Kas sama jõudluse ja mahuga magnetidel on sama imemisjõud?
Kas sama jõudluse ja mahuga magnetidel on sama imemisjõud? Internetis räägitakse, et NdFeB magneti imemisjõud on 640 korda suurem kui tema enda kaal. Kas see on usaldusväärne?
Tegelikult saab sellest küsimusest lahku minna, see tähendab, millised tegurid on seotud magneti külgetõmbejõuga. Esiteks peab olema selge, et magnetidel on ainult ferromagnetiliste materjalide adsorptsioonijõud. Toatemperatuuril on ainult kolme tüüpi ferromagnetilisi materjale, see tähendab raud, koobalt, nikkel ja nende sulamid, ning neil puudub mitteferromagnetiliste materjalide adsorptsioonijõud.
Internetist leiate mõned valemid imemise arvutamiseks:
F=k*B²*S/2
F=0.577*S*B²
Kas need valemid on täpsed? Vastus on ebatäpne, kuid trend pole probleem. Magneti imemise suurus on seotud magnetvälja tugevuse ja adsorptsioonialaga.Mida suurem on magnetvälja tugevus, seda suurem on adsorptsiooniala ja seda suurem on imemine.
Siis järgmine küsimus on, kas sama ruumalaga magnetitel, mis on lamedad, silindrilised ja piklikud, on sama imemisjõud? Kui ei, siis millisel on kõige suurem imemine?
Esiteks on kindel, et imemisvõimsus pole sama. Millist imemist on suurim, peame seostama maksimaalse magnetilise energiaprodukti määratlusega. Kui magneti tööpunkt on maksimaalse magnetilise energiaprodukti lähedal, on magnetil maksimaalne tööenergia. Ka magneti adsorptsioonijõud on töö ilming, seega on ka vastav imemisjõud kõige suurem. Siinkohal tuleb märkida, et ligitõmbav objekt peab olema piisavalt suur, et katta täielikult magnetpooluse suurust, nii et tõmmatava objekti materjali, suurust, kuju ja muid tegureid saab ignoreerida.
Kuidas hinnata, kas magneti tööpunkt on maksimaalse magnetilise energia akumulatsiooni punktis. Kui magnet on neeldunud materjaliga otseses adsorptsioonis, sõltub selle adsorptsioonijõud õhupilu magnetvälja suurusest ja adsorptsioonialast. Võttes näiteks silindrilise magneti, kui H/D≈0.6, siis selle keskpunkt Pc≈1, mis on maksimaalse magnetilise energiaprodukti juures Maksimaalne imemisvõimsus on tööpunkti lähedal. See on kooskõlas ka seadusega, et magnetid on tavaliselt adsorbentidena konstrueeritud suhteliselt tasaseks. Võttes näiteks magneti N35 D10*6, saab FEA simulatsiooni abil välja arvutada, et raudplaadi imemisjõud on umbes 27N, saavutades peaaegu sama mahuga magneti maksimumväärtuse, mis on 780 korda suurem. kaal.
Ruudukujuline magnet on sarnane ringikujulise magnetiga. Kui see adsorbeeritakse otse neeldunud materjaliga, on keskpunkt Pc≈1, see tähendab, et see on maksimaalse magnetilise energiaprodukti tööpunkti lähedal ja imemisjõud saavutab sama ruumalaga magneti maksimaalse väärtuse, näiteks 10*10*6,5 või 15* 10*8.
Loomulikult on ülaltoodu ainult magneti ühepooluse adsorptsiooni olek. Kui see on mitmepooluseline magnetiseerimine, on imemisjõud täiesti erinev.
Miks imemisjõud nii palju muutub pärast seda, kui sama mahuga magnetist tehakse mitmepooluseline magnetiseerimine? Põhjus on selles, et adsorptsiooniala S jääb muutumatuks ja külgetõmbeobjekti läbiva magnetvoo tiheduse B väärtus suureneb palju. Seda on näha järgmiselt magnetjõu joondiagrammilt, Mitme poolusega magnetiseeritud magnetite puhul suureneb oluliselt raudlehti läbivate magnetvälja jõujoonte tihedus. Võtke ikka näiteks N35 D10*6 magnet, see on valmistatud bipolaarsest magnetiseerimisest ja FEA simulatsiooni adsorptsiooniraudplaadi imemisjõud on umbes 1100 korda suurem kui tema enda kaal.
Pärast seda, kui magnet on muudetud mitmepooluseliseks magnetiseerimiseks, võrdub iga poolus sihvakama magnetiga ja selle Pc väärtus on muutunud, nii et seda ei saa enam arvutada üldise suuruse Pc väärtuse järgi, seega on selle optimaalne suurus mitte enam H/D≈ 0.6, vaid lamedam magnet, konkreetne suurus on seotud mitmepooluselise magnetiseerimismeetodi ja pooluste arvuga.