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<!DOCTYPE html>

<title>Halbach-Array</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Halbach-Array</span></h1>

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</div>

<p>Ein <b>Halbach-Array</b> ist eine spezielle Konfiguration von <a href="Permanentmagnet" class="mw-redirect" title="Permanentmagnet">Permanentmagneten</a>. Sie ermöglicht, dass sich der <a href="Magnetischer_Fluss" title="Magnetischer Fluss">magnetische Fluss</a> an ihrer einen Seite fast aufhebt, auf der anderen Seite jedoch verstärkt.

</p><p>Benannt ist eine solche Anordnung nach <a href="Klaus_Halbach" title="Klaus Halbach">Klaus Halbach</a>, damals Wissenschaftler am <a href="Lawrence_Berkeley_National_Laboratory" title="Lawrence Berkeley National Laboratory">Lawrence Berkeley National Laboratory</a>. Halbach stellte 1980 als erster ein Bauteil (einen 16-teiligen <a href="Quadrupol" title="Quadrupol">Quadrupol</a>) dieser Art vor.<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Viele Fachautoren schreiben jedoch die Erstveröffentlichung John C. Mallinson zu, der diesen Effekt bereits 1973 unter der Bezeichnung „<span lang="en">one-sided flux</span>“ (dt. „einseitiger Fluss“) beschrieb.<sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Das Grundprinzip wurde bereits 1970 von James M. Winey des <a href="Lautsprecher" title="Lautsprecher">Lautsprecher</a>-Herstellers Magnepan erfunden, für den idealen Fall einer kontinuierlich drehenden Magnetisierungsorientierung. Dazu wurde ein <a href="M%C3%A4ander_(Ornamentik)" title="Mäander (Ornamentik)">mäanderförmiger</a> <a href="Elektrischer_Leiter" class="mw-redirect" title="Elektrischer Leiter">Leiter</a> auf eine <a href="Bariumferrit" title="Bariumferrit">Bariumferrit</a>-Folie gelegt und diese mit einer hohen <a href="Stromst%C3%A4rke" class="mw-redirect" title="Stromstärke">Stromstärke</a> <a href="Magnetisierung" title="Magnetisierung">magnetisiert</a>.<sup id="cite_ref-DE2164083_3-0" class="reference"><a href="#cite_note-DE2164083-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Aufbau">Aufbau</h2></div>

<p>Ein Halbach-Array setzt sich aus Segmenten von Permanentmagneten zusammen, deren Magnetisierungsrichtung gegeneinander jeweils um 90° in Richtung der Längsachse des Arrays gekippt ist. Dadurch rücken die <a href="Feldlinie" title="Feldlinie">Feldlinien</a> auf der Seite, in deren Richtung der Direktor des Feldes gekippt wird, enger zusammen, was eine Erhöhung der <a href="Magnetische_Flussdichte" title="Magnetische Flussdichte">magnetischen Flussdichte</a> bewirkt. Auf der gegenüberliegenden Seite liegen die Feldlinien weniger eng als im ungestörten Magneten, daher wird das Feld schon in geringem Abstand abgeschwächt bzw. verschwindet völlig, da sich Nord- und Südpole jeweils abwechseln.

</p><p>Grundsätzlich können die Magnetisierungsrichtungen benachbarter Segmente auch einen Winkel kleiner als 90° einschließen, wodurch die Montage aufwändiger, die Feldkonzentration jedoch noch verbessert wird.

</p><p>Der <a href="Idealisierung_(Physik)" title="Idealisierung (Physik)">Idealfall</a> perfekt einseitiger Feldkonzentration ist durch <a href="Kontinuum_(Physik)" title="Kontinuum (Physik)">kontinuierliche</a> Änderung der Magnetisierungsrichtung gegeben,<sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> die nicht mehr durch Zusammenfügen einzelner Permanentmagnete, sondern durch einseitige <a href="Anisotrop" class="mw-redirect" title="Anisotrop">anisotrope</a> <a href="Magnetisierung" title="Magnetisierung">Magnetisierung</a> eines flächigen Magnetmaterials realisiert wird.<sup id="cite_ref-DE2164083_3-1" class="reference"><a href="#cite_note-DE2164083-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Anwendung">Anwendung</h2></div>

<p>Die Eigenschaft, dass sich der magnetische Fluss auf einer Seite des Halbach-Arrays fast aufhebt, ist in verschiedenen Anwendungen interessant, z. B. bei bestimmten <a href="Magnetschwebebahn" title="Magnetschwebebahn">Magnetschwebebahnen</a> (<a href="Inductrack" title="Inductrack">Inductrack</a>). Haftmagnete (Dekomagnete am Kühlschrank, Magnetwand) werden häufig als Halbach-Array gefertigt, da so eine deutlich geringere Menge an magnetischem Material die gleiche Haltekraft erzielt.

