2021年电磁铁电磁力计算方法
电磁力公式
v B2 ndS ∫
S
若沿面积S磁力线分布是均匀的(例如:两个靠得很近的平行平面磁极间) 则上述麦克斯韦吸力公式可简化为:
B 2S Fd = 2 µ0
-6 Fd的单位:牛(N);B的单位：特斯拉（T）;S的单位:平方米（m 2）;µ0 =1.25 ×10（H/m）
B Fd = S 5000
方法一： 1.麦克斯韦吸力公式 2.吸引力=排斥力 3.
B g 2S B n 2S F = Fg + Fn = + 2 µ0 2 µ0
（F——总磁力大小；Fg ——永磁体产生的磁力；Fn ——电磁铁产生的磁力； B g ——永磁体产生的磁场强度；Bn ——电磁铁产生的磁场强度）
1.麦克斯韦吸力公式
η ——比例系数（与 L m a 有关）；L m ——永磁体在充磁方向的长度
②
理想磁路法得到Bg
假设在理想磁路中，没有漏磁，没有内阻，永磁体 发出的磁通量都导入气隙中：
Bm A m =Bg A g
Bm ——永磁体工作点;A m ——永磁体的极面积;Bg ——气隙磁密（磁感应强度） g ——气隙面积; ;A
-6 Fd的单位:千克力(kgf);B的单位：高斯（Gs）;S的单位:平方厘米（cm 2）;µ0 =1.25 ×10（H/m）
2
①
磁荷积分法得到的
ห้องสมุดไป่ตู้
Bg = η
2Br
π
tg
−1
ab 2L g 4L2g + a 2 + b 2
Bg ——永磁体产生的磁场强度；Br ——永磁体的剩磁场强度 a、b——永磁体的长、宽 ( a 〉 b )；L g ——磁隙长度；
HmLm =HgLg
电磁铁磁力的计算公式
电磁铁磁力的计算公式电磁铁的磁力计算公式：
一、电磁铁的平均磁力：
1、总质量M的电磁铁磁力（H）计算公式：
2、电磁铁的平均磁力（Hm）计算公式：
二、电磁铁的最大磁力：
1、电磁铁的最大磁力（Hmax）计算公式：
2、电磁铁的最大磁力系数 Kmax计算公式：
三、电磁铁的最小磁力：
1、电磁铁的最小磁力（Hmin）计算公式：
2、电磁铁的最小磁力系数 Kmin计算公式：
四、电磁铁U型磁力（U）计算公式：
五、电磁铁的最大磁矩（Mmax）计算公式：
1、电磁铁的最大磁矩（Mmax）计算公式：
2、电磁铁的最大磁矩系数 Kmax计算公式：
六、电磁铁的最小磁矩（Mmin）计算公式：
1、电磁铁的最小磁矩（Mmin）计算公式：
2、电磁铁的最小磁矩系数 Kmin计算公式：
七、电磁铁的轴向磁感计算公式：
1、电磁铁的轴向磁感（Gax）计算公式：
2、电磁铁的轴向磁感系数 Kax计算公式：
八、电磁铁的轴向磁矩计算公式：
1、电磁铁的轴向磁矩（Max）计算公式：
2、电磁铁的轴向磁矩系数 Kax计算公式：
九、电磁铁的轴向孔径计算公式：
1、电磁铁的轴向孔径（dax）计算公式：
2、电磁铁的轴向孔径系数 Kdax计算公式：
总结：电磁铁的磁力计算公式由以上九种，均可通过能量密度与核磁比等参数，计算出电磁铁的平均磁力、最大磁力、最小磁力、最大磁矩、最小磁矩、轴向磁感、轴向磁矩、轴向孔径等。
公式的详细计算公式需参考相关的电磁学文献进行查看。
电磁铁的设计计算
电磁铁的设计计算一. 电磁铁的吸力计算1. 曳引机的静转矩T=[（1-φ）Q ·g ·D/（2i ）]×10-3式中：φ-------对重系数（0.4-0.5）g---------重力加速度 9.8m/s 2i----------曳引比Q---------额定负载 kgD--------曳引轮直径 mmT=[（1-Text1(3)）×Text1(0) ×9.8×Text1(1)/（2×Text1(2)）]×10-3 = Text1(16) Nm2. 制动力矩 取安全系数S=1.75-2 取S= Text1(5)Mz=S ·T= Text1(5)×Text1(16)= Text1(6) Nm3. 