วิธีการคำนวณแรงดึงของแม่เหล็ก?

เพื่อนถามบ่อยว่าได้เท่าไหร่แม่เหล็กไปรับ? มีการกล่าวบนอินเทอร์เน็ตว่าแม่เหล็ก NdFeB สามารถดูดซับวัตถุได้ 600 เท่าของน้ำหนักตัวมันเอง ถูกต้องหรือไม่? มีสูตรคำนวณแรงดึงดูดของแม่เหล็กหรือไม่? วันนี้ฉันเข้าใจจักรพรรดิแม่เหล็กและบอกคุณเกี่ยวกับ"สถานที่ท่องเที่ยว"ของแม่เหล็ก

ในการใช้งานแม่เหล็ก ฟลักซ์แม่เหล็กหรือความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญในการวัดประสิทธิภาพ (โดยเฉพาะในมอเตอร์) แต่ในบางพื้นที่การใช้งาน เช่น การเรียงลำดับแม่เหล็ก การกอบกู้ ฯลฯ ฟลักซ์แม่เหล็กไม่ใช่การวัดที่มีประสิทธิภาพ การเรียงลำดับหรือปริมาณของผลการดูดซับแรงดึงดูดของแม่เหล็กเป็นตัวบ่งชี้ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

การดึงดูดทางแม่เหล็กหมายถึงน้ำหนักของสารที่เป็นเฟอร์โรแมกเนติกที่แม่เหล็กสามารถดูดซับได้ โดยได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่างๆ เช่น ประสิทธิภาพ รูปร่าง ขนาด และระยะการดูดซับของแม่เหล็ก ไม่มีสูตรทางคณิตศาสตร์ที่สามารถคำนวณแรงดึงดูดของแม่เหล็กบางชนิดได้ อุปกรณ์วัดแรงดึงดูดแม่เหล็กใช้สำหรับวัดค่าแรงดึงดูดแม่เหล็ก (โดยปกติคือการวัดแรงดึงของแม่เหล็ก แล้วแปลงเป็นน้ำหนัก) ดังแสดงในรูปด้านล่าง แรงดึงดูดของแม่เหล็กจะค่อยๆ ลดลงตามระยะห่างของวัตถุที่ถูกดูดซับ

หากคุณค้นหาการคำนวณแรงดึงดูดของแม่เหล็กบนอินเทอร์เน็ตเว็บไซต์จำนวนมากจะเขียน"จากประสบการณ์พบว่า แรงแม่เหล็กของแม่เหล็ก NdFeB นั้นมีน้ำหนัก 600 เท่าของตัวมันเอง (เขียนถึง 640 ครั้งด้วย)". ประสบการณ์นี้ถูกต้องหรือไม่ ลองตรวจสอบผ่านการทดลอง แค่รู้

ในการทดลอง เลือกแม่เหล็ก NdFeB N42 ที่เผาผนึกที่มีรูปร่างและขนาดต่างกัน สารเคลือบพื้นผิวเป็นแม่เหล็กนิกเกิล-ทองแดง-นิกเกิลทั้งหมด ซึ่งถูกทำให้เป็นแม่เหล็กในทิศทางความสูง วัดแรงดึงสูงสุด (ขั้ว N) ของแม่เหล็กแต่ละตัวและแปลงเป็นน้ำหนักการดูดซับ ผลลัพธ์จะเป็นดังนี้:

หาจากผลการวัดได้ไม่ยาก:

อัตราส่วนของน้ำหนักที่แม่เหล็กที่มีรูปร่างและขนาดต่างกันสามารถรับได้และน้ำหนักของแม่เหล็กเองก็แตกต่างกันอย่างมาก บางตัวน้อยกว่า 200 เท่า บางตัวมากกว่า 500 เท่า และบางตัวเข้าถึงได้มากกว่า 3000 เท่า จึงเขียนได้ 600 เท่า บนอินเทอร์เน็ตไม่ถูกต้องทั้งหมด

ทรงกระบอกหรือเค้กทรงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากัน ยิ่งสูง ยิ่งรับน้ำหนักได้มาก และแรงดูดโดยทั่วไปจะเป็นสัดส่วนกับความสูง

ทรงกระบอกหรือเค้กทรงกลม (เซลล์สีน้ำเงิน) ที่มีความสูงเท่ากัน ยิ่งเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่เท่าไหร่ น้ำหนักก็จะยิ่งดูดมากขึ้น และแรงดูดโดยทั่วไปจะเป็นสัดส่วนกับเส้นผ่านศูนย์กลาง

กระบอกสูบหรือเค้กทรงกลม (เซลล์สีเหลือง) ที่มีปริมาตรและน้ำหนักเท่ากันมีเส้นผ่านศูนย์กลางและความสูงต่างกัน และน้ำหนักที่หยิบได้จะต่างกันมาก โดยทั่วไป ยิ่งทิศทางการวางแนวแม่เหล็กนานเท่าใด แรงดูดก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

แม่เหล็กที่มีปริมาตรเท่ากันอาจไม่มีแรงดูดเท่ากัน แรงดูดอาจแตกต่างกันมากขึ้นอยู่กับรูปร่าง ตรงกันข้าม สิ่งเดียวกันก็เป็นความจริง แม่เหล็กที่ดูดซับสารที่เป็นเฟอร์โรแมกเนติกที่มีน้ำหนักเท่ากันอาจมีรูปร่าง ปริมาตร และน้ำหนักต่างกัน

โดยไม่คำนึงถึงรูปร่าง ความยาวของทิศทางการวางแนวแม่เหล็กมีผลมากที่สุดต่อการกำหนดแรงดูด

ดังนั้นความแตกต่างในการดูดระหว่างแม่เหล็กยี่ห้อต่างๆ คืออะไร เราจะทำการทดสอบเพื่อเปรียบเทียบในภายหลัง