일반기술

자기장 제어 장치 및 그 배열방법

본 기술은 자기 시스템의 자기장 흐름을 조절함으로써 시스템의 성능을 향상시키는 장치로서 기본적인 형상은 그림 1과 같다. 매우 얇은 철(iron)과 같은 강자성체 패널을 주기적으로 배열시킨 구조물로써 강자성체 패널 사이의 공간에는 강성이 있는 상자성체 재료로 채워진다. 물론 공기도 상자성체 재료이지만, 공기로 패널 사이를 채울 경우 자기장에 의해 발생하는 자기력을 얇은 강자성체 패널이 지탱할 수 없다. 그림 2는 그림 1의 단면을 나타낸 그림이며, t는 강자성체 패널의 두께를, w는 강자성체 패널들 사이의 간격을 나타낸다. 이러한 강자성체 패널들의 주기적인 배열은 원래의 등방성 강자성체 재료를 시스템 내에서 이방성 재료와 같은 효과를 도모할 수 있다. 즉 패널이 늘어선 방향으로 자기장의 흐름은 원활해지고 패널에 수직한 방향으로의 자기장의 흐름은 어려워진다. 따라서 자기장 H는 그림 2에서 표시된 화살표 방향으로 잘 흐를 수 있다. 그리고 강자성체 패널 두께 t가, 간격 w에 비해 작을수록 자기장 제어에 효과적인 이방성 재료가 될 수 있다. 그림 3과 그림 4는 강자성체 패널로 구성된 구조물을 모듈화시킨 그림이다. 제안된 두 개의 모듈모두 강자성체 패널을 원형의 실린더에 채워넣어 자기장의 흐름을 쉽게 조절할 수 있도록 하였다. 그림 3은 정사각형 단면 형상을 기준으로 배열한 그림이며 그림 4는 정육각형 형상을 기준으로 배열한 그림이다. 모듈화 시키는 과정에서 강자성체 패널들로 채워지지 않는 공간들이 생기게 되며 그 공간이 작을수록 우수하다. 그림 4의 정육각형을 기준으로 배치할 때 좀 더 효율적인 공간 배치가 가능하다.