯磁阻。

注意這裡有：。我們把叫做漏磁係數。

如果我們設鐵芯單位長度的漏磁通是λ，鐵芯的高度是L，通過簡單的積分可以求得：

，式3結合式1、式2和式3，我們容易想到，電磁吸力F與氣隙磁通Φδ的平方成正比，與磁極面積S成反比。磁極面積越大，等效於鐵芯越粗，則單位漏磁係數λ越大，電磁吸力F就越低。這應當就是題主的答案吧。

其實，我們從圖1就能看出，鐵芯越粗，線圈的直徑也就越大，漏磁就越嚴重，漏磁係數亦會增大，當然電磁吸力就降低了。此外，鐵芯越粗它的重量就越大，電磁鐵的整體重量當然也會增加。可見，電磁鐵的磁路設計是很有學問的。

以上僅僅考慮到直流電磁系統，對於交流電磁系統來說，IN是會改變的，但磁鏈ΦN卻不變。所以我們把直流電磁系統叫做恆磁勢電磁系統，把交流電磁系統叫做恆磁鏈電磁系統。直流電磁系統的鐵芯是整塊的電工軟鐵，交流電磁系統的鐵芯則使用矽鋼片疊加而成。

不管是哪一種電磁系統，改變鐵芯粗細，肯定會影響到電磁吸力。

回答完畢。

2樓：zhangzeyi123

一般來說，磁力大小取決於磁通量（磁感強度對面積的積分），主要受線圈電流和匝數影響，也與鐵芯的磁化能力有關。並且，當磁感強度較低時，鐵心的磁化能力與磁場強度成正比。

然而，當磁感強度較高時，鐵芯處於非線性飽和狀態，不能被進一步磁化，那樣就會影響電磁鐵的磁力大小。