Магниты повсеместно используются в быту и промышленности: от небольших сувениров до мощных магнитных систем. Сила магнита определяет его возможности и применение: например, сможет ли он удерживать определенный вес или создавать достаточно сильное поле для выполнения технической задачи.
Сила определяется не только размерами, но и материалом, из которого изготовлен магнит, а также условиями использования. На первый взгляд всё просто: чем он больше, тем сильнее. Однако на практике всё сложнее.
В чем измеряется сила магнита
Сила может измеряться в различных единицах в зависимости от того, что именно мы оцениваем:
- Напряженность поля (H) измеряется в амперах на метр (А/м). Этот параметр описывает, насколько сильно поле воздействует на электрически заряженные частицы или другие магниты, находящиеся в этом поле.
- Магнитная индукция (B) измеряется в теслах (Тл) или гауссах (Гс). 1 тесла = 10 000 гаусс. Этот параметр указывает на плотность магнитного потока, то есть количество силовых линий, проходящих через определенную площадь. Это один из основных показателей силы магнита.
- Сила сцепления или сила на отрыв измеряется в килограммах (кг) или ньютонах (Н). Она показывает, какой вес магнит способен удерживать, прежде чем начнется его отрыв от поверхности. Именно этот параметр чаще всего используется для оценки силы в бытовых условиях или промышленности.
Инструменты для измерений
Гауссметр используется для измерения магнитной индукции (B) и является основным инструментом для анализа силы поля.
Динамометр применяется для измерения силы сцепления или силы на отрыв, чтобы определить, какой вес может выдержать магнит.
Каждый из этих показателей помогает оценить силу в зависимости от задачи. Например, для электромагнитов важнее индукция, а для удержания металлических деталей важнее сила сцепления.
Сила магнитов на отрыв
Сила на отрыв — это величина, которая определяет, какое усилие требуется для отделения магнита от металлической поверхности. Она является одним из ключевых параметров при выборе для практических целей, например, в производстве, строительстве или бытовом применении.
Факторы, влияющие на силу сцепления
1. Материал
Неодимовые магниты (NdFeB) обладают наибольшей силой сцепления по сравнению с ферритовыми или альнико. Это связано с высокой магнитной индукцией неодимового сплава. Сила зависит также и от качества материала. Например, более высокий класс, вроде N52, обеспечивает большую силу.
Материал удерживаемого предмета тоже играет роль: самое сильное взаимодействие с ферромагнитными материалами, такими как железо или сталь.
2. Поверхность контакта
Чем более гладкая и ровная металлическая поверхность, тем выше сила сцепления. Если поверхность покрыта пылью, краской, жиром или имеет неровности, сила сцепления заметно снижается.
3. Размер и форма
Размер: чем больше магнит - тем больше сила. Форма: плоские магниты имеют большую площадь контакта, поэтому сильнее удерживают объекты по сравнению с вытянутыми.
4. Поле
Чем больше значение магнитной индукции на поверхности магнита (B), тем больше сцепление. Кроме того, сила сцепления напрямую зависит от расстояния до металлической поверхности. Даже небольшой зазор значительно уменьшает удерживающую силу.
5. Температура
Высокие температуры ослабляют магнитные свойства, особенно у неодимовых. Поэтому при нагревании свыше 80–100 °C их сила сцепления может значительно снизиться, и даже сойти на нет. Альнико, наоборот, менее подвержены температурным воздействиям.
6. Толщина и качество металлической поверхности
Если металл, с которым контактирует магнит, слишком тонкий, то поле "проходит насквозь", уменьшая удерживающую силу. Толстые металлические поверхности лучше удерживают магнит, так как способны “воспринимать больше магнитного потока”.
Как измеряют силу на отрыв?
Для этого используется динамометр. Магнит прикладывают к металлической пластине, а затем с помощью прибора тянут его вертикально вверх, пока он не оторвется. Значение силы, необходимой для отрыва, фиксируется в ньютонах (Н) или килограммах (кг).
Как сравнить силу магнитов?
Вот несколько ключевых методов и критериев, которые помогают оценить и сравнить магниты между собой.
1. Сравнение по магнитной индукции (B)
Индукция (B) указывает на плотность магнитного потока и измеряется в теслах (Тл) или гауссах (Gs). Чем выше значение B, тем мощнее поле.
Для сравнения: неодимовые часто имеют значение B около 1,2–1,4 Тл. Ферритовые магниты значительно слабее, с индукцией 0,2–0,4 Тл.
Используя гауссметр, можно измерить индукцию магнита на его поверхности и сравнить с другими образцами.
2. Сравнение по силе сцепления (на отрыв)
Для измерения используют динамометр, который фиксирует усилие, необходимое для отрыва магнита от металлической поверхности. Результаты указывают в килограммах или ньютонах. Например, магнит с силой сцепления 10 кг может удерживать объект весом до 10 кг на идеально ровной и чистой металлической поверхности.
3. Сравнение по классу
Неодимовые имеют классы от N35 до N52. Чем выше класс (например, N52), тем мощнее магнит. Ферритовые и альнико имеют свои классы, но в целом они уступают по мощности неодимовым.
Простой пример сравнения
Предположим, есть два магнита. Первый имеет индукцию 0,3 Тл и силу сцепления 5 кг. Второй — индукцию 1,2 Тл и силу сцепления 10 кг. Очевидно, второй гораздо мощнее и способен удерживать больший вес. Однако его стоимость будет выше, и он может быть более чувствительным к перегреву.
Самое главное
Определение и сравнение силы необходимо для правильного выбора подходящего магнита для конкретных задач.
Единицы измерения силы: Магнитная индукция (B) - измеряется в теслах (Тл) или гауссах (Gs); сила сцепления - измеряется в килограммах (кг) или ньютонах (Н).
Факторы, влияющие на силу: Материал, размер, форма и класс; качество и толщина поверхности контакта, температура окружающей среды и наличие зазора между магнитом и поверхностью.
Методы измерения и сравнения: гауссметр для измерения магнитной индукции; динамометр для измерения силы сцепления на отрыв.
Выбор зависит от задачи: для крепления тяжёлых объектов подходят магниты с высокой силой сцепления; в условиях высоких температур лучше использовать альнико или ферритовые; если нужен минимальный размер, наилучший выбор — неодимовые высокого класса.
Приглашаем Вас ознакомиться с ассортиментом магнитов на нашем сайте MAGTRADE, или обратиться с вопросами к нашим консультантам, они помогут вам с выбором.
Вы можете приобрести нашу продукцию на сайте, на маркетплейсах, или в нашем магазине в Москве по адресу: Каширское шоссе 13Б, Бизнес-Центр "ИТКОЛ-РЕГИКОН".
Выбирая наш продукт, вы выбираете качество.
С наилучшими пожеланиями,
MAGTRADE.