Halbach-Array
Ein Halbach-Array ist eine spezielle Konfiguration von Permanentmagneten. Sie ermöglicht, dass sich der magnetische Fluss an ihrer einen Seite fast aufhebt, auf der anderen Seite jedoch verstärkt.
Benannt ist eine solche Anordnung nach Klaus Halbach, damals Wissenschaftler am Lawrence Berkeley National Laboratory. Halbach stellte 1980 als erster ein Bauteil (einen 16-teiligen Quadrupol) dieser Art vor.<ref>Skriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:Literatur“ ist nicht vorhanden.</ref> Viele Fachautoren schreiben jedoch die Erstveröffentlichung John C. Mallinson zu, der diesen Effekt bereits 1973 unter der Bezeichnung „Skriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:lang“ ist nicht vorhanden.“ (dt. „einseitiger Fluss“) beschrieb.<ref>Skriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:Literatur“ ist nicht vorhanden.</ref>
Das Grundprinzip wurde bereits 1970 von James M. Winey des Lautsprecher-Herstellers Magnepan erfunden, für den idealen Fall einer kontinuierlich drehenden Magnetisierungsorientierung. Dazu wurde ein mäanderförmiger Leiter auf eine Bariumferrit-Folie gelegt und diese mit einer hohen Stromstärke magnetisiert.<ref name="DE2164083">Patent DE2164083B2: Elektrisch dynamischer Wandler, insbesondere Lautsprecher. Angemeldet am 23. Dezember 1971, veröffentlicht am 11. August 1977, Anmelder: Magnepan Inc, Erfinder: James Melton Winey.</ref>
Aufbau[Bearbeiten]
Ein Halbach-Array setzt sich aus Segmenten von Permanentmagneten zusammen, deren Magnetisierungsrichtung gegeneinander jeweils um 90° in Richtung der Längsachse des Arrays gekippt ist. Dadurch rücken die Feldlinien auf der Seite, in deren Richtung der Direktor des Feldes gekippt wird, enger zusammen, was eine Erhöhung der magnetischen Flussdichte bewirkt. Auf der gegenüberliegenden Seite liegen die Feldlinien weniger eng als im ungestörten Magneten, daher wird das Feld schon in geringem Abstand abgeschwächt bzw. verschwindet völlig, da sich Nord- und Südpole jeweils abwechseln.
Grundsätzlich können die Magnetisierungsrichtungen benachbarter Segmente auch einen Winkel kleiner als 90° einschließen, wodurch die Montage aufwändiger, die Feldkonzentration jedoch noch verbessert wird.
Der Idealfall perfekt einseitiger Feldkonzentration ist durch kontinuierliche Änderung der Magnetisierungsrichtung gegeben,<ref>Vorlage:Cite book/Name: [Skriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:Internetquelle“ ist nicht vorhanden. Skriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:Internetquelle“ ist nicht vorhanden.] In: Skriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:Internetquelle“ ist nicht vorhanden. , archiviert vom Vorlage:Referrer (nicht mehr online verfügbar) am Vorlage:Cite book/URL (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung2Vorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung</ref> die nicht mehr durch Zusammenfügen einzelner Permanentmagnete, sondern durch einseitige anisotrope Magnetisierung eines flächigen Magnetmaterials realisiert wird.<ref name="DE2164083" />
Anwendung[Bearbeiten]
Die Eigenschaft, dass sich der magnetische Fluss auf einer Seite des Halbach-Arrays fast aufhebt, ist in verschiedenen Anwendungen interessant, z. B. bei bestimmten Magnetschwebebahnen (Inductrack). Haftmagnete (Dekomagnete am Kühlschrank, Magnetwand) werden häufig als Halbach-Array gefertigt, da so eine deutlich geringere Menge an magnetischem Material die gleiche Haltekraft erzielt.
Beim Bau von Generatoren und Elektromotoren sind ringförmige Halbach-Arrays interessant. Die von Halbach zuerst untersuchten ringförmigen Quadrupole werden in Teilchenbeschleunigern verwendet. Eine relativ neue Anwendung ist die Verwendung ringförmiger Dipole für NMR-Experimente.<ref>Skriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:Literatur“ ist nicht vorhanden.</ref>
Im Miniatur Wunderland in Hamburg werden Halbach-Arrays auf der Rennstrecke in Monaco eingesetzt.<ref>Michael Richter: Skriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:Internetquelle“ ist nicht vorhanden. 17. September 2024, abgerufen am 17. September 2024.</ref>
Weblinks[Bearbeiten]
- <templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />Artikel über einen Inductrack-Zug mit Halbach-Array. ( vom 20. September 2008 im Internet Archive) Lawrence Livermore National Laboratory
Literatur[Bearbeiten]
- Skriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:Literatur“ ist nicht vorhanden.
Einzelnachweise[Bearbeiten]
<references />