电磁铁与永磁体​

电磁铁和永磁体都已广泛用于许多应用中。条形磁铁等永磁体已应用于硬盘驱动器、车辆和磁钩。线圈等电磁铁最常用于变压器和各种医疗设备。在某些应用中，电磁铁和永磁体已一起使用。电磁铁和永磁体之间的主要区别是什么？我们如何为我们的应用选择合适的？

永磁体由强磁性硬质材料制成，在不受外界刺激的情况下可以保持其磁性。由于钕铁硼等材料的强磁性，永磁体是一种完美的选择，可以产生一致的强大力量来吸引近距离的其他物体。当两个磁铁粘在一起时，两个 8cm 钕铁硼立方体磁铁之间的力可以轻松达到 5K 牛顿。在许多应用中，例如磁钩，永磁体可以提供长时间的抓取力，而无需任何额外的能量输入。

另一方面，永磁体的缺点也是由它的材料特性造成的。由于这些磁铁保持其磁性，因此当它们的相对位置固定时，它们永远无法关闭或控制力。这使得它们难以应用于需要变化力的应用。永磁体的力对于长距离变得无效，因为力随着距离立方而衰减。人们可能会注意到，当距离从 0cm 增加到 10cm 时，两个 8cm NdFeB 磁铁之间的力从 5k 迅速下降到 100 牛顿。最后，永久磁场只能在一定温度以下产生，因此它们不适合热器件应用。

电磁铁就像永磁体的反面一样。磁场是由流过螺线管的电流产生的。线圈的磁性取决于流过导线的电流。由于这一特性，电磁铁是需要快速变化磁场或精确控制磁场的应用中最常用的类型。一个例子是在 MRI 中，通常需要在空间中的特定位置创建精确的场/场梯度，通过改变不同线圈中的电流，可以轻松实现空间磁场的精确控制，而这几乎是不可能的通过使用永磁体来获得相同的结果。通过使用不同的电流输入，可以通过线圈创建复杂且实时变化的磁场排列。

电磁铁的主要缺点在于能量传输方面。虽然永磁体是预先磁化的，并且在应用过程中不需要能量输入，但电磁体需要一个恒流源。与永磁体相比，这种特性使得电磁体在近距离产生强磁力的效率要低得多。由于与电流源干扰和加热相关的变量不同，与永磁体相比，电磁体在设计和维护方面需要更加小心，以保持高精度的磁场输出。