Jak dużą siłę przyciągającą ma magnes? Niektórzy uważają, że magnesy NdFeB mogą przyciągać przedmioty o masie 600 razy większej niż ich własna. Czy to jest dokładnie? Czy istnieje wzór obliczeniowy na ssanie magnesu? Dzisiaj porozmawiajmy o „siłze ciągnącej” magnesów.
W zastosowaniu magnesów strumień magnetyczny lub gęstość strumienia magnetycznego jest bardzo ważnym wskaźnikiem do pomiaru wydajności (szczególnie w silnikach). Jednakże w niektórych obszarach zastosowań, takich jak separacja magnetyczna i łowienie metodą magnetyczną, strumień magnetyczny nie jest skuteczną miarą separacji lub efektu ssania, a bardziej efektywnym wskaźnikiem jest siła przyciągania magnetycznego.
Siła przyciągania magnesu odnosi się do ciężaru materiału ferromagnetycznego, który może zostać przyciągnięty przez magnes. Łącznie wpływa na to wydajność, kształt, rozmiar i odległość przyciągania magnesu. Nie ma wzoru matematycznego umożliwiającego obliczenie przyciągania magnesu, ale możemy zmierzyć wartość przyciągania magnetycznego za pomocą urządzenia do pomiaru przyciągania magnetycznego (zazwyczaj mierzy się napięcie magnesu i przelicza je na masę), jak pokazano na poniższym rysunku. Siła przyciągania magnesu będzie stopniowo maleć wraz ze wzrostem odległości od obiektu przyciągającego.
Jeśli szukasz obliczenia siły magnetycznej w Google, wiele witryn napisze: „z doświadczenia wynika, że siła magnetyczna magnesu NdFeB jest około 600 razy większa od jego własnej masy (zapisano również 640 razy)”. Czy to doświadczenie jest słuszne, czy nie, dowiemy się poprzez eksperymenty.
W doświadczeniu wybrano spiekane magnesy NdFeB n42 o różnych kształtach i rozmiarach. Powłoką powierzchniową był NiCuNi, który został namagnesowany w kierunku wysokości. Zmierzono maksymalną siłę rozciągającą (biegun N) każdego magnesu i przeliczono ją na ciężar przyciągania. Wyniki pomiarów są następujące:
Z wyników pomiarów nie jest trudno wywnioskować:
- Stosunek ciężaru, jaki magnesy o różnych kształtach i rozmiarach mogą przyciągnąć do własnego ciężaru, jest bardzo zróżnicowany. Niektóre są mniejsze niż 200 razy, inne ponad 500 razy, a niektóre mogą osiągnąć ponad 3000 razy. Dlatego 600 razy napisane w Internecie nie jest całkowicie poprawne
- W przypadku magnesu cylindrycznego lub tarczowego o tej samej średnicy, im większa wysokość, tym większy ciężar może przyciągnąć, a siła magnetyczna jest zasadniczo proporcjonalna do wysokości
- W przypadku magnesu cylindrycznego lub tarczowego o tej samej wysokości (niebieskie ogniwo) im większa średnica, tym większy ciężar może przyciągnąć, a siła magnetyczna jest w zasadzie proporcjonalna do średnicy
- Średnica i wysokość magnesu cylindrycznego lub tarczowego (żółta komórka) o tej samej objętości i wadze są różne, a ciężar, który można przyciągnąć, jest bardzo zróżnicowany. Ogólnie rzecz biorąc, im dłuższy kierunek orientacji magnesu, tym większe ssanie
- W przypadku magnesów o tej samej objętości siła magnetyczna nie musi być równa. Według różnych kształtów siła magnetyczna może się znacznie różnić. I odwrotnie, magnesy przyciągające taki sam ciężar materiałów ferromagnetycznych mogą mieć różne kształty, objętości i wagi
- Niezależnie od rodzaju kształtów, długość kierunku orientacji odgrywa największą rolę w określaniu siły magnetycznej.
Powyższy test siły ciągnącej dla magnesów tego samego gatunku. A co z siłą ciągnącą magnesów różnicowych różnej klasy? Przetestujemy i porównamy później.
Czas publikacji: 11 maja 2022 r