电磁铁的额定开闸力u--------摩擦系数 0.4-0.5,取0.45；Dz------制动轮直径 Dz= Text1(8)mmF N = )321(1031L L L uD L M Z Z ++⨯ = Text1(6)×Text1(11)×103/(Text1(7)×Text1(6)×Text1(9))= Text1(12)NL1，L2，L3所示详见右图4. 电磁铁的过载能力F1----电磁铁的最大吸力；5. 所需电磁铁的最大吸力F1=1.5F N =1.5×Text1(12)= Text1(13)N6. 电磁铁的额定功率1021F P == Text1(14) W7. 电磁铁的额定工作电压，设计给定U N =110 V8. 额定工作电流NN U P I == Text2(13) A 9. 导线直径的确定 （电密 J=5—6 A/mm 2 ） J= Text2(1) A/mm 2 裸线 JI d N π4'0== Text2(12) mm 绝缘后导线直径 d ’ = Text2(6) mm 10. 衔铁的直径（气隙磁密 B δ=0.9-1T ）取B δ= Text2(2) Tπδ215B F d X = = Text2(3)mm取 d X = Text2(7) mm(结构调整)11. 电磁铁的最大行程计算长度1312F =δ = Text2(4)mm 12. 电磁铁线圈匝数初值（后期计算的匝数必须大于初值） W1=31020⨯Id F X πδ = Text2(5)匝二. 线圈的结构设计1. 线圈厚度b k ，高度为L k线圈结构比43-==k k b L β 取 β= Text2(8) 线圈厚度b k =β1'W d = Text2(10)mm高度k k b L ∙=β=Text2(9)mm 2. 电磁铁窗口尺寸确定b=5b k /4= Text3(4) mmL D1=5L k /4= Text3(5) mm3. 吸盘长度L2=2 L D1/5= Text3(0) mm4. 线圈中径D m = d x +2c+b= Text2(7)+2×Text3(7)+ Text3(4)= Text3(6) mm5. 根据结构确定线圈匝数Nm Z I D d U W 410320∙∙∙=ρ= Text3(1) 匝 ρ-----电阻率 取Text3(11)×10-26. 匝数初值确定误差计算%1001]12[⨯-W W W = Text3(2)% 若初值匝数与结构匝数>3% 应调整结构重新计算 1-6项，即调整中径D m （应<3%，目的是保证电磁铁的功率）7. 线圈匝数额定值221W W W N +== Text3(3)（匝） 8. 核算线圈槽满率 )21)(2(2'c L c b W d A N F --∙== Text3(9) % (应 ≤85%) 按计入填充系数1d t f L b J f W I A ∙∙∙∙== Text3(10)% （应≤75%） f t =0.5-0.57 (通过实验调整总结经验)9. 根据结构确定电磁铁的行程（或按标准确定）δN = Text3(12) （注δN < δ）10. 标准工作行程的电磁力= Text3(8) N (F 应F1)11. 结构设计具体的图纸设计12. 线圈电阻320104-⨯∙∙=d WD R m ρ= Text4(4) Ω 13. 电磁铁的实际功率损耗RU P G 2= = Text4(0)W 14. 