Οι μαγνήτες με την ίδια απόδοση και όγκο έχουν την ίδια δύναμη αναρρόφησης;
Οι μαγνήτες με την ίδια απόδοση και όγκο έχουν την ίδια δύναμη αναρρόφησης; Λέγεται στο Διαδίκτυο ότι η δύναμη αναρρόφησης ενός μαγνήτη NdFeB είναι 640 φορές το βάρος του. Είναι αυτό αξιόπιστο;
Στην πραγματικότητα, αυτό το ερώτημα μπορεί να αποκλίνει, δηλαδή ποιοι παράγοντες σχετίζονται με την έλξη του μαγνήτη. Πρώτα απ 'όλα, πρέπει να είναι σαφές ότι οι μαγνήτες έχουν δύναμη προσρόφησης μόνο για σιδηρομαγνητικά υλικά. Υπάρχουν μόνο τρία είδη σιδηρομαγνητικών υλικών σε θερμοκρασία δωματίου, δηλαδή ο σίδηρος, το κοβάλτιο, το νικέλιο και τα κράματά τους, και δεν έχουν δύναμη προσρόφησης για μη σιδηρομαγνητικά υλικά.
Μερικοί τύποι για τον υπολογισμό της αναρρόφησης μπορούν να βρεθούν στο Διαδίκτυο:
F=k*B²*S/2
F=0.577*S*B²
Είναι αυτοί οι τύποι ακριβείς; Η απάντηση είναι ανακριβής, αλλά η τάση δεν είναι πρόβλημα. Το μέγεθος της αναρρόφησης του μαγνήτη σχετίζεται με την ένταση του μαγνητικού πεδίου και την περιοχή προσρόφησης.Όσο μεγαλύτερη είναι η ένταση του μαγνητικού πεδίου, τόσο μεγαλύτερη είναι η περιοχή προσρόφησης και τόσο μεγαλύτερη είναι η αναρρόφηση.
Τότε το επόμενο ερώτημα είναι, οι μαγνήτες του ίδιου όγκου, που είναι επίπεδοι, κυλινδρικοί και επιμήκεις, έχουν την ίδια δύναμη αναρρόφησης; Αν όχι, ποια έχει την περισσότερη αναρρόφηση;
Πρώτα από όλα, είναι σίγουρο ότι η ισχύς αναρρόφησης δεν είναι η ίδια. Ποιο είδος αναρρόφησης είναι το μεγαλύτερο πρέπει να συσχετίσουμε με τον ορισμό του προϊόντος μέγιστης μαγνητικής ενέργειας. Όταν το σημείο εργασίας του μαγνήτη είναι κοντά στο προϊόν μέγιστης μαγνητικής ενέργειας, ο μαγνήτης έχει τη μέγιστη ενέργεια εργασίας. Η δύναμη προσρόφησης του μαγνήτη είναι επίσης μια εκδήλωση εργασίας, επομένως η αντίστοιχη δύναμη αναρρόφησης είναι επίσης η μεγαλύτερη. Θα πρέπει να σημειωθεί εδώ ότι το αντικείμενο που έλκεται πρέπει να είναι αρκετά μεγάλο ώστε να καλύπτει πλήρως το μέγεθος του μαγνητικού πόλου, έτσι ώστε να αγνοούνται το υλικό, το μέγεθος, το σχήμα και άλλοι παράγοντες του αντικειμένου που έλκεται.
Πώς να κρίνουμε εάν το σημείο εργασίας του μαγνήτη βρίσκεται στο σημείο της μέγιστης συσσώρευσης μαγνητικής ενέργειας. Όταν ο μαγνήτης βρίσκεται σε κατάσταση άμεσης προσρόφησης με το απορροφούμενο υλικό, η δύναμη προσρόφησής του εξαρτάται από το μέγεθος του μαγνητικού πεδίου του διακένου αέρα και την περιοχή προσρόφησης. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα έναν κυλινδρικό μαγνήτη, όταν H/D≈0.6, το κέντρο του Pc≈1, το οποίο βρίσκεται στο προϊόν μέγιστης μαγνητικής ενέργειας Η μέγιστη ισχύς αναρρόφησης είναι κοντά στο σημείο λειτουργίας. Αυτό είναι επίσης σύμφωνο με το νόμο ότι οι μαγνήτες σχεδιάζονται συνήθως για να είναι σχετικά επίπεδοι ως προσροφητές. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα τον μαγνήτη N35 D10*6, μέσω της προσομοίωσης FEA, μπορεί να υπολογιστεί ότι η δύναμη αναρρόφησης της πλάκας σιδήρου είναι περίπου 27N, σχεδόν φτάνοντας τη μέγιστη τιμή ενός μαγνήτη με τον ίδιο όγκο, που είναι 780 φορές μεγαλύτερη από τη δική του βάρος.
Ο τετράγωνος μαγνήτης είναι παρόμοιος με τον κυκλικό μαγνήτη. Όταν προσροφάται απευθείας με το απορροφούμενο υλικό, το κέντρο Pc≈1, δηλαδή είναι κοντά στο σημείο εργασίας του προϊόντος μέγιστης μαγνητικής ενέργειας και η δύναμη αναρρόφησης θα φτάσει τη μέγιστη τιμή του μαγνήτη με τον ίδιο όγκο, όπως π.χ. ως 10*10*6,5 ή 15* 10*8.
Φυσικά, το παραπάνω είναι μόνο η κατάσταση προσρόφησης του μονοπόλου του μαγνήτη. Εάν πρόκειται για πολυπολική μαγνήτιση, η δύναμη αναρρόφησης θα είναι εντελώς διαφορετική.
Γιατί η δύναμη αναρρόφησης αλλάζει τόσο πολύ αφού ο μαγνήτης του ίδιου όγκου μετατραπεί σε πολυπολική μαγνήτιση; Ο λόγος είναι ότι η περιοχή προσρόφησης S παραμένει αμετάβλητη και η τιμή της πυκνότητας μαγνητικής ροής Β που διέρχεται από το αντικείμενο που έλκεται αυξάνεται πολύ. Μπορεί να φανεί από το ακόλουθο διάγραμμα γραμμής μαγνητικής δύναμης, Για πολυπολικούς μαγνητισμένους μαγνήτες, η πυκνότητα των γραμμών μαγνητικού πεδίου που διέρχονται από φύλλα σιδήρου αυξάνεται σημαντικά. Πάρτε ακόμα ως παράδειγμα τον μαγνήτη N35 D10*6, είναι κατασκευασμένος από διπολική μαγνήτιση και η δύναμη αναρρόφησης της πλάκας προσρόφησης σιδήρου προσομοίωσης FEA είναι περίπου 1100 φορές από το βάρος της.
Αφού ο μαγνήτης γίνει πολυπολικός μαγνήτης, κάθε πόλος ισοδυναμεί με έναν πιο λεπτό μαγνήτη και η τιμή του Pc έχει αλλάξει, επομένως δεν μπορεί πλέον να υπολογιστεί σύμφωνα με την τιμή Pc του συνολικού μεγέθους, επομένως το βέλτιστο μέγεθός του είναι όχι πλέον H/D≈ 0.6, αλλά πιο επίπεδος μαγνήτης, το συγκεκριμένο μέγεθος σχετίζεται με τη μέθοδο πολυπολικής μαγνήτισης και τον αριθμό των πόλων.