论文02：论磁棒在矿石机中的应用

龙虾

论文02：论磁棒在矿石机中的应用


作者：何颖楷（网名：龙虾）
2009年10月9日初稿首发于矿石机论坛


一、测试部分

第1组：空心与磁心
1、直径5CM空心，网线平绕20T：13uH（电感1）
2、直径1CM磁棒：网线平绕20T：29uH（电感2）
3、直径5CM，网线平绕20T，插入磁棒：39uH（电感3）

测试推论：
1、1cm直径的磁棒平绕，电感相当于7cm直径的空心平绕；
2、电感3接近达到电感1+电感2。


第2组：多根磁棒束聚
1、1棒，网线平绕20T：26uH，平均26uH/支  （与第1组用的不是同一根磁棒）
2、2棒，网线平绕20T：42uH，平均21uH/支
3：4棒，网线平绕20T：57uH，平均14uH/支
4：5棒，网线平绕20T：63uH，平均12.6uH/支

测试推论：磁棒束聚数量越大，平均效能越低。


第3组：磁棒分布
1、磁棒放在绕圈中间，电感增加最小；磁棒放在线圈内边缘，电感增加最大；
2、放入多根磁，磁棒聚拢电感增加小，磁棒分散电感增加最大；
3、放入多根磁，以均匀分布在边上所获得电感最大；
4、放入第一根磁棒时效果最明显，继续增加时效果依次递减。



第4组：等效扩张
在50cm * 50cm的大环线圈边内，均匀分布插入6支磁棒，扣除线圈上升因素，电感增加10%，相当于大环扩大5cm。缩小棒间距到5cm时，磁棒效能开始明显下降。拉开棒间距到7cm时，磁棒效能不再有明显增加。




二、理论分析

    磁棒吸附能量的作用与增大电感的作用，出于相同的原因和条件。

    磁棒由无数个微小的磁畴组成。这是关于磁畴的一张图片，来自于网上：


    磁畴就是微形磁铁，平时是方向无序的。在外部磁场的作用下，磁畴能跟随外部磁场的方向而改变，磁棒在总体上会感生出新的磁力线。

    在磁棒内部，感生磁力线与外加磁场方向一致，棒内磁力线会变得密集。感生磁力线在磁棒外部折返，方向外加磁场相反，这使棒周围的磁力线因此变得稀疏。里面变密，外面变疏，磁棒相当于把外部的磁力线吸到棒内。

    线圈产生的磁力线也是从线圈里面穿过去，从线圈外折返回来。

    磁棒放在线圈内，也跟随线圈的磁场方向会感生出新的磁力线。

    如果线圈内侧紧贴磁棒，磁棒感生磁力线全部从线圈外折返。这样，穿过线圈内部的磁力线（磁通量）将最大限度地增加，线圈的电感值也将到最大限度地增加。相反，如果在大环线圈中间放入磁棒，磁棒的感生磁力线一来一回都线圈内进行，实际上并不增加磁通量，因此不会增加线圈电感值，只是改变了磁力线的分布。

    如果线圈内侧紧贴磁棒，磁棒能把线圈外的磁力线吸到线圈内，相当于线圈向外扩张了，提高了接收能力。如果磁棒放在大环线圈的中间，磁棒只能改变磁力线的分布，无助于提高接收力。

    由此我们可以看到磁棒紧贴线圈内侧的意义。线圈内插入磁棒如果能增加电感量，意味着也能提高线圈吸收信号的能力。

    由此看到多根磁棒束聚的低效能原因。磁棒团中起最主要作用的只是磁棒团的表层。

    过多磁棒紧束在一起是种极端情况。同样的理由，过于密集的磁棒是低效能的。



三、实验部分

1、 单根磁棒，常规收音机中波线圈，在排水管傍收本地强台音量：勉强。

作为后面的参照，这个磁棒的接收力为1棒。


2、5cm直径空心线圈。在排水管傍强台音量：勉强。相当于1棒接收力。
3、PVC管内加入磁棒，音量大幅提升。在排水管傍强台音量：可以。相当于2棒接收力。



4、外径5cm管，外加3根磁棒，棒心距离5.5cm。排水管傍音量：基本满意。墙角、柱边音量：可以。

再加一根磁棒，要重新调台，音量略增一点。再加磁棒基本无效果，也不用调台。
接收力4棒。磁棒、空气效用比3：1


5、外径5cm管，外加6磁棒，音量同上例3磁棒。接收力4棒。

磁棒过于密集，不合理。


6、外径12cm管，外加6磁棒。排水管傍强台音量：满意；墙角、柱边音量：基本满意；室内多处能收到声音。

接收力约8棒；
磁棒、空气效用比2：1；
折合22cm直径空气环。


7、6磁棒单排并绕，棒心距10cm。排水管傍音量：满意；墙角柱边音量：可以

接收力约8棒；空气部分不可忽略；全部磁棒可同时靠近信号源，实际音量大于上例圆布6棒；缺点是用线量很大，是一般绕法的3倍。


8、6磁棒单排分绕，棒心距10cm。接收力6棒。用线量少于一般绕法。

按平方关系估算每棒匝数：如果单棒用60匝，那么可变为4棒各30匝，或9棒各20匝，或16棒各15匝，或25棒各12匝。拉开匝与匝间距，可以减小电感，增加匝数，有利于吸收能量。


