随手写一下。
先考虑简化的情况:
线径固定,那么特定温度下单位长度的电阻是固定的。先简化的认为每一匝线圈的长度都相等,定义单匝电阻为R,匝数为N,输入电压为V,磁路磁导率为μ,那么磁通密度的公式为
B是固定的,那么磁力也是固定的。
而实际的情况是,随着匝数的增加,单匝线圈的长度会增加,单匝线圈的电阻表达式Rs随N的变化大概是下面这种型式:
那么磁通密度的型式变成这种:
可见随着N的增大,磁通密度B是下降的,那么磁力最大的情况出现在匝数较少、线圈单匝长度没有上升的时候。
不过如果考虑这个电磁铁的功耗的话,随匝数上升也是下降的。如何平衡功耗和磁力,是一个工程问题。