电磁铁的温升计算SP G ∙=ατTD S=S1+ηm ·S2α-------线圈的散热系数65°时α=12.04×10-4 W/cm 270°时α=12.25×10-4 W/cm 280°时α=12.68×10-4 W/cm 2 （通常按80度计算）S1------线圈的外表面积S1= π·D1·L d = Text4(1) cm 2S2------线圈的内表面积S2=L D m ∙∙∙2πη= Text4(2) cm 2ηm -----散热系数，含金属骨架，ηm =1.7无骨架， ηm =0.9-1直接绕在铁芯上，ηm =2.4τ------线圈温升TD---- 通电率 40%（升降电梯），自动扶梯取100%=∙=TD SP G ατ Text4(5) 15. 电磁铁的最低启动电压，电磁力计算按标准最低启动电压 U 80 =80%U N = Text4(7) V线圈电流 RU I 80== Text4(6)A 16. 80%的U N 电磁吸力= Text4(9)NF 80 > F N 满足要求17. 温升变化后，电磁力计算线圈温升为90°C 时,电阻率ρ（90°C ）=2.236×10-2Ωmm 2/m 320104-⨯∙∙=d WD R m t t ρ= Text4(10)Ω 电流tt R U I == Text4(11)A 7222104)(28.6-⨯∙∙=δπX t t d W I F = Text4(8)N F t > F N 满足要求。
电磁铁磁感应强度及吸力计算(1)
料。一般认为，对于复合软磁材料，由于磁荷在金属软磁粉末的表面聚集，从而
在粉末的内部产生了很大的退磁场，限制了复合材料磁性能的提高。在考虑退磁
场的影响下，复合材料的磁导率满足以下两个等式：
µ µ1
µ
1
µ Nµ 1 θ
µ µ1
µ
1
µ αN µ 1 θ
其中，µ 为初始磁导率，θ 为复合软磁材料中各磁性相所占的体积百分比，N 为退磁因子，µ 为金属组元磁导率，α 为一常数，它的值在 0~1 之间，当完全不 考虑材料受到的退磁场影响时，α 等于 0，当完全考虑材料所受到的退磁场影响 时，α 等于 1.
~10
3.5%Si‐Fe AlNiCo（铝镍钴）
~7 10 ~10
Fe O 各种铁氧体
~100 ~10
材料 铋 金 银 铜 水 空气 铝 钯
种类 抗磁体 抗磁体 抗磁体 抗磁体 抗磁体 顺磁体 顺磁体 顺磁体
表 2 部分材料的相对磁导率
µ
材料
0.99983
2‐81 颇莫合金
0.99996
钴
0.99998
源点 Idl 与场点 P 之间的距离为：
π a cos 2
a cosφ a sinφ
rsinθ acosφ a sinφ r cosθ
其大小为：
R | | rsinθ acosφ
asinφ rcosθ
而线元 dl 等于: dl
所有
r a 2arsinθcosφ
dl
a sinφ a cosφ
R dl
5Cu
高磁导率合
金）
Hardperm Fe‐79Ni‐9Nb 125000 500000 0.1 0.16 0.75 （镍铁铌系
电磁铁电磁力计算方法.
电磁铁电磁力计算方法
1磁动势计算（又叫安匝数）IN
E 匝数22)12(212d D D L d L
d
D D N 其中：L 绕线宽度)
(mm 2D 绕线外径)
(mm 1D 绕线内径)
(mm d 漆包线直径
)(mm 绕线长度
2223
22121(21)=222(21)10()
4D D D D L D D l DN N d L D D m d 绕根据电阻公式
22222
3
324
(21)
(21)
41010
()d 4
L D D l L D D d R d S 绕其中：
20.0178./mm m
铜的电阻率2S mm 漆包线的截面积（）
根据4
3
22224
10
(21)(21)d U U Ud I L D D R L D D 故磁动势
23
102(21)d U
IN D D 2磁感应强度计算（磁动势在磁路上往往有不同的磁降，但每一圈的磁降和应等于磁动势）
即：()
IN
HL 其中：H 磁场强度（A/m)
L m 该段磁介质的长度（）
