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Imán de alto campo

¡Así se muestran las herraduras magnéticas en la Universidad de Karlsruhe!
Autor: Inst. f. Experimentelle Kernphysik, Eggenstein-Leopoldshafen, Alemania
En línea desde: 20.05.2011, n.º de visitas: 96215

Construcción de un imán de alto campo con ocho colosos:

Este es un imán con piezas polares y yugo de retorno de hierro. Se pueden observar los ocho colosos (Q-40-40-20-N) debajo de los dos soportes de aluminio. En un espacio de 1 cm2 y de 1,5 mm de alto hay un campo de 3,2 Tesla. Medir este campo no resultó nada fácil, dado que en el mercado hay muy pocas sondas de Hall que sean lo suficientemente finas y que puedan medir un campo de tal intensidad a temperatura ambiente. Por ello, nuestro instituto ha construido una sonda de Hall y una bobina de campo por cuenta propia y ha medido el campo con la ayuda de un imán de calibración.
Este imán se utilizará ahora para probar componentes muy pequeños del detector de la física de partículas.
Se emplearon colosos (N42) en lugar de IMANES DE LA MUERTE (N40) porque los primeros tienen una remanencia un poco más alta y, con ello, densidad energética.
El montaje no resultó fácil, ya que si se acercan dos imanes con la misma polaridad, estos se repelen lateralmente. En este caso, tuvimos que utilizar prensas de tornillo y un corsé de aluminio para acercar los cuatro imanes de ambos lados.
Todas las superficies se rectificaron planas para transportar el campo magnético sin que fuera perturbado por huecos de aire. Una vez terminada la construcción magnética, fue necesario separarla de nuevo para reducir la distancia entre las piezas polares. Manualmente resultó imposible, así que tuvimos que utilizar un torno de cable. Se estima que la fuerza con la que se adherían las superficies del yugo de retorno era de 1960 N. Desafortunadamente no tenemos fotografías de esta operación.
Aquí se observa una simulación del imán con líneas de campo y la distribución del campo. En la simulación se alcanzan «solo» 2,8 Tesla. Sin embargo, se trata de una simulación de un problema en 2D. Esto significa que aquí se ha simulado un imán con piezas polares con forma de cumbrera. En realidad, las líneas de campo se estrechan por los 4 lados, por lo que el campo en este caso es mayor.