9、无定形方案，不便移动，挂在墙角基本不占空间，专门接收墙角柱子钢筋的信号，可作床头机。

这是最懒的方法。用薄框架固定扁形磁棒，应该比这样好。


10、双排并绕。单排并绕的磁棒效能很好，但线材的效能太低。稍增加一点宽度，做成双排，接收能力就能倍增。
因为材料不足，试验未做。


11、20cm圆管外加9磁棒，实现30cm空气环的接收力，磁棒、空气效用比为5：4，仍然是不错的方案。因材料不足，试验未做。


12、磁环套水管

这个环套在排水管上，只得有3棒的接收力。因未能解决磁棒接缝问题，试验未成功。


    因时间限制，以上实验均采用最简单的四件头：线圈、可变电容，二极管，2200欧*2耳机，未经优化，线圈未用抽头，电感量在110--160uH之间。性能上仍有大幅度的可提升空间！

    以上实验资料仅供参考，并请注意众多不稳定、不确定因素：
    1、人耳判断，并受不稳定的噪音干扰
    2、收听时段、天气的差异
    3、磁棒的差异（长度，磁导率）
    4、线材、绕法、电感的差异
    5、其它

    信号强度参考：绕在纸盒上的50cm * 50cm的方框线圈，在排水管傍收本地强台音量非常满意，墙角音量满意或基本满意，室内很多位置能收到声音。


四、一些观点
    对于一般的方环、圆环，多角环，随着环的加大，加入磁棒的收益比会越来越小。例如1米*1米的方环，在周边加入几十条磁棒，才能达到1.1米*1.1米的效果。不过线总要绕在骨架上，用磁棒作骨架是一个不错的主意。特别是方环的拐角点，空气环认不是不好的点，却特别适合加入磁棒。

    空气环越圆越好，用最少的线绕最强的环。这种观念不适于磁棒大环。磁棒在角上、边上的效率是最好的。所以我们借助磁棒缩小大环时，不一定要同时缩小宽和高，可以优先考虑缩小宽度，把大环压缩为长条状。

    前面理论分析中提到大环中间的磁棒可以改变磁力线的分布。这也是可利用的。在环中介质损耗较大的点附近加入磁棒，可以把磁力线吸过来，给它一条高速公路。框架选材因此有更多的余地。例如在纸皮盒上加磁棒绕大环，就不用过分担心损耗了。

    外观一样的磁棒可能指标很不一样。使用前，可用空心线圈测试对比，把效果好的安排在最有利的位置上，例如平排磁棒边的两端、方框的拐角。


    往线圈里加入磁棒，如果频率偏移，需要重新调台，则代表接收力有所提高。如果不变，则代表没提高。


五、推荐一款设计
    这是为矿石机入门及青少年制作而设计的机形。有一些理论，制作容易，材料廉价，体积合适，磁棒效能高。在有准备的前提下，可以在一两节课的时间内完成。唯一要求是有足够的电台信号。


    外观设计带点不羁：一边多一边少的磁棒，45度角摆放的可变电容，斜拉的电线。


    接收力方面也不错，比上面试验的都强。排水管傍音量满意，能收两个台；墙角位置音量基本满意；室内多处都能收到声音。照片中机子是平放的。收听时是竖着，重点把四根磁棒放到信号强位的位置。


六、其它论文
《论磁场的非物质性》，2004年首发于相对论论坛，被置顶了很长一段时间，直到改版为止。现在依然能在网上找到它的踪影。

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[ 本帖最后由 龙虾 于 2009-10-10 21:10 编辑 ]

拸黑云雾

练家子！必定很辛苦了。

Tieg3023

创意不错的，期待继续。

轻风

支持实验来检验理论~~！

qbw4607

此文章很好，试验方案考虑周到，但是感性的东西多一些，最好用数据说话就可以写一篇不错的论文了。

崂山

学习学习，楼主的文章吸引我，我把存放的20多个根磁棒也都翻腾出来了。

zhang660728

好贴!

ym78321

好帖!
我也曾试过多根磁棒查到空心线圈,感觉多根效果不明显.

拸黑云雾

一万根磁棒若是管用、军机早就采纳了。

蚂蚁

lz文章精彩,探索实践可嘉，应该授精。

sun410910961

矿机不是磁棒放的越多越好，3根左右就行的，放多电感量也跟着加大，而可变不变，还能收来台吗？再增加磁棒的同时增大可变，会多收来台而且声音大，我这是实践不是理论。不能将磁棒一放就行的，要试验着一根一根的放，要看放进线圈里多长正好，

L.D.XIONG

再增加磁棒的同时减小可变。

sun410910961

梁老师你好，我说反了，你说的对，不能只增加磁棒而可变电容不动。

龙虾

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