Har magneter med samma prestanda och volym samma sugkraft?
Har magneter med samma prestanda och volym samma sugkraft? Det sägs på Internet att sugkraften för en NdFeB-magnet är 640 gånger dess egen vikt. Är detta trovärdigt?
Faktum är att denna fråga kan divergeras, det vill säga vilka faktorer som är relaterade till magnetens attraktion. Först och främst måste det stå klart att magneter endast har adsorptionskraft för ferromagnetiska material. Det finns bara tre typer av ferromagnetiska material vid rumstemperatur, det vill säga järn, kobolt, nickel och deras legeringar, och de har ingen adsorptionskraft för icke-ferromagnetiska material.
Några formler för att beräkna sug kan hittas på Internet:
F=k*B²*S/2
F=0.577*S*B²
Är dessa formler korrekta? Svaret är felaktigt, men trenden är inga problem. Magnituden på magnetens sug är relaterad till magnetfältets styrka och adsorptionsområdet.Ju större magnetfältstyrkan är, desto större adsorptionsarea och desto större sugkraft.
Sedan är nästa fråga, har magneterna med samma volym, som är platta, cylindriska och långsträckta, samma sugkraft? Om inte, vilket har mest sug?
För det första är det säkert att sugkraften inte är densamma. Vilken typ av sug som är störst behöver vi relatera till definitionen av den maximala magnetiska energiprodukten. När magnetens arbetspunkt är nära den maximala magnetiska energiprodukten, har magneten den maximala arbetsenergin. Magnetens adsorptionskraft är också en manifestation av arbete, så motsvarande sugkraft är också den största. Det bör noteras här att det attraherade objektet måste vara tillräckligt stort för att helt täcka storleken på den magnetiska polen, så att materialet, storleken, formen och andra faktorer hos det attraherade objektet kan ignoreras.
Hur man bedömer om magnetens arbetspunkt är vid punkten för maximal magnetisk energiackumulering. När magneten är i ett tillstånd av direkt adsorption med det absorberade materialet, beror dess adsorptionskraft på storleken på luftgapets magnetfält och adsorptionsområdet. Med en cylindrisk magnet som ett exempel, när H/D≈0.6, dess mittpunkt Pc≈1, som är vid maximal magnetisk energiprodukt. Den maximala sugeffekten är nära arbetspunkten. Detta är också i linje med lagen att magneter vanligtvis är utformade för att vara relativt platta som adsorbenter. Med N35 D10*6-magneten som ett exempel, genom FEA-simulering, kan det beräknas att sugkraften för järnplattan är cirka 27N, och når nästan maxvärdet för en magnet med samma volym, vilket är 780 gånger dess egen vikt.
Den fyrkantiga magneten liknar den cirkulära magneten. När det är direkt adsorberat med det absorberade materialet, är mitten Pc≈1, det vill säga det är nära arbetspunkten för den maximala magnetiska energiprodukten, och sugkraften kommer att nå magnetens maximala värde med samma volym, såsom som 10*10*6,5 eller 15* 10*8.
Naturligtvis är ovanstående endast adsorptionstillståndet för magnetens enda pol. Om det är flerpolig magnetisering blir sugkraften en helt annan.
Varför förändras sugkraften så mycket efter att magneten med samma volym har gjorts till flerpolig magnetisering? Anledningen är att adsorptionsområdet S förblir oförändrat, och värdet på den magnetiska flödestätheten B som passerar genom det attraherade föremålet ökar mycket. Det kan ses från följande magnetiska kraftlinjediagram: För flerpoliga magnetiserade magneter ökar densiteten av magnetfältlinjer som passerar genom järnplåtar avsevärt. Ta fortfarande N35 D10*6-magneten som ett exempel, den är gjord av bipolär magnetisering och sugkraften hos FEA-simuleringsadsorptionsjärnplattan är cirka 1100 gånger sin egen vikt.
Efter att magneten har gjorts till flerpolig magnetisering är varje pol likvärdig med en smalare magnet, och dess Pc-värde har ändrats, så det kan inte längre beräknas enligt Pc-värdet för den totala storleken, så dess optimala storlek är inte längre H/D≈ 0.6, utan en plattare magnet, den specifika storleken är relaterad till den flerpoliga magnetiseringsmetoden och antalet poler.