Cách tính lực kéo của nam châm?

Bạn bè thường hỏi tôi, bao nhiêu có thểnam châmđón? Người ta nói trên Internet rằng nam châm NdFeB có thể hút các vật thể nặng gấp 600 lần trọng lượng của chúng. Nó thật sự đúng? Có công thức tính lực hút của nam châm? Hôm nay, tôi hiểu về hoàng đế từ tính và cho bạn biết về"sức hút"của nam châm.

Trong ứng dụng của nam châm, từ thông hoặc mật độ từ thông là một chỉ số quan trọng để đo hiệu suất của nó (đặc biệt là trong động cơ), nhưng trong một số lĩnh vực ứng dụng, chẳng hạn như phân loại từ tính, cứu hộ, v.v., từ thông không phải là thước đo hiệu quả phân loại hoặc Số lượng của hiệu ứng hấp phụ, lực hút từ là một chỉ số hiệu quả hơn.

Lực hút từ là trọng lượng của các chất sắt từ mà nam châm có thể hấp thụ. Nó bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như hiệu suất, hình dạng, kích thước và khoảng cách hấp phụ của nam châm. Không có công thức toán học nào có thể tính được lực hút của một nam châm nào đó. Thiết bị đo lực hút từ được sử dụng để đo giá trị lực hút từ (thường đo lực kéo của nam châm, sau đó chuyển nó thành trọng lượng), như trong hình bên dưới. Lực hút của nam châm sẽ giảm dần theo quãng đường đi của vật bị hấp phụ.

Nếu bạn tìm kiếm cách tính lực hút nam châm trên Internet, nhiều trang web sẽ viết"Theo kinh nghiệm, lực từ của bản thân nam châm NdFeB gấp 600 lần trọng lượng của chính nó (cũng được viết là 640 lần)". Kinh nghiệm này có đúng không? Hãy cùng kiểm chứng điều đó qua các thí nghiệm. Chỉ cần biết.

Trong thí nghiệm, các nam châm NdFeB N42 thiêu kết có hình dạng và kích thước khác nhau đã được chọn. Các lớp phủ bề mặt đều là nam châm niken-đồng-niken, được từ hóa theo hướng chiều cao. Lực kéo cực đại (cực N) của mỗi nam châm được đo và chuyển thành trọng lượng hấp phụ. Kết quả là như sau:

Không khó để tìm ra từ kết quả đo:

Tỷ lệ trọng lượng mà nam châm có hình dạng và kích thước khác nhau có thể nhận và trọng lượng riêng của chúng thay đổi rất nhiều, một số nhỏ hơn 200 lần, một số lớn hơn 500 lần và một số có thể lên tới hơn 3000 lần, vì vậy 600 lần được viết trên Internet là không hoàn toàn chính xác

Hình trụ hoặc bánh tròn có cùng đường kính, chiều cao càng lớn thì trọng lượng hút được càng lớn, về cơ bản lực hút tỷ lệ thuận với chiều cao.

Hình trụ hoặc bánh hình tròn (ô màu xanh) có cùng chiều cao, đường kính càng lớn thì có thể hút được trọng lượng càng lớn và lực hút về cơ bản tỷ lệ với đường kính.

Hình trụ hoặc bánh hình tròn (ô màu vàng) có cùng thể tích và trọng lượng có đường kính và chiều cao khác nhau, trọng lượng có thể bốc lên cũng khác nhau rất nhiều. Nói chung, hướng định hướng của nam châm càng dài thì lực hút càng lớn.

Các nam châm có cùng khối lượng có thể không nhất thiết phải có cùng lực hút. Tùy thuộc vào hình dạng mà lực hút có thể khác nhau rất nhiều. Ngược lại, điều này cũng đúng. Nam châm hút các chất sắt từ có cùng trọng lượng có thể có hình dạng, thể tích và trọng lượng khác nhau.

Bất kể hình dạng nào, chiều dài của hướng định hướng từ có ảnh hưởng lớn nhất đến việc xác định lực hút.

Vậy sức hút giữa các hãng nam châm khác nhau có gì khác nhau, chúng ta cùng làm test để so sánh sau nhé.