</p><p>Beim Bau von <a href="Generator" class="mw-redirect" title="Generator">Generatoren</a> und <a href="Elektromotor" title="Elektromotor">Elektromotoren</a> sind ringförmige Halbach-Arrays interessant. Die von Halbach zuerst untersuchten ringförmigen Quadrupole werden in <a href="Teilchenbeschleuniger" title="Teilchenbeschleuniger">Teilchenbeschleunigern</a> verwendet. Eine relativ neue Anwendung ist die Verwendung ringförmiger Dipole für <a href="Kernspinresonanzspektroskopie" title="Kernspinresonanzspektroskopie">NMR</a>-Experimente.<sup id="cite_ref-5" class="reference"><a href="#cite_note-5"><span class="cite-bracket">[</span>5<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Im <a href="Miniatur_Wunderland" title="Miniatur Wunderland">Miniatur Wunderland</a> in Hamburg werden Halbach-Arrays auf der Rennstrecke in Monaco eingesetzt.<sup id="cite_ref-6" class="reference"><a href="#cite_note-6"><span class="cite-bracket">[</span>6<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>

/* start https://de.wikipedia.org/ */

.mw-parser-output .webarchiv-memento a{color:inherit}

/* end https://de.wikipedia.org/ */

</style><a rel="nofollow" class="external text" href="https://web.archive.org/web/20080920082210/http://www.llnl.gov/str/Post.html">Artikel über einen Inductrack-Zug mit Halbach-Array.</a> (<span class="webarchiv-memento"><a href="Webarchivierung#Begrifflichkeiten" title="Webarchivierung">Memento</a></span> vom 20. September 2008 im <i><a href="Internet_Archive" title="Internet Archive">Internet Archive</a></i>) Lawrence Livermore National Laboratory</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>

<ul><li>Z. Q. Zhu, D. Howe: <cite style="font-style:italic">Halbach permanent magnet machines and applications: a review</cite>. In: <cite style="font-style:italic">IEE Proceedings – Electric Power Applications</cite>. <span style="white-space:nowrap">Band<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>148</span>, 2001, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>299–308</span>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1049/ip-epa%3A20010479">10.1049/ip-epa:20010479</a></span>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Halbach-Array&rft.atitle=Halbach+permanent+magnet+machines+and+applications%3A+a+review&rft.au=Z.+Q.+Zhu%2C+D.+Howe&rft.btitle=IEE+Proceedings+-+Electric+Power+Applications&rft.date=2001&rft.doi=10.1049%2Fip-epa%3A20010479&rft.genre=book&rft.pages=299-308&rft.volume=148" style="display:none"> </span></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text">K. Halbach: <cite style="font-style:italic">Design of permanent multipole magnets with oriented rare earth cobalt material</cite>. In: <cite style="font-style:italic">Nuclear Instruments and Methods</cite>. <span style="white-space:nowrap">Band<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>169</span>, <span style="white-space:nowrap">Nr.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>1</span>, 1980, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>1–10</span>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1016/0029-554X%2880%2990094-4">10.1016/0029-554X(80)90094-4</a></span> (<a rel="nofollow" class="external text" href="http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.461.5756&rep=rep1&type=pdf">citeseerx.ist.psu.edu</a> [PDF]).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Halbach-Array&rft.atitle=Design+of+permanent+multipole+magnets+with+oriented+rare+earth+cobalt+material&rft.au=K.+Halbach&rft.date=1980&rft.doi=10.1016%2F0029-554X%2880%2990094-4&rft.genre=journal&rft.issue=1&rft.jtitle=Nuclear+Instruments+and+Methods&rft.pages=1-10&rft.volume=169" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text">J. Mallinson: <cite style="font-style:italic">One-sided fluxes – A magnetic curiosity?</cite> In: <cite style="font-style:italic">IEEE Transactions on Magnetics</cite>. <span style="white-space:nowrap">Band<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>9</span>, <span style="white-space:nowrap">Nr.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>4</span>, 1973, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>678–682</span>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1109/TMAG.1973.1067714">10.1109/TMAG.1973.1067714</a></span> (<a rel="nofollow" class="external text" href="http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.330.4962&rep=rep1&type=pdf">citeseerx.ist.psu.edu</a> [PDF]).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Halbach-Array&rft.atitle=One-sided+fluxes+-+A+magnetic+curiosity%3F&rft.au=J.+Mallinson&rft.date=1973&rft.doi=10.1109%2FTMAG.1973.1067714&rft.genre=journal&rft.issue=4&rft.jtitle=IEEE+Transactions+on+Magnetics&rft.pages=678-682&rft.volume=9" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-DE2164083-3"><span class="mw-cite-backlink">↑ <sup><a href="#cite_ref-DE2164083_3-0">a</a></sup> <sup><a href="#cite_ref-DE2164083_3-1">b</a></sup></span> <span class="reference-text"><span class="cite">Patent <a rel="nofollow" class="external text" href="https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?locale=de_EP&CC=DE&NR=2164083B2&FT=D&KC=B2">DE2164083B2</a>: <i>Elektrisch dynamischer Wandler, insbesondere Lautsprecher.</i> Angemeldet am <span style="white-space:nowrap;">23. Dezember 1971</span>, veröffentlicht am <span style="white-space:nowrap;">11. August 1977</span>, Anmelder: Magnepan Inc, Erfinder: James Melton Winey.</span><span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Apatent&rft_id=DE2164083B2&rft.applcc=DE&rft.title=Elektrisch+dynamischer+Wandler%2C+insbesondere+Lautsprecher&rft.inventor=James+Melton+Winey&rft.assignee=Magnepan+Inc&rft.appldate=1971-12-23&rft.pubdate=1977-08-11">‌</span></span>