一般情况下，电磁阀除气隙处外，其余部分均采用导磁性能很好的材料，绝大部分磁动势降是在气隙处，
即0
()IN
HL H 其中：0H 气隙处磁场强度（A/m)
mm 气隙长度（）即行程
而000
=
B H 其中：0
B 气隙中的磁感应强度（特斯拉)-70导磁率，410亨/米。
电磁铁电磁力计算方法
电磁铁电磁力计算方法1磁动势计算（又叫安匝数）IN E =匝数22)12(212d D D L d L d D D N -=-= 其中：-L 绕线宽度)(mm-2D 绕线外径)(mm-1D 绕线内径)(mm-d 漆包线直径)(mm绕线长度 222322121(21)=222(21)10()4D D D D L D D l DN N d L D D m dππππ-++-==-=⨯绕根据电阻公式222223324(21)(21)41010()d4L D D l L D D d R d Sπρρρπ----==⨯=⨯Ω绕其中： 20.0178./mm m ρ-Ω铜的电阻率2S mm -漆包线的截面积（） 根据432222410(21)(21)d U U Ud I L D D RL D D ρρ===⨯-- 故磁动势 23102(21)d U IN D D ρ=⨯+ 2磁感应强度计算（磁动势在磁路上往往有不同的磁降，但每一圈的磁降和应等于磁动势）即：()IN HL =∑其中： H -磁场强度（A/m)L m -该段磁介质的长度（）一般情况下，电磁阀除气隙处外，其余部分均采用导磁性能很好的材料，绝大部分磁动势降是在气隙处， 即0()IN HL H δ=≈⨯∑其中： 0H -气隙处磁场强度（A/m)mm δ-气隙长度（）即行程 而000=B H μ其中： 0B -气隙中的磁感应强度（特斯拉) -70μπ-⨯导磁率，410亨/米 所以：3000=10B IN H δδμ-≈⨯⨯ 又因为23102(21)d U IN D D ρ=⨯+ 故：2600102(21)d UB D D μρδ=⨯+3电磁力的计算 根据260001102F B S μ=⨯ 其中：0B -气隙中的磁感应强度（特斯拉) -70μπ-⨯导磁率，410亨/米 F -电磁力(N)20S mm -气隙面积（） 又因为2600102(21)d UB D D μρδ=⨯+ 所以：2262600000110[]1028(21)S d U F B S D D μμρδ=⨯=⨯+ 其中：-70μπ-⨯导磁率，410亨/米; 20S mm -气隙面积（）;-d 漆包线直径)(mm ; U -电压（V ）; 20.0178./mm m ρ-Ω铜的电阻率; -2D 绕线外径)(mm ;-1D 绕线内径)(mm ;mm δ-气隙长度（）即行程;。
电磁铁吸力计算
电磁铁吸力计算
电磁铁吸力是指电磁铁施加电场作用在金属物体上产生的吸引力，电磁铁吸力受多种因素影响，主要有磁感应强度、空气障碍、材料类型、尺寸、工作循环等。
具体的计算方法如下：
①计算磁感应强度：磁感应强度取决于电磁铁的磁单位磁能积、外界磁场对金属物体的磁作用力等因素，一般用B=μH表示，其中μ为磁介质的磁导率，H为磁势的强度。
②计算空气障碍：由于电磁铁的磁头和金属物体之间可能存在空气空气障碍，因此空气障碍对电磁铁吸力有一定影响，可以用F=A2/2来计算障碍对电磁铁吸力的影响程度，其中A为障碍宽度，单位mm。
③计算材料类型：由于不同的金属材料具有不同的磁性，因此材料类型也将影响电磁铁吸力。
一般情况下，金属材料的磁性越强，其对电磁铁的吸力就越大。
④计算尺寸：由于电磁铁的大小不同，因此电磁铁的大小也会对其吸力产生影响，一般情况下，电磁铁越大，吸力就越大。
⑤计算工作循环：电磁铁的工作循环也会影响其吸力，一般情况下，电磁铁的工作循环越多，吸力就越大。
电磁铁磁力计算公式
电磁铁磁力计算公式好的，以下是为您生成的关于“电磁铁磁力计算公式”的文章：咱今天就来好好唠唠电磁铁磁力计算公式这回事儿。
