자석은 당기는 힘이 얼마나 큽니까? 어떤 사람들은 NdFeB 자석이 자체 무게의 600배에 달하는 물체를 끌어당길 수 있다고 생각합니다. 이게 바로 맞나요? 자석흡인 계산식이 있나요? 오늘은 자석의 '당기는 힘'에 대해 알아보겠습니다.
자석의 응용에 있어서 자속이나 자속밀도는 성능을 측정하는 매우 중요한 지표입니다(특히 모터의 경우). 그러나 자기 분리 및 자기 낚시와 같은 일부 응용 분야에서는 자속이 분리 또는 흡입 효과를 나타내는 효과적인 척도가 아니며 자기 당기는 힘이 더 효과적인 지표입니다.
자석의 당기는 힘은 자석이 끌어당길 수 있는 강자성체의 무게를 말합니다. 이는 자석의 성능, 모양, 크기 및 인력 거리에 의해 공동으로 영향을 받습니다. 자석의 인력을 계산하는 수학 공식은 없지만, 다음 그림과 같이 자기 인력 측정 장치(일반적으로 자석 장력을 측정하여 무게로 환산)를 통해 자기 인력 값을 측정할 수 있습니다. 자석의 당기는 힘은 끌어당기는 물체의 거리가 멀어짐에 따라 점차 감소합니다.
구글에서 자력 계산을 검색하면 많은 웹사이트에서 "경험에 따르면 NdFeB 자석의 자력은 자체 무게의 약 600배(역시 640배라고 적혀 있음)"라고 적고 있습니다. 이 경험이 옳은지 아닌지는 실험을 통해 알게 될 것이다.
다양한 모양과 크기를 가진 소결 NdFeB n42 자석이 실험에서 선택되었습니다. 표면 코팅은 높이 방향으로 자화되는 NiCuNi였습니다. 각 자석의 최대 인장력(N극)을 측정하여 흡인력으로 환산하였다. 측정 결과는 다음과 같습니다.
측정 결과에서 찾는 것은 어렵지 않습니다.
- 모양과 크기가 다른 자석은 자체 무게에 대해 끌어당길 수 있는 무게의 비율이 크게 다릅니다. 어떤 것은 200번 미만이고, 어떤 것은 500번 이상이고, 어떤 것은 3000번 이상이 될 수 있습니다. 그러므로 인터넷에 쓰여진 600번의 글은 완전히 맞는 것은 아닙니다.
- 동일한 직경의 원통형 또는 디스크형 자석의 경우, 높이가 높을수록 더 많은 무게를 끌어당길 수 있으며, 자기력은 기본적으로 높이에 비례합니다.
- 동일한 높이(청색 셀)의 원통 또는 디스크 자석의 경우 직경이 클수록 더 많은 무게를 끌어당길 수 있으며, 자기력은 기본적으로 직경에 비례합니다.
- 동일한 부피와 무게를 가지고 있는 원통형이나 원판형 자석(노란색 셀)은 직경과 높이가 다르며, 끌어당길 수 있는 무게도 크게 다릅니다. 일반적으로 자석의 방향이 길수록 흡입력이 커집니다.
- 같은 부피의 자석이라고 해서 반드시 자기력이 같지는 않습니다. 모양에 따라 자력이 크게 달라질 수 있습니다. 반대로, 같은 무게의 강자성 물질을 끌어당기는 자석이라도 모양, 부피, 무게가 다를 수 있습니다.
- 어떤 모양이든 배향 방향의 길이가 자기력을 결정하는 데 가장 큰 역할을 합니다.
위는 같은 등급의 자석에 대한 인장력 테스트입니다. 등급이 다른 자석의 당기는 힘은 어떻습니까? 나중에 테스트해서 비교해보겠습니다.
게시 시간: 2022년 5월 11일