Когда говорят о силе магнита, часто подразумевают разные характеристики. Одни имеют в виду усилие удержания, другие — магнитное поле, а третьи — энергетические свойства материала. Из-за этого термин «сила магнита» нередко вызывает путаницу.

В этой статье мы подробно разберем, как измеряется сила магнита, какие параметры используются производителями и на что следует обращать внимание при выборе неодимового магнита.

Максимальный энергетический продукт (Maximum Energy Product)

Главным показателем мощности постоянного магнита считается максимальный энергетический продукт, который измеряется в мегагаусс-эрстедах (MGOe).

Этот параметр показывает, сколько магнитной энергии способен накопить материал. Чем выше значение MGOe, тем более сильное магнитное поле способен создать магнит при одинаковых размерах.

Максимальный энергетический продукт (BHmax) рассчитывается как произведение двух характеристик:

• остаточной магнитной индукции (Br);
• коэрцитивной силы (Hc).

Именно этот показатель лежит в основе маркировки неодимовых магнитов (N35, N42, N52 и т.д.).

Остаточная магнитная индукция (Remanence)

Остаточная магнитная индукция (Br) измеряется в гауссах (Gauss) или теслах (Tesla).

Она показывает количество магнитного поля, которое остается в материале после прекращения воздействия внешнего магнитного поля, использованного для намагничивания.

Чем выше значение остаточной индукции, тем более мощное магнитное поле способен создавать магнит.

Коэрцитивная сила (Coercivity)

Коэрцитивная сила (Hc) — это величина, показывающая устойчивость магнита к размагничиванию.

Она измеряется в эрстедах (Oe) и определяет, какое внешнее магнитное воздействие потребуется, чтобы полностью убрать намагниченность материала.

Чем выше коэрцитивная сила:

• тем лучше магнит сохраняет свои свойства;
• тем выше его устойчивость к воздействию внешних магнитных полей;
• тем меньше вероятность размагничивания при эксплуатации.

Как измеряются BHmax, Br и Hc

Все три характеристики измеряются с помощью специального лабораторного оборудования, которое строит кривую магнитного гистерезиса (гистерезисную петлю второго квадранта).

Именно такие испытания позволяют определить реальные магнитные свойства материала.

Плотность магнитного потока (Open Circuit Flux Density)

Еще одной распространенной характеристикой является плотность магнитного потока.

Она измеряется:

• в гауссах (Gauss);
• либо в теслах (Tesla).

1 Тесла = 10 000 Гаусс

Этот показатель отражает плотность магнитного поля, создаваемого магнитом.

Магнитное поле можно представить как множество магнитных линий, проходящих через магнит. Чем плотнее расположены эти линии, тем сильнее магнитное поле.

Открытый магнитный контур

Когда магнит находится внутри измерительного оборудования, он работает в так называемом замкнутом магнитном контуре.

После извлечения магнита цепь размыкается, и значение магнитной индукции мгновенно снижается.

Эта величина называется плотностью магнитного потока в открытом контуре (Open Circuit Flux Density).

Ее значение зависит от:

• площади полюсов;
• длины магнита;
• формы изделия.

Как правило:

• длинные магниты с небольшими полюсами имеют более высокую плотность магнитного поля;
• широкие и короткие магниты демонстрируют более низкие значения.

Как измеряют плотность магнитного поля

Для измерения используют:

• гауссметр (Gauss Meter);
• датчик Холла (Hall Probe).

У большинства неодимовых магнитов значение открытой плотности магнитного потока редко превышает 6000 Гаусс.

Однако после установки магнита в магнитную систему или при контакте со сталью магнитный поток значительно возрастает и может приблизиться к значению остаточной магнитной индукции (Br).

Сила сцепления (Pull Strength)

Для большинства покупателей именно сила сцепления является самым понятным показателем мощности магнита.

Она показывает максимальный вес, который способен удержать магнит при идеальных условиях.

Измеряется сила сцепления в килограммах (кг).

Испытание проводится следующим образом:

• магнит устанавливается на толстую гладкую стальную пластину;
• обеспечивается полный контакт поверхностей;
• затем измеряется усилие, необходимое для отрыва магнита.

На результат влияют:

• марка стали;
• качество поверхности;
• направление приложения силы;
• площадь контакта.

Поэтому в реальных условиях удерживающая способность может отличаться от паспортного значения.

Кривая зависимости силы от расстояния (Pull Gap Curve)

Еще один важный параметр — кривая зависимости силы сцепления от воздушного зазора.

Она показывает, как быстро уменьшается удерживающая сила при увеличении расстояния между магнитом и металлической поверхностью.

Даже небольшой воздушный зазор способен значительно снизить силу притяжения.

Такие испытания выполняются на специальных стендах, постепенно увеличивающих расстояние между магнитом и стальной пластиной.

Какие характеристики самые важные при выборе магнита

При выборе постоянного магнита рекомендуется обращать внимание прежде всего на три параметра:

• максимальный энергетический продукт (BHmax);
• плотность магнитного потока (Surface Gauss);
• силу сцепления (Pull Strength).

Именно эти характеристики позволяют объективно сравнить различные магниты между собой.

Какие магниты считаются самыми сильными

Самыми мощными серийными постоянными магнитами сегодня являются неодимовые магниты (NdFeB).

Они выпускаются в различных марках:

• N35;
• N38;
• N40;
• N42;
• N45;
• N48;
• N50;
• N52;
• N54;
• N55.

Цифра после буквы N напрямую связана с максимальным энергетическим продуктом магнита.

Например, магнит N55 примерно на 50% мощнее, чем магнит N35 аналогичного размера, что позволяет получать значительно более высокую силу притяжения при одинаковых габаритах.

Заключение

Понятие «сила магнита» включает сразу несколько характеристик, каждая из которых отражает различные свойства материала и его работу в реальных условиях.

Если вы выбираете неодимовый магнит, стоит учитывать не только заявленную силу сцепления, но и такие параметры, как максимальный энергетический продукт (BHmax), остаточная магнитная индукция (Br), коэрцитивная сила (Hc) и плотность магнитного потока. Комплексная оценка этих характеристик поможет подобрать магнит, который лучше всего подойдет для ваших задач.