قدرت آهنربا (مگنت) چگونه اندازه‌گیری می‌شود؟

مقدمه

در این نوشتار، هر المانی که به نوبه خود بر عملکرد آهنربا تاثیر می‌گذارد شرح داده خواهد شد و به این سوال پاسخ داده می‌شود که قدرت آهنربا (مگنت) چگونه اندازه گیری می‌شود؟

هنگامی که درباره‌ی “قدرت” یک آهنربا صحبت می‌کنیم، اندازه‌گیری‌های مختلفی وجود دارد که همه از طرق مختلف و به نوعی قدرت آهنربا را ارزیابی می‌کنند، این موضوع اغلب گیج‌کننده به نظر می‌رسد چرا که مفهوم قدرت در برخی موارد متفاوت است. مثلا نیروی کشش و میدان مغناطیسی اغلب هر دو با عنوان قدرت تعریف می‌شوند.

حداکثر انرژی تولید شده (MAXIMUM ENERGY PRODUCT)

حداکثر انرژی یک آهنربا با شاخص Mega Gauss Oersteds (MGOe) اندازه گیری می‌شود. این شاخص اصلی “قدرت” آهنربا است. به طور کلی، هرچه مقدار حداکثر انرژی تولید شده ی یک آهنربا بیشتر باشد، میدان مغناطیسی آهنربا بیشتر می‌شود.

حداکثر انرژی تولید شده که به آن BHmax نیز گفته می‌شود، از ضرب ماندگاری آهنربا (Remanence (Br)) در مقاومت ماده در برابر دشارژ شدن (Coercivity (Hc)) محاسبه می‌شود.

ماندگاری (Remanence)

واحد اندازه گیری ماندگاری، گوس است. ماندگاری، مغناطیسی است که پس از حذف نیروی مغناطیسی خارجی وارد شده به آهنربا (در فرآیند تولید آهنربا)، در آهنربا باقی می‌ماند.

مقاومت ماده در برابر دشارژ شدن(Coercivity (Hc))

Coercivity آهنربا، انرژی مورد نیاز برای دشارژ کردن آهنربایی است که قبلاً تا حد اشباع مغناطیسی شده بود. اساساً Coercivity، مقاومت یک ماده مغناطیسی در برابر دشارژ شدن را اندازه گیری می‌کند. Oersteds (Oe) واحد اندازه گیری Coercivity است.

حداکثر انرژی، ماندگاری و Coercivity را فقط می‌توان با دستگاه تست نمودار هیسترزیس اندازه گیری کرد که منحنی هیسترزیس ربع دوم را ترسیم می‌کند.

 

 

 

چگالی شار مدار

شدت یک میدان مغناطیسی، که با واحد گوس یا تسلا (10000 گوس = 1 تسلا) اندازه گیری می‌شود، یک شاخص معمول جهت اندازه‌گیری قدرت آهنربا (مگنت) است زیرا این شاخص نمایانگر چگالی میدان مغناطیسی تولید شده توسط یک آهنربا است که به چگالی شار معروف است.

یک میدان مغناطیسی می‌تواند به صورت خطوط میدان مغناطیسی که در امتداد جهت مغناطیس خود از یک آهنربا عبور کند، تجسم یابد. قدرت میدان با تراکم خطوط میدان در یک منطقه مشخص مطابقت دارد. به کل خطوط میدان مغناطیسی که به یک ناحیه نفوذ می‌کند چگالی شار مغناطیسی گفته می‌شود.

مقدار ماندگاری آهنربا چگالی شاری است که آهنربا در یک مدار بسته نگهداری می‌کند. وقتی آهنربا از دستگاه تست هیسترزیس خارج می‌شود، دیگر در مدار بسته نیست و به عنوان مدار باز در نظر گرفته می‌شود. مغناطیس بلافاصله به سطح بسیار کمتری سقوط می‌کند و این مقدار به نسبت بین سطح ناحیه و طول مغناطیسی متناظر با آن بستگی دارد. آهنربای با قطب کوچک و طول مغناطیسی بلند دارای چگالی شار مدار باز بیشتری نسبت به آهنربا با قطب بزرگ و طول مغناطیسی نسبتاً کوچک هست.

تراکم شار مدار باز را می‌توان با استفاده از گوس متر اندازه گیری کرد. چگالی شار مدار باز برای آهنرباهای نئودیمیوم به ندرت از 6000 گاوس فراتر می‌رود، اما از آنجا که آهنرباهای نئودیمیوم دارای یک منحنی مغناطیسی مستقیم هستند، وقتی آهنربا در مدار قرار می‌گیرد و فاصله بین قطب شمال و جنوب با اضافه کردن فولاد کاهش می‌یابد، چگالی شار افزایش می‌یابد.

قدرت کشش

بیشتر تولیدکنندگان و تامین‌کنندگان برای هر یک از آهنرباهای خود قدرت کشش را ارائه می‌دهند تا نشان دهند که آهنربای مورد نظر توانایی بلند کردن چقدر وزن را دارد. قدرت کشش بالاترین مقداری است که یک آهنربا می‌تواند بلند کند و بر حسب گرم یا کیلوگرم اندازه گیری می‌شود.

قوی‌ترین آهنربای جهان در حال حاضر آهنربای نئودیمیوم است که در گریدهای مختلف تولید می‌شود. و به هر گرید یک نام مشخص داده می‌شود که به شما امکان می‌دهد فورا تشخیص دهید که کدام آهنربا قوی‌تر است. گرید آهنرباهای نئودیمیوم موجود در بازار از N35 تا N55 متغیر است. عدد بعد از حرف ‘N’ نشان‌دهنده حداکثر انرژی تولید شده توسط آهنربا است. آهنربای نئودیمیوم N55 تقریباً 50٪ قوی تر از آهنربای N35 با سایز مشابه است.

منحنی شکاف-کشش(PULL-GAP)

منحنی شکاف-کشش به کمک اندازه‌گیری قدرت کشش آهنربا در دو حالت (تماس مستقیم با یک قطعه فولاد ضخیم و مسطح) و (وقتی که فاصله ی بین آهنربا و صفحه ی فولادی با سرعت ثابت در حال افزایش است)، رسم می‌شود.

 

نتیجه : هنگام انتخاب یک آهنربا، موارد کلیدی که باید به آنها توجه شود عبارت است از:

1-حداکثر انرژی تولید شده توسط آهنربا

2- مقدار گوس در سطح آهنربا

3- حداکثر قدرت کششی آهنربا

این سه ویژگی به شما امکان مقایسه قدرت آهنربا (مگنت) در یک آهنربا با آهنربایی دیگر را می دهد.

سخن پایانی

شرکت اشکان تجهیز اسپادانابه عنوان یک شرکت دانش بنیان مستقر در پارک علم و فناوری اصفهان دارای محصولاتی همچون: راکتور ، راکتور همزن دار، راکتور همزن دار تحت فشار، کوپلینگ مغناطیسی، مگنت کوپلینگ، مگنت درایو، اتوکلاو، فرمانتور، کابل جمع کن، کابل جمع کن مغناطیسی، کابل جمع کن مگنتی، میکسر دابل پلانتری، دابل پلانتری، همزن دو پروانه ای است.