磁束コイルのサプライヤーとして、私はこれらのデバイスを深く理解しています。その利点だけでなく、その欠点もあります。このブログでは、磁束コイルに関連する欠点のいくつかを共有して、潜在的なユーザーに包括的なビューを提供します。
1。エネルギー消費
磁気フラックスコイルの主な欠点の1つは、比較的高いエネルギー消費です。磁束コイルが動作している場合、所望の磁場を生成するために電気エネルギーの連続供給が必要です。これは、磁場がコイルを通る電流の流れによって生成されるためです。 Ampereの法則によれば、磁場強度（B）は、コイルを流れる電流（i）に直接比例します。したがって、より強力な磁場を達成するためには、より高い電流が必要であり、それがエネルギー消費の増加につながります。
磁気共鳴イメージング（MRI）マシンや電磁形成プロセスなど、大規模な磁気フラックスコイルが使用されている産業用途の場合、エネルギー法案はかなりのものになる可能性があります。この高エネルギー需要は、運用コストを増加させるだけでなく、環境への影響も備えています。より持続可能なエネルギー使用を目指して努力するにつれて、磁束コイルの高エネルギー消費量は大きな欠点になる可能性があります。
2。熱生成
エネルギー消費と密接に関連するのは、熱生成の問題です。電流がコイルを通過すると、コイル材料の抵抗により、ジュールの法則に従って、電気エネルギーの一部が熱に変換されます（p =i²r、pは電力が熱として消散し、iは電流であり、rはコイルの抵抗です）。この熱生成は、いくつかの悪影響を与える可能性があります。
第一に、過度の熱はコイルの効率を低下させる可能性があります。コイルの温度が上昇すると、コイル材料の抵抗も増加します。これは、熱が磁場を生成するために使用され、より少ないエネルギーが無駄になることを意味します。第二に、高温はコイルの断熱性を損なう可能性があります。断熱は、コイルのターン間の短い回路を防ぐために重要です。断熱が過熱のために損傷している場合、コイルの故障につながる可能性があります。場合によっては、火災のリスクなど、安全上の危険をもたらすことさえあります。
熱生成の問題を軽減するには、多くの場合、冷却システムが必要です。水 - 冷却や空気 - 冷却などのこれらの冷却システムは、システム全体の複雑さとコストを追加します。たとえば、大規模な工業用磁束コイルシステム、精巧な水 - 冷却回路を設置する必要があります。これには、追加のポンプ、パイプ、メンテナンスが必要です。
3.限られた磁場の均一性
磁束コイル、特にシンプルな設計では、磁場の均一性が限られている可能性があります。科学的研究や精密製造などの多くのアプリケーションでは、均一な磁場が不可欠です。ただし、大量に完全に均一な磁場を達成することは非常に困難です。
磁場強度と方向は、関心のある領域内で異なる場合があります。コイルの端の近くでは、磁場が弱くなったり、中心と比較して異なる方向を持っている場合があります。この非均一性は、実験または製造プロセスにおける最適なパフォーマンスで不正確な結果につながる可能性があります。たとえば、磁気粒子検査では、非均一な磁場が誤検知を引き起こすか、実際の欠陥を逃すことがあります。
磁場の均一性を改善するには、より複雑なコイルの設計または追加の補償コイルがしばしば必要です。例えば、ヘルムホルツコイル2つのコイルの間の小さな領域で比較的均一な磁場を提供できる磁束コイル構成の一種です。ただし、これらの特殊なデザインは、単純なシングルコイルデザインと比較して、より高価で製造が困難です。
4。電磁干渉（EMI）
磁束コイルは、電磁干渉（EMI）を生成できます。コイルによって生成される変化する磁場は、近くの導体に電流を誘導する可能性があり、他の電子機器の通常の動作を破壊する可能性があります。これは、現代の電子環境では重大な問題です。
実験室の環境では、磁束コイルからのEMIは、オシロスコープや分光計などの機密測定装置を妨害し、測定値が不正確につながる可能性があります。産業用設定では、制御システム、モーター、または通信デバイスの動作を混乱させる可能性があります。たとえば、磁束コイルが金属形成プロセスに使用される工場では、EMIは自動生産ラインに誤動作を引き起こす可能性があります。
EMIを減らすには、シールド測定が必要です。 MU-金属や導電性エンクロージャーなどのシールド材料を使用して、磁場を封じ込め、他のデバイスとの干渉を防ぐことができます。ただし、これらのシールドソリューションは、システム全体のコストとサイズに追加されます。
5。メンテナンスのコストと複雑さ
磁束コイル、特に高性能アプリケーションで使用される磁束コイルは、購入と保守に費用がかかる場合があります。コイル自体のコストは、サイズ、ターン数、導体材料の種類、必要な磁場強度などの要因に依存します。耐性が低い銅などの高品質の導体材料は、コイルのコストを大幅に増加させる可能性があります。
磁束コイルの維持も複雑です。前述のように、熱発生には冷却システムの定期的な検査が必要です。コイルの断熱材は、損傷の兆候がないことを確認するために定期的にチェックする必要があります。さらに、コイルの電気接続を維持するために維持する必要があります。これにより、コイルがarcingしてさらなる損傷を引き起こす可能性があります。
大規模なスケールまたは特殊な磁束コイルシステム磁気モーメントはありませんhelmholtzコイルまたは四角いヘルムホルツコイル、メンテナンスには、専門的な知識とツールが必要になる場合があります。これは、企業が訓練を受けた技術者を雇うか、メンテナンス作業を外部委託する必要があることを意味します。
これらの欠点にもかかわらず、磁気フラックスコイルには、磁場を生成する独自の能力により、依然として幅広い用途があります。当社では、これらの欠点を最小限に抑えるために、磁束コイルの設計とパフォーマンスの改善に常に取り組んでいます。特定のアプリケーション用の磁束コイルの購入を検討している場合、これらの欠点が考慮すべき重要な要素であることを理解しています。当社の専門家チームは、最善の決定を下すための詳細な情報とガイダンスを提供できます。私たちは、高品質の製品と優れた顧客サービスを提供することに取り組んでいます。ご質問がある場合、または要件についてさらに議論したい場合は、調達交渉についてお気軽にお問い合わせください。
参照
- Halliday、D.、Resnick、R。、およびWalker、J。（2014）。物理学の基礎。ワイリー。
- Purcell、EM、およびMorin、DJ（2013）。電気と磁気。ケンブリッジ大学出版局。
- グリフィス、DJ（2017）。電気力学の紹介。ケンブリッジ大学出版局。