Da li magneti sa istim performansama i zapreminom imaju istu usisnu silu?
Da li magneti sa istim performansama i zapreminom imaju istu usisnu silu? Na internetu se kaže da je usisna sila NdFeB magneta 640 puta veća od sopstvene težine. Je li ovo vjerodostojno?
Zapravo, ovo pitanje se može razlikovati, odnosno koji su faktori povezani sa privlačenjem magneta. Prije svega, mora biti jasno da magneti imaju samo adsorpcionu silu za feromagnetne materijale. Postoje samo tri vrste feromagnetnih materijala na sobnoj temperaturi, odnosno željezo, kobalt, nikl i njihove legure, i nemaju adsorpcionu silu za neferomagnetne materijale.
Neke formule za izračunavanje usisavanja mogu se naći na internetu:
F=k*B²*S/2
F=0.577*S*B²
Da li su ove formule tačne? Odgovor je netačan, ali trend nije problem. Magnituda usisavanja magneta povezana je sa jačinom magnetnog polja i adsorpcionom površinom.Što je jačina magnetnog polja veća, veća je površina adsorpcije i veće usisavanje.
Zatim je sljedeće pitanje da li magneti iste zapremine, koji su ravni, cilindrični i izduženi, imaju istu usisnu silu? Ako ne, koja ima najviše usisavanja?
Prije svega, sigurno je da usisna snaga nije ista. Koja je vrsta usisavanja najveća trebamo povezati s definicijom maksimalnog proizvoda magnetske energije. Kada je radna tačka magneta blizu maksimalnog proizvoda magnetske energije, magnet ima maksimalnu radnu energiju. Adsorpciona sila magneta je takođe manifestacija rada, pa je i odgovarajuća sila usisavanja najveća. Ovdje treba napomenuti da privučeni objekt mora biti dovoljno velik da u potpunosti pokrije veličinu magnetskog pola, tako da se materijal, veličina, oblik i drugi faktori privučenog objekta mogu zanemariti.
Kako proceniti da li je radna tačka magneta u tački maksimalnog akumulacije magnetne energije. Kada je magnet u stanju direktne adsorpcije sa apsorbovanim materijalom, njegova adsorpciona sila zavisi od veličine magnetnog polja vazdušnog raspora i površine adsorpcije. Uzimajući za primjer cilindrični magnet, kada je H/D≈0.6, njegov centar Pc≈1, koji je na proizvodu maksimalnog magnetskog energenta. Maksimalna snaga usisavanja je blizu radne tačke. Ovo je također u skladu sa zakonom da su magneti obično dizajnirani da budu relativno ravni kao adsorbenti. Uzimajući za primjer magnet N35 D10*6, kroz FEA simulaciju, može se izračunati da je usisna sila željezne ploče oko 27N, skoro dostižući maksimalnu vrijednost magneta iste zapremine, koja je 780 puta veća od vlastite težina.
Kvadratni magnet je sličan kružnom magnetu. Kada se direktno adsorbuje sa apsorbovanim materijalom, centar Pc≈1, odnosno nalazi se blizu radne tačke maksimalnog proizvoda magnetske energije, a usisna sila će dostići maksimalnu vrednost magneta sa istom zapreminom, npr. kao 10*10*6,5 ili 15* 10*8.
Naravno, gore navedeno je samo adsorpciono stanje jednog pola magneta. Ako je u pitanju višepolna magnetizacija, usisna sila će biti potpuno drugačija.
Zašto se usisna sila toliko mijenja nakon što se magnet iste zapremine pretvori u višepolnu magnetizaciju? Razlog je taj što adsorpciono područje S ostaje nepromijenjeno, a vrijednost gustine magnetskog fluksa B koja prolazi kroz privučeni objekt se mnogo povećava. To se može vidjeti iz sljedećeg dijagrama linija magnetne sile, Za višepolne magnetizirane magnete, gustoća linija magnetnog polja koje prolaze kroz željezne limove značajno se povećava. Ipak, uzmite za primjer magnet N35 D10*6, napravljen je od bipolarne magnetizacije, a usisna sila FEA simulacijske adsorpcione željezne ploče je oko 1100 puta veća od njene težine.
Nakon što se magnet pretvori u višepolnu magnetizaciju, svaki pol je ekvivalentan vitkijem magnetu, a njegova Pc vrijednost se promijenila, tako da se više ne može izračunati prema vrijednosti Pc ukupne veličine, pa je njegova optimalna veličina nije više H/D≈ 0.6, već ravniji magnet, specifična veličina je povezana sa metodom višepolne magnetizacije i brojem polova.