Tablice Halbacha

Tablica Halbacha to specyficzny układ szeregu magnesów trwałych. Tablica ma przestrzennie obracający się wzór magnetyzmu, który znosi pole z jednej strony, ale wzmacnia je z drugiej. Główną zaletą tablic Halbacha jest to, że mogą one wytwarzać silne pola magnetyczne po jednej stronie, jednocześnie tworząc bardzo małe pole rozproszone po przeciwnej stronie. Efekt ten najlepiej zrozumieć obserwując rozkład strumienia magnetycznego.

• Jednostronny strumień jest przydatny w wielu zastosowaniach • bezpieczeństwo danych • transport • konstrukcja silnika
• Macierze Halbacha są z natury lekkie.
• Macierze zapewniają wyższe strumienie niż magnesy monolityczne o tym samym rozmiarze.

Tablice Halbacha mają obecnie wiele zastosowań i są używane w wielu systemach o różnej złożoności. Jednym z najprostszych zastosowań tablic Halbacha są magnesy na lodówkę. W tym przypadku wykorzystuje się jednostronne właściwości strumienia w celu zwiększenia siły trzymania magnesu. Zmienne układy magnesów prętowych można również łączyć w celu stworzenia prostych systemów blokujących. Jeśli namagnesowania prętów są ustawione w taki sposób, że pole jest maksymalizowane powyżej płaszczyzny i minimalizowane pod nią, ograniczenie strumienia można odwrócić, obracając każdy magnes prętowy o 90 °.

Bardziej zaawansowanym przykładem działania tablicy Halbacha jest tor kolejowy Maglev lub Inductrack, gdzie do podparcia wagonu wykorzystywana jest lewitacja magnetyczna. Tablice magnetyczne podnoszą pociąg na niewielką odległość nad tor i mogą wytrzymać ciężar do 50 razy większy niż magnes. Działanie opiera się na zasadzie indukcji; gdy układ jest przesuwany po metalowych cewkach toru, zmiany pola magnetycznego indukują napięcie w torze. Następnie tor tworzy własne pole magnetyczne i podobnie jak w przypadku próby zepchnięcia dwóch podobnych biegunów neodymowych magnesów sztabkowych, gdy to pole zrównuje się z polem wytwarzanym przez tablicę Halbacha, odpychanie powoduje lewitację pociągu.

Macierze Halbacha są również wykorzystywane w zaawansowanych eksperymentach naukowych, takich jak synchrotrony i lasery na swobodnych elektronach, gdzie są znane jako „wigglery” Halbacha. FEL mają bardzo szeroki i wysoce przestrajalny zakres częstotliwości i są używane w wielu zastosowaniach, od medycznych po wojskowe.