记得我读中学那会，学校组织了一次科技小制作的活动。
我和几个小伙伴凑一块儿，决定搞一个电磁铁的小玩意儿。
我们雄心勃勃，想着一定要做出个厉害的电磁铁来。
那时候，啥都不懂，就知道瞎鼓捣。
一开始，我们找来了电池、电线、铁钉这些材料，然后照着书上的样子，一圈一圈地绕电线。
可是弄出来的电磁铁，那磁力小得可怜，连个小铁钉都吸不起来。
这可把我们给愁坏了，几个人凑在一起，抓耳挠腮地想办法。
后来，老师看到我们的窘样，笑着给我们讲了电磁铁磁力计算公式的一些知识。
老师说，电磁铁的磁力大小和电流强度、线圈圈数以及铁芯的情况都有关系。
这电流强度越大，磁力就越强；线圈圈数越多，磁力也会越大；还有那铁芯，要是铁芯又粗又长，磁力也能跟着变强。
按照老师说的，我们重新调整了我们的设计。
把电池多串联了几个，增大了电流；把电线也多绕了好多圈；还专门找了一根又粗又长的铁钉当铁芯。
嘿，您还别说，这一改，效果那叫一个明显！我们做出来的电磁铁，轻轻松松就把一堆小铁钉给吸起来了，大家那个高兴劲儿就别提了。
从那以后，我算是真正明白了这电磁铁磁力计算公式的重要性。
这电磁铁磁力的计算公式啊，其实说起来也不复杂。
简单来说，磁力大小和电流（I）以及线圈圈数（N）的乘积成正比。
用公式表示就是 F = k × I × N ，这里的 k 是个常数，和铁芯的材料、形状等因素有关。
比如说，在实际应用中，如果我们要制作一个磁力很强的电磁铁来吊运重物，那就要想办法增大电流和线圈圈数。
电流这方面呢，我们可以通过增加电池数量或者使用更高电压的电源来实现。
但要注意哦，可别超过了电路能承受的范围，不然会出问题的。
线圈圈数这一块，就得耐心点，一圈一圈仔细绕。
绕的时候还得注意，要绕得整齐紧密，不能松松垮垮的，要不然磁力也会受影响。
再说说铁芯。
铁芯的材料得选导磁性好的，像纯铁或者硅钢片就很不错。
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电磁铁电磁力计算方法
欧阳光明（2021.03.07）
1磁动势计算（又叫安匝数）IN E = 匝数2
2)12(212d D D L d L d D D N -=-= 其中：
-L 绕线宽度)(mm
-2D 绕线外径)(mm
-1D 绕线内径)(mm
-d 漆包线直径)(mm
绕线长度
根据电阻公式 222223324(21)(21)41010()d
4L D D l L D D d R d S
πρρρπ----==⨯=⨯Ω绕其中： 根据4322224
10(21)(21)d U U Ud I L D D R
L D D ρρ===⨯-- 故磁动势
2磁感应强度计算（磁动势在磁路上往往有不同的磁降，但每一圈的磁降和应等于磁动势）
即：()IN
HL =∑ 其中：
一般情况下，电磁阀除气隙处外，其余部分均采用导磁性能很好的材料，绝大部分磁动势降是在气隙处，
即0()IN HL H δ=≈⨯∑
其中： 而000=
B H μ
其中： 所以：30
00=10B IN H δδμ-≈⨯⨯ 又因为23102(21)
d U IN D D ρ=⨯+ 故：2600102(21)d U
B D D μρδ=⨯+
3电磁力的计算 根据26000
1102F B S μ=⨯ 其中： 又因为2600102(21)d U
B D D μρδ=⨯+ 所以：2262600000110[]1028(21)S d U F B S D D μμρδ
=⨯=⨯+ 其中：
-70μπ-⨯导磁率，410亨/米; 20S mm -气隙面积（）;
-d 漆包线直径)(mm ; U -电压（V ）
; 20.0178./mm m ρ-Ω铜的电阻率; -2D 绕线外径)(mm ;
-1D 绕线内径)(mm ;
mm δ-气隙长度（）即行程;。