Ali imajo magneti z enako zmogljivostjo in prostornino enako sesalno silo?
Ali imajo magneti z enako zmogljivostjo in prostornino enako sesalno silo? Na internetu piše, da je sesalna sila magneta NdFeB 640-krat večja od lastne teže. Je to verodostojno?
Pravzaprav se to vprašanje lahko razlikuje, to je, kateri dejavniki so povezani s privlačnostjo magneta. Najprej mora biti jasno, da imajo magneti samo adsorpcijsko silo za feromagnetne materiale. Obstajajo samo tri vrste feromagnetnih materialov pri sobni temperaturi, to so železo, kobalt, nikelj in njihove zlitine, in nimajo adsorpcijske sile za neferomagnetne materiale.
Nekaj formul za izračun sesanja najdete na internetu:
F=k*B²*S/2
F=0.577*S*B²
Ali so te formule točne? Odgovor je netočen, vendar trend ni problem. Velikost sesanja magneta je povezana z jakostjo magnetnega polja in adsorpcijskim območjem.Večja kot je magnetna poljska jakost, večja je adsorpcijska površina in večje je sesanje.
Potem je naslednje vprašanje, ali imajo magneti enake prostornine, ki so ploščati, valjasti in podolgovati, enako sesalno silo? Če ne, kateri ima največ sesanja?
Najprej je gotovo, da sesalna moč ni enaka. Katero vrsto sesanja je največje, moramo povezati z definicijo produkta največje magnetne energije. Ko je delovna točka magneta blizu produkta največje magnetne energije, ima magnet največjo delovno energijo. Adsorpcijska sila magneta je tudi manifestacija dela, zato je tudi ustrezna sesalna sila največja. Pri tem je treba opozoriti, da mora biti pritegnjeni predmet dovolj velik, da popolnoma pokrije velikost magnetnega pola, tako da je mogoče zanemariti material, velikost, obliko in druge dejavnike pritegnjenega predmeta.
Kako presoditi, ali je delovna točka magneta na točki največje akumulacije magnetne energije. Ko je magnet v stanju neposredne adsorpcije z absorbiranim materialom, je njegova adsorpcijska sila odvisna od velikosti magnetnega polja zračne reže in adsorpcijskega območja. Če za primer vzamemo cilindrični magnet, ko je H/D≈0.6, njegovo središče Pc≈1, ki je pri največjem produktu magnetne energije. Največja sesalna moč je blizu delovne točke. To je tudi v skladu z zakonom, da so magneti običajno zasnovani tako, da so relativno ravni kot adsorbenti. Če za primer vzamemo magnet N35 D10*6, lahko s simulacijo FEA izračunamo, da je sesalna sila železne plošče približno 27 N, kar skoraj doseže največjo vrednost magneta z enako prostornino, ki je 780-krat večja od njene utež.
Kvadratni magnet je podoben okroglemu magnetu. Ko se neposredno adsorbira z absorbiranim materialom, je središče Pc≈1, to je blizu delovne točke produkta največje magnetne energije, sesalna sila pa bo dosegla največjo vrednost magneta z enako prostornino, npr. kot 10*10*6,5 ali 15* 10*8.
Seveda je zgoraj navedeno samo stanje adsorpcije enega pola magneta. Če gre za večpolno magnetizacijo, bo sesalna sila popolnoma drugačna.
Zakaj se sesalna sila tako spremeni, potem ko se magnet iste prostornine spremeni v večpolno magnetizacijo? Razlog je v tem, da ostane adsorpcijsko območje S nespremenjeno, vrednost gostote magnetnega pretoka B, ki prehaja skozi pritegnjeni predmet, pa se zelo poveča. To je razvidno iz naslednjega diagrama magnetnih silnic: Pri večpolnih magnetiziranih magnetih se gostota magnetnih silnic, ki potekajo skozi železne plošče, znatno poveča. Še vedno vzemite za primer magnet N35 D10*6, izdelan je iz bipolarne magnetizacije, sesalna sila simulacijske adsorpcijske železne plošče FEA pa je približno 1100-krat večja od lastne teže.
Ko je magnet pretvorjen v večpolno magnetizacijo, je vsak pol enakovreden vitkejšemu magnetu in njegova vrednost Pc se je spremenila, zato ga ni več mogoče izračunati glede na vrednost Pc celotne velikosti, zato je njegova optimalna velikost ne več H/D≈ 0.6, ampak bolj ploščat magnet, specifična velikost je povezana z metodo večpolnega magnetiziranja in številom polov.