Calcolatore della forza di attrazione magnetica
Questa calcolatrice calcola la forza di attrazione di un magnete a disco, cilindro o blocco. Funziona su una piastra d'acciaio o su un magnete identico. Inoltre, lo strumento mostra quanto velocemente la forza diminuisce man mano che si apre un intervallo d'aria.
Inserisci i dati di Magnet e i dettagli di contatto
Innanzitutto, scegliete il materiale sul quale il magnete dovrà agire. Quindi inserite la classe o il Br, le dimensioni e qualsiasi spazio vuoto.
Flessione della forza a diversi intervalli di pressione dell'aria
La forza di attrazione diminuisce rapidamente una volta che si apre uno spazio tra il magnete e ciò che lo contiene. Per esempio, anche un sottile strato o una foglia di carta possono fare la differenza. La tabella riportata di seguito applica i dati attualmente disponibili a una serie di dimensioni comuni degli spazi.
| Spazio tra i componenti (mm) | Flessione della forza (N) | Flessione della forza (kgf) |
|---|
Come viene calcolato
Lo strumento utilizza il metodo dell'immagine speculare per calcolare la forza. Successivamente aggiunge una piccola distanza di contatto, poiché le superfici reali non toccano mai perfettamente.
Passo 1: Trattare l'acciaio come uno specchio
Innanzitutto, lo strumento tratta la lastra d'acciaio come un specchio spessissimo e piatto con una permeabilità molto elevata. Di conseguenza, la lastra attira il magnete esattamente come un magnete a riflesso. In altre parole, la forza di attrazione è uguale alla forza tra il magnete e il riflesso.
Passo 2: Calcolare le forze generate dalla spina
Successivamente, lo strumento modella il magnete e la sua immagine come quattro superfici polari uniformemente cariche. Aggiunge l'attrazione e la repulsione tra ogni coppia di superfici. Questo metodo include gli effetti ai bordi e il modo in cui il campo si diffonde man mano che il divario aumenta. Pertanto, segue meglio la curva reale delle forze rispetto alla semplice formula F = B² A / (2 μ₀).
Bibliografia: G. Akoun e J.-P. Yonnet, "Calcolo analitico 3D delle forze esercitate tra due magneti cuboidi", IEEE Transactions on Magnetics, vol. 20, n. 5, pp. 1962-1964, 1984.
Passo 3: Tenere un magnete identico
Scegliete questa modalità per vedere due magneti identici che si attraggono. L’attrezzo utilizza poi il secondo magnete vero e proprio invece che un’immagine speculare. In caso di contatto, la forza corrisponde a quella del caso d’acciaio. Tuttavia, nello stesso intervallo di distanza, la forza è maggiore. Il secondo magnete vero e proprio si trova alla distanza dello spazio vuoto. L’immagine speculare si trova a due volte quella distanza.
Passo 4: Aggiungere il divario di contatto effettivo
Le superfici reali non raggiungono mai la perfezione. I rivestimenti, la rugosità e le piccole imperfezioni di planarità lasciano un piccolo spazio vuoto, anche in presenza di contatto diretto. Pertanto, lo strumento aggiunge uno spazio vuoto efficace alla vostra distanza tra l’aria e la superficie. La forza diminuisce drasticamente vicino al contatto, quindi anche un piccolo spazio vuoto è importante. La tolleranza predefinita di 0,15 mm è una stima. Impostatela in base ai vostri propri test di presa.
Controllo della spessore dell'acciaio
Nella modalità Steel, lo strumento controlla anche lo spessore dell’acciaio. In primo luogo, calcola il flusso magnetico. Successivamente, calcola quanto dovrebbe essere spessa l’acciaio per mantenere questo flusso al di sotto di 1,5 T. Sopra di questo livello, l’acciaio a basso tenore di carbonio inizia a saturarsi. Se l’acciaio è più sottile, lo strumento mostra un avviso. In questo caso, la forza effettiva scende al di sotto del valore indicato. Lo strumento non corregge il numero, poiché la previsione di tale perdita richiede test o analisi numerica dei flussi.
Flessibilità della forza
Nel modo acciaio, lo strumento calcola la forza di scorrimento (shear) come il 20% della forza di trazione. Questa è una regola generale comune per un magnete su acciaio pulito e asciutto. Tuttavia, non deriva dallo stesso modello di campo. Inoltre, varia molto in base alle condizioni superficiali.
Referenza ingegneristica
La forza di attrazione reale dipende anche dallo spessore dell’acciaio, dal grado di acciaio, dalla finitura superficiale, dal rivestimento e dall’angolo di attrazione. Pertanto, considerare questo risultato come una stima ingegneristica, non come una garanzia. Per progetti che richiedono una forza elevata, chiedete ai nostri ingegneri i dati relativi alla forza di attrazione testati. Possiamo adattare il magnete, il rivestimento e l’acciaio alla vostra specifica richiesta.
Necessita di un magnete con una forza di attrazione specifica?
Condividete la forza di presa, lo spessore dell’acciaio e la distanza tra i punti di fissaggio. In seguito i nostri ingegneri vi consiglieranno la tipologia e la geometria più adatta.