Hvor stor trækkraft har en magnet? Nogle mennesker tror, NdFeB-magneter kan trække genstande med 600 gange deres egen vægt. Er dette præcis? Findes der en beregningsformel for magnetsugning? Lad os i dag tale om magneternes "trækkraft".
Ved anvendelse af magneter er magnetisk flux eller magnetisk fluxtæthed et meget vigtigt indeks for at måle ydeevnen (især i motorer). Men i nogle anvendelsesområder, såsom magnetisk adskillelse og magnetisk fiskeri, er magnetisk flux ikke et effektivt mål for adskillelse eller sugeeffekt, og magnetisk trækkraft er et mere effektivt indeks.
Magnetens trækkraft refererer til vægten af ferromagnetisk materiale, der kan tiltrækkes af magneten. Den påvirkes i fællesskab af magnetens ydeevne, form, størrelse og tiltrækningsafstand. Der er ingen matematisk formel til at beregne tiltrækningen af en magnet, men vi kan måle den magnetiske tiltrækningsværdi gennem den magnetiske tiltrækningsmåleanordning (mål generelt magnetspændingen og omregn den til vægt), som vist i følgende figur. Magnetens trækkraft vil gradvist aftage med forøgelsen af afstanden til attraktionsobjektet.
Søger du efter magnetisk kraftberegning på Google, vil mange hjemmesider skrive "erfaringsmæssigt er den magnetiske kraft af NdFeB magnet omkring 600 gange dens egen vægt (640 gange også skrevet)". Om denne oplevelse er rigtig eller ej, vil vi vide gennem eksperimenter.
Sintrede NdFeB n42-magneter med forskellige former og størrelser blev udvalgt i eksperimentet. Overfladebelægningen var NiCuNi, som blev magnetiseret gennem højderetningen. Den maksimale trækkraft (N-pol) af hver magnet blev målt og konverteret til tiltrækningsvægten. Måleresultaterne er som følger:
Det er ikke svært at finde ud af måleresultaterne:
- Forholdet mellem vægten, som magneter af forskellige former og størrelser kan tiltrække til deres egen vægt, varierer meget. Nogle er mindre end 200 gange, nogle er mere end 500 gange, og nogle kan nå mere end 3000 gange. Derfor er de 600 gange skrevet på internettet ikke helt korrekte
- For en cylinder- eller skivemagnet med samme diameter, jo højere højden er, jo større vægt kan den tiltrække, og den magnetiske kraft er grundlæggende proportional med højden
- For en cylinder- eller skivemagnet af samme højde (blå celle), jo større diameter, jo større vægt kan den tiltrække, og den magnetiske kraft er grundlæggende proportional med diameteren
- Diameteren og højden på en cylinder- eller skivemagnet (gul celle) med samme volumen og vægt er forskellige, og vægten, der kan tiltrækkes, varierer meget. Generelt gælder det, at jo længere magnetens orienteringsretning er, desto større sugeevne
- For magneter med samme volumen er den magnetiske kraft ikke nødvendigvis ens. I henhold til forskellige former kan den magnetiske kraft variere meget. Omvendt kan magneter, der tiltrækker den samme vægt af ferromagnetiske materialer, have forskellige former, volumener og vægte
- Ligegyldigt hvilken slags former, spiller længden af orienteringsretningen den største rolle i bestemmelsen af den magnetiske kraft.
Ovenstående er trækkrafttesten for magneter af samme kvalitet. Hvad med trækkraften for differensmagneter af forskellig kvalitet? Vi tester og sammenligner senere.
Indlægstid: 11. maj 2022