Vai magnētiem ar tādu pašu veiktspēju un tilpumu ir vienāds sūkšanas spēks?
Vai magnētiem ar tādu pašu veiktspēju un tilpumu ir vienāds sūkšanas spēks? Internetā ir teikts, ka NdFeB magnēta sūkšanas spēks ir 640 reizes lielāks par tā paša svaru. Vai tas ir ticami?
Faktiski no šī jautājuma var atšķirties, tas ir, kādi faktori ir saistīti ar magnēta pievilcību. Pirmkārt, ir jābūt skaidram, ka magnētiem ir tikai feromagnētisko materiālu adsorbcijas spēks. Istabas temperatūrā ir tikai trīs veidu feromagnētiskie materiāli, tas ir, dzelzs, kobalts, niķelis un to sakausējumi, un tiem nav adsorbcijas spēka neferomagnētiskiem materiāliem.
Dažas sūkšanas aprēķināšanas formulas var atrast internetā:
F=k*B²*S/2
F=0.577*S*B²
Vai šīs formulas ir precīzas? Atbilde ir neprecīza, taču tendence nav problēma. Magnēta sūkšanas lielums ir saistīts ar magnētiskā lauka stiprumu un adsorbcijas laukumu.Jo lielāks ir magnētiskā lauka stiprums, jo lielāks ir adsorbcijas laukums un lielāka sūkšana.
Tad nākamais jautājums ir, vai tāda paša tilpuma magnētiem, kas ir plakani, cilindriski un iegareni, ir vienāds sūkšanas spēks? Ja nē, kuram ir visvairāk sūkšanas?
Pirmkārt, ir skaidrs, ka sūkšanas jauda nav vienāda. Kurš sūkšanas veids ir vislielākais, kas mums ir jāsaista ar maksimālā magnētiskās enerģijas produkta definīciju. Kad magnēta darba punkts ir tuvu maksimālajam magnētiskās enerģijas produktam, magnētam ir maksimālā darba enerģija. Arī magnēta adsorbcijas spēks ir darba izpausme, tāpēc arī atbilstošais sūkšanas spēks ir lielākais. Šeit jāatzīmē, ka piesaistītajam objektam ir jābūt pietiekami lielam, lai pilnībā nosegtu magnētiskā pola izmēru, lai varētu ignorēt piesaistītā objekta materiālu, izmēru, formu un citus faktorus.
Kā spriest, vai magnēta darba punkts atrodas maksimālās magnētiskās enerģijas uzkrāšanās punktā. Kad magnēts atrodas tiešās adsorbcijas stāvoklī ar absorbēto materiālu, tā adsorbcijas spēks ir atkarīgs no gaisa spraugas magnētiskā lauka lieluma un adsorbcijas laukuma. Par piemēru ņemot cilindrisku magnētu, kad H/D≈0.6, tā centrs Pc≈1, kas atrodas pie maksimālā magnētiskās enerģijas produkta Maksimālā sūkšanas jauda ir tuvu darbības punktam. Tas atbilst arī likumam, ka magnēti parasti ir veidoti tā, lai tie būtu relatīvi plakani kā adsorbenti. Ņemot par piemēru N35 D10*6 magnētu, izmantojot FEA simulāciju, var aprēķināt, ka dzelzs plāksnes sūkšanas spēks ir aptuveni 27N, gandrīz sasniedzot magnēta maksimālo vērtību ar tādu pašu tilpumu, kas ir 780 reizes lielāks par magnētu. svars.
Kvadrātveida magnēts ir līdzīgs apļveida magnētam. Kad tas ir tieši adsorbēts ar absorbēto materiālu, centrs Pc≈1, tas ir, tas atrodas tuvu maksimālā magnētiskās enerģijas produkta darba punktam, un sūkšanas spēks sasniegs magnēta maksimālo vērtību ar tādu pašu tilpumu, piemēram, kā 10*10*6,5 vai 15* 10*8.
Protams, iepriekš minētais ir tikai magnēta viena pola adsorbcijas stāvoklis. Ja tā ir vairāku polu magnetizācija, sūkšanas spēks būs pilnīgi atšķirīgs.
Kāpēc sūkšanas spēks tik ļoti mainās pēc tam, kad tāda paša tilpuma magnēts tiek pārveidots par daudzpolu magnetizāciju? Iemesls ir tāds, ka adsorbcijas laukums S paliek nemainīgs, un magnētiskās plūsmas blīvuma B vērtība, kas iet caur piesaistīto objektu, ievērojami palielinās. To var redzēt no šādas magnētiskā spēka līniju diagrammas: Daudzpolu magnetizētiem magnētiem magnētiskā lauka līniju blīvums, kas iet cauri dzelzs loksnēm, ievērojami palielinās. Kā piemēru joprojām ņemiet N35 D10 * 6 magnētu, tas ir izgatavots no bipolārās magnetizācijas, un FEA simulācijas adsorbcijas dzelzs plāksnes sūkšanas spēks ir aptuveni 1100 reizes lielāks par tā svaru.
Pēc tam, kad magnēts ir pārveidots par vairāku polu magnetizāciju, katrs pols ir līdzvērtīgs slaidākam magnētam, un tā Pc vērtība ir mainījusies, tāpēc to vairs nevar aprēķināt pēc kopējā izmēra Pc vērtības, tāpēc tā optimālais izmērs ir vairs nav H/D≈ 0.6, bet plakanāks magnēts, konkrētais izmērs ir saistīts ar daudzpolu magnetizācijas metodi un polu skaitu.