Generer et homogent magnetfelt med et jernåg

Universiteter og skoler spørger os nogle gange, hvordan de kan skabe et så homogent magnetfelt som muligt til eksperimenter. I et homogent magnetfelt er feltlinjerne parallelle med hinanden, og magnetfeltet er lige stærkt overalt.

For at generere et magnetfelt, der er så homogent som muligt, er det tilrådeligt at placere to store magneter tæt på hinanden og forbinde deres rygge med et jernåg. Så opstår der et rimeligt homogent felt i mellemrummet mellem magneterne. Jo mindre mellemrummet er, og jo større magneterne er, jo mere ensartet bliver feltet.

I det viste eksempel har vi brugt to KOLOSSE med en sidelængde på 40 mm og en højde på 20 mm. Stålåget har vi bestilt hos den lokale smed. Magneterne sidder 10 mm fra hinanden, og den magnetiske fluxtæthed mellem magneterne er ca. 0,95 Tesla (= 9 500 Gauss).

Advarsel: Hvis du selv vil bygge sådan en "hestesko magnet", skal du være meget forsigtig, når du sætter magneterne fast! De foretrækker at klæbe til hinanden i stedet for til jernåget. Det er ret vanskeligt at bringe magneterne i den ønskede position ved hjælp af træplader og forskellige skruetvinger uden at komme til skade.

Alternativ byggemetode

Et alternativt, mindre farligt design kunne se ud som det, der er vist på billedet.

Forklaring
1: To jerndele
2: En aluminiumsblok mellem jerndelene for at opretholde afstanden mellem de to dele. Det kan selvfølgelig også være et andet ikke-ferromagnetisk materiale som messing, træ, rustfrit stål, ...
3: Blokmagnet (eller flere)
4: Det mere eller mindre homogene magnetfelt mellem de to jerndele dannes i dette luftgab

Variant med øget fluxtæthed og mindre brugbar plads.

I denne variant konvergerer de to polflader i en pyramideform. Det øger den magnetiske fluxtæthed i luftspalten tilsvarende. På denne måde kan der genereres magnetiske fluxtætheder, der er betydeligt større end den anvendte magnet.

Hvordan kan jeg skabe et magnetfelt, der er så homogent som muligt?