Wie wird die Stärke eines Magneten gemessen?

WIE WIRD DIE STÄRKE EINES MAGNETS GEMESSEN?

Wenn wir die "Stärke" eines Magneten betrachten, gibt es mehrere Messungen, die alle auf unterschiedliche Weise zur Stärke eines Magneten beitragen, was oft verwirrend erscheinen kann. Es hängt auch davon ab, was mit Stärke gemeint ist; Zugkraft und magnetische Feldstärke werden oft beide als Stärke zusammengefasst.

In diesem Artikel beschreiben wir jedes Attribut, das zur Leistung eines Magneten beiträgt, und beantworten die Frage, wie die Stärke eines Magneten gemessen wird.

MAXIMALES ENERGIEPRODUKT

Das maximale Energieprodukt eines Magneten wird in Mega Gauss Oersteds (MGOe) gemessen. Dies ist der Hauptindikator für die „Stärke“ eines Magneten. Im Allgemeinen gilt: Je höher der Wert des maximalen Energieprodukts ist, desto größer ist das Magnetfeld, das der Magnet in einer bestimmten Anwendung erzeugt.

Das maximale Energieprodukt, auch als BHmax bezeichnet, wird berechnet, indem die Remanenz (Br) und die Koerzitivfeldstärke (Hc) eines Magneten multipliziert werden.

REMANENZ

Die Remanenz, gemessen in Gauss, wird als der Magnetismus beschrieben, der in einem Magneten verbleibt, nachdem die externe Magnetkraft entfernt wurde, um ihn zu magnetisieren. Wenn ein Material magnetisiert wurde, hat es Remanenz, da der Magnetismus irgendwann durch ein äußeres Magnetfeld induziert wurde.

ZWINGUNG

Die Koerzitivfeldstärke eines Magneten ist die Energie, die erforderlich ist, um die Magnetisierung eines magnetisierten Objekts auf Null zu reduzieren, das zuvor bis zur Sättigung magnetisiert worden war. Im Wesentlichen misst es den Widerstand eines magnetischen Materials gegen Entmagnetisierung. Die Koerzitivfeldstärke von magnetischem Material wird in Oersteds (Oe) gemessen.

Maximales Energieprodukt, Remanenz und Koerzitivfeldstärke können alle nur mit einer Hysterese-Graph-Testmaschine gemessen werden, die eine Hysteresekurve des zweiten Quadranten zeichnet.

Hysteresis loop .

OFFENER KREISLAUF FLUSSDICHTE

Die Stärke eines Magnetfelds, gemessen in Gauss oder Tesla (10.000 Gauss = 1 Tesla), ist auch ein übliches Maß für die Stärke eines Magneten, da dies eine Darstellung der Dichte eines von einem Magneten erzeugten Magnetfelds ist, bekannt als Flussdichte .

Ein Magnetfeld kann man sich als magnetische Feldlinien vorstellen, die einen Magneten entlang seiner Magnetismusrichtung durchqueren. Die Feldstärke entspricht der Dichte der Feldlinien über eine bestimmte Fläche. Die Gesamtzahl der magnetischen Feldlinien, die ein Gebiet durchdringen, wird als magnetische Flussdichte bezeichnet.

Der Remanenzwert eines Magneten ist die Flussdichte, die der Magnet hält, während er sich in einem geschlossenen Stromkreis befindet. Wenn der Magnet aus der Hysterese-Graph-Prüfmaschine entfernt wird, befindet er sich jetzt nicht mehr in einem geschlossenen Stromkreis und wird als offener Stromkreis betrachtet. Der Magnetismus fällt sofort auf ein viel niedrigeres Niveau und dieser Wert hängt vom Verhältnis zwischen der Oberfläche und ihrer relativen magnetischen Länge ab. Magnete mit kleinen Polen und großen Längen haben viel höhere Flussdichten im offenen Kreis als Magnete mit großen Polen und relativ kleinen magnetischen Längen.

Flussdichten im offenen Stromkreis können mit einem Gauss-Meter und einer Hall-Sonde gemessen werden. Flussdichten im offenen Stromkreis für Neodym-Magnete überschreiten selten 6.000 Gauss, aber da Neodym-Magnete eine geradlinige Entmagnetisierungskurve haben, steigt die Flussdichte, wenn der Magnet in einen Stromkreis eingetaucht wird und der Abstand zwischen Nord und Süd wird durch die Einführung von Stahl verringert . Die Flussdichte kann daher vom Leerlaufwert bis fast auf den Remanenzwert ansteigen.

Testing Machine

ZUGSTÄRKE

Da Neodym-Magnete immer häufiger verwendet werden, geben die meisten Hersteller und Lieferanten für jeden ihrer Magnete eine Zugstärke an, um anzuzeigen, wie viel Gewicht ein Magnet halten kann.

Die Zugkraft ist die höchstmögliche Haftkraft eines Magneten, gemessen in Kilogramm. Es ist die Kraft, die erforderlich ist, um einen Magneten von einer flachen Stahloberfläche wegzudrücken, wenn der Magnet und das Metall vollständigen und direkten Kontakt von Oberfläche zu Oberfläche haben. Die Sorte des Metalls, die Oberflächenbeschaffenheit und der Zugwinkel haben alle einen Einfluss auf die Zugfestigkeit.

PULL GAP KURVE

Eine Pull-Gap-Kurve zeichnet die Zugkraft eines Magneten in direktem Kontakt mit einem dicken und flachen Stahlstück und dann durch einen stetig zunehmenden Bereich von Luftspalten auf. Alle Magnete können mit einer Zug-Gap-Prüfmaschine über eine Vielzahl von Luftspalten getestet werden.

Example Air Gap Measurement

Bei der Auswahl eines Magneten sind daher der maximale Energieproduktwert eines Magneten, der Leerlauf- oder Oberflächen-Gauss-Wert und die maximale Zugkraft zu beachten. Mit diesen drei Attributen können Sie einen Magneten mit einem anderen vergleichen.

Die stärksten Magnete der Welt sind Neodym-Magnete, die in verschiedenen Qualitäten hergestellt werden, jedoch hat jede Klasse einen praktischen Namen, mit dem Sie sofort beurteilen können, welcher Magnet stärker ist. Kommerziell erhältliche Neodym-Magnete reichen von N35 bis N55; die Zahl nach dem Buchstaben 'N' steht für das maximale Energieprodukt des Magneten. Sie ahnen es also, ein N55-Neodym-Magnet ist ungefähr 50% stärker als ein N35-Magnet der gleichen Größe.

GAUSS-MESSUNGEN IM VERGLEICH

  • 0,5 Gauss – Erdmagnetfeld an seiner Oberfläche
  • 100 Gauss – Ein typischer Kühlschrankmagnet
  • 1.100 Gauss – Magnetgummi, Güteklasse Y
  • 3.700 Gauss – Ferrit (Keramik) Magnete
  • 11.000 Gauss – Samarium Kobalt Grad 2:17 Magnet
  • 12.500 Gauss – Alnico Grad 5 Magnet
  • 13.000 Gauss – Neodym-N42-Magnet

speichern

Oberteil