【摘要】：

四极电磁铁理想的纯垂直和斜四极场极面形状满足双曲线方程，即xy = a?/2或x? - y? = a2? a由束包络尺寸决定，一般a为1.为束包半宽度的5～2倍，但必须综合考虑真空管尺寸和真空室壁厚，确定合理尺寸。

四极电磁铁的理想纯垂直和倾斜四极场磁极面形状分别满足双曲线方程电磁铁原理图电磁铁原理图，即 xy = a?/2 或 x? - y? = a2?

a 由光束包络的大小决定。一般取a为1.束包线半宽的5～2倍，但必须综合考虑真空管尺寸和真空室壁厚确定合理尺寸。

四极电磁铁的好场区的大小取决于极面的形状和宽度。理想的极面应该是双曲圆柱，但极宽不能无限大。断线应满足一定条件，通常取极值宽度Pw = (l .4 -2 . 0）a.

永益科技四极电磁铁案例

四极电磁头

为了便于加工定位，在确定磁极宽度的基础上，设计磁极面的形状，保证磁场质量，使四极电磁铁的四极磁场梯度在一定范围内呈线性面积，并减少了非线性极点分量以满足设计要求。

当带电粒子通过四极磁场时，磁场的作用是积分效应。通常，由于末端效应的影响，积分场低于二维磁场。就目前的分析来看，整体效果使得积分场比较平坦。

为了加工方便，最常用的小四极磁铁极面是圆柱面的一部分作为极面形状。

四极电磁铁的电匝数设计步骤如下：

1 励磁安匝计算：根据安培环路定理，可以计算出四极磁铁一极所需的安匝。

2 选择线材 线材可以水冷或自然冷却。大型四极励磁线圈一般采用水冷方式，线径自行设计。通常小型四极磁铁采用自然冷却方式，电线规格按电工手册中规定的标准选择。

3 选定的电流密度

4 计算线圈尺寸和每极匝数

5 计算线圈电阻 不同材料的电阻率不同。

6 计算电压和功率