فیلترهای مغناطیسی

اگر دو جسم مغناطیسی قطب های همنام داشته باشند، نیروی مغناطیسی بین آنها دافعه خواهد بود. به عنوان مثال، دو آهنربای دائمی که قطب های شمالی آنها به یکدیگر نزدیک می شوند، یکدیگر را دفع می کنند.

اگر دو جسم مغناطیسی قطب های غیر همنام داشته باشند، نیروی مغناطیسی بین آنها جاذبه خواهد بود. به عنوان مثال، دو آهنربای دائمی که قطب های شمالی و جنوبی آنها به یکدیگر نزدیک می شوند، یکدیگر را جذب می کنند.

نیروی مغناطیسی با استفاده از قانون شار مغناطیسی، که توسط فیزیکدان انگلیسی جیمز کلارک ماکسول در سال ۱۸۷۳ فرموله شد، محاسبه می شود. این قانون بیان می کند که نیروی مغناطیسی بین دو جسم مغناطیسی با حاصل ضرب دو کمیت زیر برابر است:

• شار مغناطیسی: شار مغناطیسی کمیتی است که میزان میدان مغناطیسی را در یک ناحیه مشخص اندازه گیری می کند.
• سطح مقطع: سطح مقطع ناحیه ای است که شار مغناطیسی از آن عبور می کند.

نیروی مغناطیسی همچنین با استفاده از قانون لورنتس، که توسط فیزیکدان هلندی هندریک آنتونیوس لورنتس در سال ۱۸۶۷ فرموله شد، محاسبه می شود. این قانون بیان می کند که نیروی مغناطیسی وارد بر یک بار الکتریکی متحرک در یک میدان مغناطیسی برابر است با حاصل ضرب سه کمیت زیر:

• بار الکتریکی: بار الکتریکی کمیتی است که میزان بار الکتریکی یک جسم را اندازه گیری می کند.
• سرعت: سرعت کمیتی است که میزان حرکت یک جسم را اندازه گیری می کند.
• مقادیر میدان مغناطیسی: مقادیر میدان مغناطیسی در نقطه ای خاص از فضا.

نیروی مغناطیسی کاربردهای گسترده ای در زمینه های مختلف دارد. به عنوان مثال، از نیروی مغناطیسی برای تولید آهنربا، موتورهای الکتریکی، ژنراتورها و میکروسکوپ های الکترونی استفاده می شود.

انواع نیروی مغناطیسی

نیروی مغناطیسی به دو نوع عمده تقسیم می شود:

• نیروی مغناطیسی دائمی: نیروی مغناطیسی دائمی نیرویی است که توسط مواد مغناطیسی دائمی مانند آهنرباهای دائمی ایجاد می شود. این نیرو حتی زمانی که جریان الکتریکی از آنها عبور نمی کند، وجود دارد.
• نیروی مغناطیسی الکترومغناطیسی: نیروی مغناطیسی الکترومغناطیسی نیرویی است که توسط سیم پیچ های الکتریکی ایجاد می شود. این نیرو زمانی که جریان الکتریکی از سیم پیچ ها عبور می کند، وجود دارد.

عوامل موثر بر نیروی مغناطیسی

عوامل مختلفی بر نیروی مغناطیسی تاثیر می گذارند. برخی از این عوامل عبارتند از:

• نوع ماده مغناطیسی: مواد مغناطیسی مختلف دارای قدرت مغناطیسی متفاوتی هستند. به عنوان مثال، آهن دارای قدرت مغناطیسی بیشتری نسبت به نیکل می باشد.
• شکل ماده مغناطیسی: شکل ماده مغناطیسی بر نیروی مغناطیسی آن تاثیر می گذارد. به عنوان مثال، یک آهنربای دائمی با شکل مخروطی دارای نیروی مغناطیسی بیشتری نسبت به یک آهنربای دائمی با شکل مکعبی است.
• اندازه ماده مغناطیسی: اندازه ماده مغناطیسی نیز بر نیروی مغناطیسی آن تاثیر می گذارد. به عنوان مثال، یک آهنربای دائمی بزرگتر دارای نیروی مغناطیسی بیشتری نسبت به یک آهنربای دائمی کوچکتر است.
• میزان میدان مغناطیسی: همچنین میزان میدان مغناطیسی بر نیروی مغناطیسی تاثیر می گذارد. به عنوان مثال، نیروی مغناطیسی بین دو آهنربای دائمی در یک میدان مغناطیسی قوی بیشتر از نیروی مغناطیسی بین دو آهنربای دائمی در یک میدان مغناطیسی ضعیف است.
  

  مقدمه

  فیلترهای مغناطیسی دستگاه‌هایی هستند که از یک میدان مغناطیسی برای جذب و برداشتن ذرات فلزی از مایعات و گازها استفاده می‌کنند. آنها به طور گسترده ای در صنایع مختلف، از جمله تولید، فرآوری مواد دارویی،بهداشتی،خوراکی و شیمیایی و همچنین در صنایع بزرگی چون پتروشیمی و پالایشگاه و یا نیروگاه برق، برای بهبود کیفیت محصولات، محافظت از تجهیزات الکترونیکی و یا مکانیکی و همچنین  افزایش  ایمنی استفاده می شوند.

  عملکرد

  اصل عملکرد فیلترهای مغناطیسی بر اساس جاذبه مغناطیسی بین مواد فرومغناطیسی مانند آهن، نیکل و کوبالت و میدان مغناطیسی تولید شده توسط فیلتر است. هنگامی که یک مایع یا گاز حاوی ذرات فلزی از فیلتر عبور می کند، این ذرات به عناصر مغناطیسی جذب می شوند و روی سطح فیلتر باقی می مانند.