Uma matriz Halbach é uma matriz magnética que produz um campo magnético elevado utilizando ímãs permanentes, dispostos com um vetor de campo magnético rotativo espacialmente que tem o efeito de focar e aumentar o campo magnético de um lado, enquanto o cancela do outro. As matrizes Halbach são capazes de atingir densidades de fluxo muito altas e uniformes sem a necessidade de qualquer entrada de energia ou resfriamento, o que seria exigido por um eletroímã.
Uma matriz Halbach é um arranjo especial de ímãs permanentes que torna o campo magnético em um lado da matriz mais forte, enquanto cancela o campo para quase zero no outro lado. Isto é muito diferente do campo magnético em torno de um único ímã. Com um único ímã, você tem um campo magnético de igual intensidade em ambos os lados do ímã, conforme mostrado abaixo:
Um único ímã é mostrado à esquerda, com o pólo norte voltado para cima. A intensidade do campo, indicada pela escala de cores, é igualmente forte na parte superior e inferior do ímã. Em contraste, a matriz Halbach mostrada à direita tem um campo muito forte na parte superior e um campo bastante fraco na parte inferior. O único ímã é mostrado aqui como 5 cubos como a matriz Halbach, mas com todos os pólos norte apontando para cima. Magneticamente, é o mesmo que um único ímã longo.
O efeito foi inicialmente descoberto por John C. Mallinson em 1973, e essas estruturas de "fluxo unilateral" foram inicialmente descritas por ele como uma curiosidade (link do artigo IEEE). Na década de 1980, o físico Klaus Halbach inventou independentemente a matriz Halbach para focar feixes de partículas, elétrons e lasers.
Muitos componentes da tecnologia moderna são alimentados pela matriz Halbach. Por exemplo, os cilindros Halbach são cilindros magnetizados capazes de produzir um campo magnético intenso, mas contido. Esses cilindros são usados em dispositivos como motores sem escova, acoplamentos magnéticos e cilindros com foco de partículas de alto campo. Até mesmo simples ímãs de geladeira usam matrizes Halbach – eles são fortes de um lado, mas dificilmente grudam no lado oposto. Quando você vê um ímã com um campo magnético que aumenta de um lado e diminui do outro, você está observando o conjunto Halbach em ação.
A Honsen Magnetics fabrica Halbach Arrays de ímã permanente para aplicações industriais e técnicas há um longo período. Somos especializados no projeto técnico, engenharia e fabricação de matrizes Halbach multissegmentadas, circulares e lineares (planares) e conjuntos magnéticos do tipo Halbach, fornecendo configurações de múltiplos pólos com altas concentrações de campo e alta uniformidade.
