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马蹄形磁铁

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馬蹄形磁鐵
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马蹄形磁铁马蹄铁形状(U形)的磁铁电磁铁。此形状常用作表示磁铁的符号[1](p. 2)。上面经常会标示表示磁极的N和S[1](p. 3)。这种磁铁在1950年代就已经被使用先进材料的小形圆柱磁铁所取代[1](p. 3,467),不过在中小学的课本上仍常看到马蹄形磁铁[1](p. 3)。在历史上,马蹄形磁铁是处理小型磁铁不会被本身磁场影响所退磁的解决方案[1](p. 2)[2]

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马蹄形磁铁以及计算出来的磁力线。两个磁极距离接近,让磁力线集中,产生很大的磁场
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利用铁屑得到的马蹄形磁铁磁力线

历史

1819年时发现通过电流的金属可以让指南针转动,根据此发现,发展了许多有关的实验。后来威廉·斯特金在马蹄形的铁上绕导线,并且通电,就是第一个马蹄形磁铁[3]

这也是第一个实用的电磁铁,以及第一个吸力可以超过本身重量的磁铁,该磁铁7盎司,可以抬起9盎司的[3][4]。斯特金证明,他可以透过调整导线的电流,来调节磁场[4]。这是电报发展的基础,也是二十世纪电信的基础[4]

形状

马蹄形磁铁的形状最早是要代替棒状的磁铁,马蹄形磁铁可以产生较大的磁场[5],其原因是因为磁极彼此距离变近,让两个磁极之间有更直接的磁通量路径,因此可以让磁场集中[6]

马蹄形磁铁的形状也大幅减少磁铁随时间的退磁[7],这是因为磁铁本身矫顽力(维持其磁化特性)的性质[7]。碟形或环状的铁磁铁,其矫顽力较弱,圆柱体或棒状略强,马蹄形下的矫顽力最强[6][7]。为了增加磁铁的矫顽力,会再加上磁铁保持器英语magnet keeper[7]。若可以用铁磁性物质形成封闭回路,其磁场最大[8]。而马蹄形磁铁磁极之间距离很近,也方便配合磁铁保持器使用[8]

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参考资料

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