성능과 부피가 같은 자석은 흡입력도 같나요?
성능과 부피가 같은 자석은 흡입력도 같나요? 인터넷에서는 NdFeB 자석의 흡입력이 자기 무게의 640배에 달한다고 합니다. 이게 믿을만한가요?
실제로 이 질문은 다양할 수 있습니다. 즉, 자석의 인력과 관련된 요소는 무엇입니까? 우선, 자석은 강자성 물질에 대해서만 흡착력을 갖는다는 점을 분명히 해야 합니다. 상온에서 강자성 물질은 철, 코발트, 니켈 및 그 합금의 세 가지 종류만 있으며 비강자성 물질에는 흡착력이 없습니다.
흡입력을 계산하는 일부 공식은 인터넷에서 찾을 수 있습니다.
F=k*B²*S/2
F=0.577*S*B²
이 공식은 정확합니까? 대답은 정확하지 않지만 추세에는 문제가 없습니다. 자석의 흡입력 크기는 자기장의 세기와 흡착 면적과 관련이 있습니다.자기장의 세기가 클수록 흡착 면적이 커지고 흡입력도 커집니다.
그렇다면 다음 질문은 같은 부피의 편평하고 원통형이며 길쭉한 자석은 동일한 흡입력을 갖는가 하는 것입니다. 그렇지 않다면 어느 것이 가장 흡입력이 좋습니까?
우선 흡입력이 같지 않다는 것은 확실하다. 최대 자기 에너지 곱의 정의와 관련하여 어떤 종류의 흡입이 가장 큰지 살펴보겠습니다. 자석의 작동점이 최대 자기 에너지 곱에 가까울 때 자석은 최대 작동 에너지를 갖습니다. 자석의 흡착력도 일의 표현이므로 해당 흡입력도 가장 큽니다. 여기에서 유인된 물체는 자극의 크기를 완전히 덮을 만큼 충분히 커야 유인된 물체의 재질, 크기, 모양 및 기타 요소를 무시할 수 있다는 점에 유의해야 합니다.
자석의 작동점이 최대 자기 에너지 축적 지점에 있는지 판단하는 방법. 자석이 흡수된 물질과 직접 흡착하는 상태에 있을 때, 흡착력은 공극 자기장의 크기와 흡착 면적에 따라 달라집니다. 원통형 자석을 예로 들면, H/D≒0.6일 때 중심 Pc≒1이며, 이는 최대 자기 에너지 곱에 있습니다. 최대 흡입력은 동작점 근처에 있습니다. 이는 자석이 일반적으로 흡착제로서 비교적 편평하게 설계된다는 법칙과도 일치합니다. N35 D10*6 자석을 예로 들면, FEA 시뮬레이션을 통해 철판의 흡입력은 약 27N으로 계산할 수 있으며, 이는 같은 부피의 자석의 최대값인 780배에 거의 도달합니다. 무게.
정사각형 자석은 원형 자석과 유사합니다. 흡수된 물질과 직접 흡착되면 중심 Pc ≒1, 즉 최대 자기 에너지 곱의 작동점 근처에 있고 흡입력은 동일한 부피에서 자석의 최대값에 도달합니다. 10*10*6.5 또는 15*10*8.
물론 위의 내용은 자석의 단극의 흡착상태일 뿐이다. 다극 자화라면 흡입력이 완전히 달라집니다.
같은 부피의 자석을 다극자화한 후 흡입력이 이렇게 많이 변하는 이유는 무엇입니까? 그 이유는 흡착면적(S)은 변하지 않고, 흡착된 물체를 통과하는 자속밀도(B)의 값이 많이 증가하기 때문이다. 다음 자력선 다이어그램에서 볼 수 있습니다. 다극 자화 자석의 경우 철판을 통과하는 자력선의 밀도가 크게 증가합니다. N35 D10*6 자석을 예로 들면 양극 자화로 만들어졌으며 FEA 시뮬레이션 흡착 철판의 흡입력은 자체 중량의 약 1100배입니다.
자석을 다극 자화로 만든 후 각 극은 더 얇은 자석과 동일하며 Pc 값이 변경되었으므로 더 이상 전체 크기의 Pc 값에 따라 계산할 수 없으므로 최적의 크기는 다음과 같습니다. 더 이상 H/D≒ 0.6이 아니지만 더 평평한 자석인 경우 특정 크기는 다극 자화 방법 및 극 수와 관련이 있습니다.