Πόσο μεγάλη δύναμη έλξης έχει ένας μαγνήτης;Μερικοί άνθρωποι πιστεύουν ότι οι μαγνήτες NdFeB μπορούν να τραβήξουν αντικείμενα με 600 φορές το βάρος τους.Είναι αυτό ακριβώς;Υπάρχει τύπος υπολογισμού για την αναρρόφηση με μαγνήτη;Σήμερα, ας μιλήσουμε για τη «Δύναμη έλξης» των μαγνητών.
Στην εφαρμογή των μαγνητών, η μαγνητική ροή ή η πυκνότητα μαγνητικής ροής είναι πολύ σημαντικός δείκτης για τη μέτρηση της απόδοσης (ειδικά στους κινητήρες).Ωστόσο, σε ορισμένα πεδία εφαρμογής, όπως ο μαγνητικός διαχωρισμός και το μαγνητικό ψάρεμα, η μαγνητική ροή δεν είναι αποτελεσματικό μέτρο διαχωρισμού ή επίδρασης αναρρόφησης και η μαγνητική δύναμη έλξης είναι πιο αποτελεσματικός δείκτης.
Η δύναμη έλξης του μαγνήτη αναφέρεται στο βάρος του σιδηρομαγνητικού υλικού που μπορεί να έλκεται από τον μαγνήτη.Επηρεάζεται από κοινού από την απόδοση, το σχήμα, το μέγεθος και την απόσταση έλξης του μαγνήτη.Δεν υπάρχει μαθηματικός τύπος για τον υπολογισμό της έλξης ενός μαγνήτη, αλλά μπορούμε να μετρήσουμε την τιμή μαγνητικής έλξης μέσω της συσκευής μέτρησης μαγνητικής έλξης (γενικά μετράμε την τάση του μαγνήτη και τη μετατρέπουμε σε βάρος), όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.Η δύναμη έλξης του μαγνήτη θα μειωθεί σταδιακά με την αύξηση της απόστασης του αντικειμένου έλξης.
Εάν κάνετε αναζήτηση για υπολογισμό μαγνητικής δύναμης στο Google, πολλοί ιστότοποι θα γράφουν "σύμφωνα με την εμπειρία, η μαγνητική δύναμη του μαγνήτη NdFeB είναι περίπου 600 φορές από το βάρος του (640 φορές επίσης γραμμένο)".Αν αυτή η εμπειρία είναι σωστή ή όχι, θα το μάθουμε μέσα από πειράματα.
Στο πείραμα επιλέχθηκαν πυροσυσσωματωμένοι μαγνήτες NdFeB n42 με διαφορετικά σχήματα και μεγέθη.Η επιφανειακή επίστρωση ήταν NiCuNi, η οποία μαγνητίστηκε κατά την κατεύθυνση του ύψους.Η μέγιστη δύναμη εφελκυσμού (N πόλος) κάθε μαγνήτη μετρήθηκε και μετατράπηκε στο βάρος έλξης.Τα αποτελέσματα των μετρήσεων έχουν ως εξής:
Δεν είναι δύσκολο να βρείτε από τα αποτελέσματα των μετρήσεων:
- Η αναλογία του βάρους που μπορούν να προσελκύσουν οι μαγνήτες διαφορετικών σχημάτων και μεγεθών προς το δικό τους βάρος ποικίλλει πολύ.Μερικά είναι λιγότερα από 200 φορές, άλλα είναι πάνω από 500 φορές και άλλα μπορεί να φτάσουν και πάνω από 3000 φορές.Επομένως, οι 600 φορές που γράφτηκαν στο Διαδίκτυο δεν είναι απολύτως σωστές
- Για έναν κύλινδρο ή έναν μαγνήτη δίσκου με την ίδια διάμετρο, όσο μεγαλύτερο είναι το ύψος, τόσο μεγαλύτερο είναι το βάρος που μπορεί να προσελκύσει και η μαγνητική δύναμη είναι βασικά ανάλογη του ύψους
- Για έναν κύλινδρο ή μαγνήτη δίσκου του ίδιου ύψους (μπλε κυψέλη), όσο μεγαλύτερη είναι η διάμετρος, τόσο μεγαλύτερο είναι το βάρος που μπορεί να προσελκύσει και η μαγνητική δύναμη είναι βασικά ανάλογη της διαμέτρου
- Η διάμετρος και το ύψος ενός κυλίνδρου ή ενός μαγνήτη δίσκου (κίτρινο κελί) με τον ίδιο όγκο και βάρος είναι διαφορετικά και το βάρος που μπορεί να έλκεται ποικίλλει πολύ.Γενικά, όσο μεγαλύτερη είναι η κατεύθυνση προσανατολισμού του μαγνήτη, τόσο μεγαλύτερη είναι η αναρρόφηση
- Για μαγνήτες με τον ίδιο όγκο, η μαγνητική δύναμη δεν είναι απαραίτητα ίση.Ανάλογα με τα διαφορετικά σχήματα, η μαγνητική δύναμη μπορεί να ποικίλλει πολύ.Αντίθετα, ομοίως, οι μαγνήτες που προσελκύουν το ίδιο βάρος σιδηρομαγνητικών υλικών μπορεί να έχουν διαφορετικά σχήματα, όγκους και βάρη
- Ανεξάρτητα από το είδος των σχημάτων, το μήκος της κατεύθυνσης προσανατολισμού παίζει τον μεγαλύτερο ρόλο στον προσδιορισμό της μαγνητικής δύναμης.
Το παραπάνω είναι η δοκιμή δύναμης έλξης για μαγνήτες ίδιας ποιότητας.Τι θα λέγατε για τη δύναμη έλξης για διαφορετικούς μαγνήτες διαφορετικού βαθμού;Θα δοκιμάσουμε και θα συγκρίνουμε αργότερα.
Ώρα δημοσίευσης: 11 Μαΐου 2022