</li>

<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.femm.info/wiki/RadialMagnetization"><i>D. Meeker: Dokumentation FEMM Magnetfeldsimulation, Abb. 4.</i></a> In: <i>femm.info.</i><span class="Abrufdatum" style="display:none"> Abgerufen im 1. Januar 1</span> (englisch).</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AHalbach-Array&rft.title=D.+Meeker%3A+Dokumentation+FEMM+Magnetfeldsimulation%2C+Abb.+4&rft.description=D.+Meeker%3A+Dokumentation+FEMM+Magnetfeldsimulation%2C+Abb.+4&rft.identifier=&rft.date=&rft.language=en"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-5"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-5">↑</a></span> <span class="reference-text">H. Raich, P. Blümler: <cite style="font-style:italic">Design and construction of a dipolar Halbach array with a homogeneous field from identical bar magnets: NMR Mandhalas</cite>. In: <cite style="font-style:italic">Concepts in Magnetic Resonance Part B: Magnetic Resonance Engineering</cite>. 23B, <span style="white-space:nowrap">Nr.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>1</span>, Oktober 2004, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>16–25</span>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1002/cmr.b.20018">10.1002/cmr.b.20018</a></span>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Halbach-Array&rft.atitle=Design+and+construction+of+a+dipolar+Halbach+array+with+a+homogeneous+field+from+identical+bar+magnets%3A+NMR+Mandhalas&rft.au=H.+Raich%2C+P.+Bl%C3%BCmler&rft.date=2004-10&rft.doi=10.1002%2Fcmr.b.20018&rft.genre=journal&rft.issue=1&rft.jtitle=Concepts+in+Magnetic+Resonance+Part+B%3A+Magnetic+Resonance+Engineering&rft.pages=16-25&rft.volume=23B" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-6"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-6">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite">Michael Richter: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.elektronikpraxis.de/im-massstab-187-die-formel-1-in-hamburg-a-a1b672ec19a1e032c38e9f25907a8d2e/"><i>Im Maßstab 1:87 – Die Formel 1 in Hamburg.</i></a> 17. September 2024,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 17. September 2024</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AHalbach-Array&rft.title=Im+Ma%C3%9Fstab+1%3A87+%E2%80%93+Die+Formel+1+in+Hamburg&rft.description=Im+Ma%C3%9Fstab+1%3A87+%E2%80%93+Die+Formel+1+in+Hamburg&rft.identifier=https%3A%2F%2Fwww.elektronikpraxis.de%2Fim-massstab-187-die-formel-1-in-hamburg-a-a1b672ec19a1e032c38e9f25907a8d2e%2F&rft.creator=Michael+Richter&rft.date=2024-09-17&rft.language=de"> </span></span>

</li>

</ol></div><div><div class="zim-footer">

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