Tegenwoordig zijn veel toepassingen van magneten gebaseerd op het principe dat gelijke polen ferromagnetische stoffen afstoten en tegengestelde polen aantrekken en adsorberen, zoals verschillende magnetische apparaten, magnetische verbindingsstructuren, magnetische scheidingsapparatuur, magnetische transmissieapparatuur, enz.
Bij magnetische toepassingen besteedt iedereen veel aandacht aan de aantrekkingskracht van magneten. De aantrekkingskracht van een magneet kan worden berekend. Ter referentie kan de volgende formule worden gebruikt. Er moet echter worden opgemerkt dat de standaardomstandigheden van de formule ideaal zijn, dat wil zeggen dat de magnetische veldverdeling zeer uniform is en de magnetische permeabiliteit van het aangetrokken object zeer hoog is (zwakmagnetische materialen zoals roestvrij staal uit de 300-serie en sommige andere ijzerlegeringen zijn niet van toepassing), de dikte en het adsorptiegebied zijn voldoende (het vergroten van de dikte en de zuigkracht zullen niet toenemen, dat wil zeggen, ongeacht magnetische lekkage), toch kan de berekende waarde alleen als referentie worden gebruikt en niet gebruikt als nauwkeurige berekening.
F(N)=2*S(m²)*B(T)²/μ0
Onder hen vertegenwoordigt S het adsorptiegebied, B vertegenwoordigt de magnetische fluxdichtheid van de luchtspleet, en μ0 is de positieve magnetische luchtpermeabiliteit (het is een constante, μ0=4π*10-7 ).
Hoe kan ik de aantrekkingskracht van magneten verbeteren?
Uit de formule kunnen we zien dat de aantrekkingskracht van een magneet evenredig is met het adsorptieoppervlak en de fluxdichtheid van de luchtspleet. Het is duidelijk dat het vergroten van het adsorptieoppervlak en het vergroten van de luchtspleetfluxdichtheid de twee belangrijkste manieren zijn om de aantrekkingskracht van de magneet te verbeteren.
1. Vergroot het adsorptieoppervlak
Het aan te trekken object moet tenminste het adsorptieoppervlak van de magneet bedekken, en de dikte van het aan te trekken object kan worden vergroot als de omstandigheden dit toelaten.
Wanneer een magneet een ijzeren plaat aantrekt:
Hoe groter het oppervlak van de ijzeren plaat, hoe groter de zuigkracht tussen de magneet en de ijzeren plaat; wanneer het adsorptieoppervlak gelijk is aan het oppervlak van de magneet, zal de neiging van de zuigkracht om toe te nemen geleidelijk afnemen. Wanneer de ijzeren plaat groot genoeg is, is het mogelijk om het oppervlak van de ijzeren plaat te vergroten. De zuigkracht wordt er niet beter van;
Wanneer het oppervlak van de ijzeren plaat hetzelfde is en de dikte van de ijzeren plaat dun is, kan het vergroten van de dikte van de ijzeren plaat de zuigkracht vergroten. Wanneer de ijzeren plaat dikker is, zal de toename van de zuigkracht veroorzaakt door het vergroten van de dikte van de ijzeren plaat geleidelijk afvlakken totdat er geen verbetering meer optreedt.
2. Verhoog de magnetische fluxdichtheid van de luchtspleet
Wanneer het adsorptiegebied S onveranderd blijft, is het een effectievere methode om de zuigkracht te vergroten door de magnetische fluxdichtheid van de luchtspleet te vergroten en de magnetische lekkage te verminderen. Meerpolige magnetisatie kan magnetische lekkage effectief verminderen.
Uit het magnetische veldsimulatiediagram kunnen we zien dat nadat de magneet is veranderd in bipolaire magnetisatie, de magnetische fluxlekkage aanzienlijk wordt verminderd en dat een groot deel van de magnetische veldlijnen een gesloten magnetische circuitlus vormt binnen het geadsorbeerde ijzerstuk.
Als het aantal polen verder wordt vergroot en een magnetisch geleidend vel aan de onderkant van de magneet wordt toegevoegd, zal de magnetische fluxlekkage verder worden verminderd en zal de zuigkracht verder worden verbeterd.
De huidige ontwerptrend van magnetische onderdelen is het maximaliseren van het gebruik van het magnetische veld. Door het ontwerp van meerpolige magnetische circuits of Halbach-magnetische circuits, of met behulp van sommige materialen met een hoge magnetische permeabiliteit, kan het magnetische veld door een zo groot mogelijk deel van het object gaan. Het aantrekken van objecten vormt een gesloten lus van het magnetische circuit. Typische toepassingen zijn onder meer:
Rubbermagneten zijn ontworpen voor magnetisatie op meerdere niveaus, sommige zijn dubbelzijdig meerpolig en sommige zijn enkelzijdig meerpolig. De magneetprestaties van rubberen magneten zijn erg laag, maar na een meerpolig magnetisch circuitontwerp wordt het magnetische veld dicht verdeeld over het oppervlak. De magnetische lekkage is erg klein tijdens adsorptie, wat resulteert in een beter adsorptie-effect;
Magnetische apparaten zoals deurafzuigapparaten worden geleid door magnetisch doorlaatbare platen. Bij het adsorberen wordt het magnetische circuit bijna gevormd uit het te adsorberen object. Op deze manier is de benuttingsgraad van het magnetische veld zeer hoog. De intuïtieve ervaring is die van een klein magnetisch zuigapparaat. (Sommige gebruiken nog steeds ferriet) en de zuigkracht is enorm bij direct contact.
Het ontwerp van magnetische onderdelen is onlosmakelijk verbonden met de overweging van de adsorptieafstand. De bovengenoemde adsorptie is gebaseerd op direct contact. Als de afstand verandert, verandert de zuigkracht vaak sterk. De volgende afbeelding toont verschillende typische magnetische attracties met één magneet. Apparaten en meerpolige magnetische componenten hebben een vergelijkbare regel. Hoe meer polen er zijn, hoe groter de zuigkracht is bij een afstand van 0, maar de verzwakking wordt duidelijker naarmate de afstand groter wordt.
