เพื่อนๆ หลายคนอาจมีคำถามว่าแม่เหล็กที่มีขนาดและปริมาตรเท่ากันจะมีแรงดูดเท่ากันหรือไม่? มีการกล่าวกันทางอินเทอร์เน็ตว่าแรงดูดของแม่เหล็ก NdFeBเป็น 640 เท่าของน้ำหนักตัวเอง สิ่งนี้น่าเชื่อถือหรือไม่?

ในความเป็นจริงคำถามนี้สามารถแยกออกได้นั่นคือปัจจัยใดที่เกี่ยวข้องกับแรงดึงดูดของแม่เหล็ก ก่อนอื่น ต้องชัดเจนว่าแม่เหล็กมีแรงดูดซับสำหรับวัสดุที่เป็นแม่เหล็กไฟฟ้าเท่านั้น มีวัสดุแม่เหล็กไฟฟ้าเพียงสามชนิดที่อุณหภูมิห้อง นั่นคือ เหล็ก โคบอลต์ นิกเกิล และโลหะผสมของสารเหล่านี้ และไม่มีแรงดูดซับสำหรับวัสดุที่ไม่ใช่สารแม่เหล็กไฟฟ้า

สูตรการคำนวณการดูดสามารถพบได้บนอินเทอร์เน็ต:

F=k*B²*S/2

F=0.577*S*B²

สูตรเหล่านี้ถูกต้องหรือไม่? คำตอบคือไม่ถูกต้อง แต่แนวโน้มไม่มีปัญหา ขนาดของการดูดของแม่เหล็กมีความสัมพันธ์กับความแรงของสนามแม่เหล็กและพื้นที่การดูดซับ ยิ่งสนามแม่เหล็กมีความแรงมาก พื้นที่ดูดซับก็จะยิ่งมากขึ้นและแรงดูดก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

คำถามต่อไปคือ แม่เหล็กที่มีปริมาตรเท่ากัน ซึ่งมีทั้งแบบแบน ทรงกระบอก และแบบยาว มีแรงดูดเท่ากันหรือไม่ ถ้าไม่ อันไหนมีแรงดูดมากที่สุด?

ประการแรกเป็นที่แน่นอนว่าแรงดูดไม่เหมือนกัน ประเภทของแรงดูดที่ใหญ่ที่สุดที่เราต้องการเกี่ยวข้องกับคำจำกัดความของผลิตภัณฑ์พลังงานแม่เหล็กสูงสุด เมื่อจุดการทำงานของแม่เหล็กอยู่ใกล้ผลิตภัณฑ์พลังงานแม่เหล็กสูงสุด แม่เหล็กจะมีพลังงานการทำงานสูงสุด แรงดูดของแม่เหล็กยังแสดงให้เห็นถึงการทำงาน ดังนั้นแรงดูดที่สอดคล้องกันจึงใหญ่ที่สุดด้วย ควรสังเกตที่นี่ว่าวัตถุที่ดึงดูดจะต้องมีขนาดใหญ่พอที่จะครอบคลุมขนาดของขั้วแม่เหล็กได้ทั้งหมด เพื่อไม่ให้วัสดุ ขนาด รูปร่าง และปัจจัยอื่นๆ ของวัตถุดึงดูด

วิธีตัดสินว่าจุดทำงานของแม่เหล็กอยู่ที่จุดสะสมพลังงานแม่เหล็กสูงสุดหรือไม่ เมื่อแม่เหล็กอยู่ในสถานะดูดซับโดยตรงกับวัสดุที่ดึงดูด แรงดูดซับจะถูกกำหนดโดยสนามแม่เหล็กช่องว่างอากาศและขนาดของพื้นที่ดูดซับ ยกตัวอย่างแม่เหล็กทรงกระบอก เมื่อ H/D≈0.6 จุดศูนย์กลาง พีซี≈1 และแรงดึงดูดจะมีค่ามากที่สุดเมื่ออยู่ใกล้จุดทำงานของผลิตภัณฑ์พลังงานแม่เหล็กสูงสุด นอกจากนี้ยังสอดคล้องกับกฎหมายที่ว่าแม่เหล็กมักจะได้รับการออกแบบให้ค่อนข้างแบนเพื่อเป็นตัวดูดซับ ยกตัวอย่างแม่เหล็ก N35 D10*6 จากการจำลอง เอฟอีเอ สามารถคำนวณได้ว่าแรงดูดของแผ่นเหล็กอยู่ที่ประมาณ 27N ซึ่งเกือบถึงค่าสูงสุดของแม่เหล็กที่มีปริมาตรเท่ากัน ซึ่งเท่ากับ 780 เท่าของน้ำหนักของมันเอง

เดอะแม่เหล็กสี่เหลี่ยมจะคล้ายกับแม่เหล็กกลม. เมื่อถูกดูดซับโดยตรงกับวัสดุที่ดึงดูด ศูนย์กลาง พีซี≈1 นั่นคือ อยู่ใกล้จุดทำงานของผลิตภัณฑ์พลังงานแม่เหล็กสูงสุด และแรงดูดจะไปถึงค่าสูงสุดของแม่เหล็กที่มีปริมาตรเท่ากัน เช่น 10*10*6.5 หรือ 15*10*8

แน่นอน ข้างต้นเป็นเพียงสถานะการดูดซับของแม่เหล็กขั้วเดียว หากเป็นแม่เหล็กหลายขั้ว แรงดูดจะแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง

เหตุใดแรงดูดจึงเปลี่ยนไปมากหลังจากแม่เหล็กที่มีปริมาตรเท่ากันถูกทำให้เป็นแม่เหล็กหลายขั้ว เหตุผลก็คือพื้นที่การดูดซับ S ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง และค่าของความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็ก B ที่ผ่านวัตถุที่ดึงดูดนั้นเพิ่มขึ้นมาก จะเห็นได้จากแผนภาพเส้นแรงแม่เหล็กด้านล่างว่าความหนาแน่นของเส้นแรงแม่เหล็กที่ผ่านแผ่นเหล็กเพิ่มขึ้นอย่างมากสำหรับแม่เหล็กแบบหลายขั้ว ยังคงใช้แม่เหล็ก N35 D10*6 เป็นตัวอย่าง ซึ่งทำจากแม่เหล็กสองขั้ว และแรงดูดของแผ่นเหล็กดูดซับแบบจำลอง เอฟอีเอ นั้นประมาณ 1100 เท่าของน้ำหนักของมันเอง

หลังจากที่แม่เหล็กถูกทำให้เป็นแม่เหล็กแบบหลายขั้ว แต่ละขั้วจะเทียบเท่ากับแม่เหล็กที่เรียวกว่า และค่า พีซี ของมันเปลี่ยนไป ดังนั้นจึงไม่สามารถคำนวณตามค่า พีซี ของขนาดโดยรวมได้อีกต่อไป ดังนั้นขนาดที่เหมาะสมจึงไม่ใช่ H/D≈0.6 อีกต่อไป แต่เป็นแม่เหล็กที่แบนกว่า ขนาดเฉพาะเกี่ยวข้องกับวิธีการทำให้เป็นแม่เหล็กแบบหลายขั้วและจำนวนขั้ว