Bir neodimyum mıknatıs halkasının büyüklüğü ile manyetik mukavemet arasındaki bilimsel ilişki nedir?

1. Manyetik mukavemetin temel tanımı
Yüzey manyetik alan mukavemeti (birim: Gauss veya Tesla): Mıknatısın yüzeyindeki manyetik alanın boyutunu gösterir, bu da adsorpsiyon kuvvetini veya dış nesnedeki kuvveti doğrudan etkiler.
Manyetik akı (birim: weber): mıknatısın hacmi ile ilgili. Hacim ne kadar büyük olursa, toplam manyetik akı o kadar yüksek olur.
Manyetik Enerji Ürünü (BHMAX): Malzemenin kendisinin dinlenme (BR) ve zorlayıcı kuvvet (HC) tarafından belirlenen mıknatısın enerji depolama kapasitesini ölçen bir parametre.

Neodimyum halka mıknatıs

2. Boyut parametrelerinin manyetik kuvvet üzerindeki etkisi
Dış çap (OD) ve iç çap (ID):
Dış çapta artış: Mıknatısın kesit alanını arttırın (dairesel kesit alanı = π × (OD²-Id²)/4), toplam manyetik akı buna göre artar, ancak yüzey manyetik alan mukavemeti manyetik alan dağılımının yayılmasından dolayı biraz azaltılabilir.
İç çaptaki artış: Aynı dış çapta, iç çaptaki artış mıknatısın hacmini azaltacak ve toplam manyetik akıda bir azalmaya neden olacaktır, ancak merkezi alandaki manyetik alan daha konsantre olabilir (örneğin, eksenel olarak mıknatıslantığında).
Kalınlık (yükseklik):
Kalınlığın arttırılması, mıknatısın hacmini doğrudan artıracak, böylece toplam manyetik akıyı artıracaktır. Bununla birlikte, yüzey manyetik alan mukavemeti doğrusal olarak artmaz, çünkü manyetik alanın zayıflaması mesafenin karesi ile ters orantılıdır ve aşırı kalınlık manyetik alan dağılımının daha dağınık olmasına neden olabilir.

3. Mıknatıslanma yönü ve manyetik alan dağılımı
Eksenel mıknatıslanma (halkanın kalınlık yönü boyunca manyetik alan):
Manyetik alan, halkanın her iki ucunda (üst ve alt yüzeyler) konsantre edilir ve orta delik alanındaki manyetik alan zayıftır. Kalınlığın arttırılması manyetik alan yolunu uzatır ve yüzey manyetik alan mukavemetini hafifçe azaltabilir.
Radyal mıknatıslanma (halkanın çevresi boyunca manyetik alan):
Manyetik alan, halkanın iç ve dış çaplı yüzeyleri üzerinde yoğunlaşır. Şu anda, iç çap ve dış çap arasındaki boyut farkı, manyetik alanın homojenliğini etkileyecek ve daha küçük bir iç çap daha güçlü bir iç manyetik alan konsantrasyonuna yol açabilir.

4.
Mıknatısın şekliyle üretilen ters manyetik alan, etkili manyetik alan mukavemetini zayıflatır.
Bir halka mıknatısının demagnetizasyon faktörü en boy oranı (kalınlık/çap) ile ilişkilidir. Daha ince manyetik halkalar, gerçek manyetik kuvvetin teorik değerden daha düşük olmasına neden olabilecek daha güçlü demagnetizasyon alanlarına sahiptir; Daha kalın manyetik halkalar daha zayıf bir demagnetizasyon etkisine sahiptir ve manyetik kuvvet, malzemenin teorik performansına daha yakındır.

5. Matematiksel Model ve Ampirik Hukuk
Manyetik akı formülü: Toplam manyetik akı φ ≈ Br × A (A enine kesit alanıdır), dış çapın ve iç çapın kesit alanı etkileyerek manyetik akıyı dolaylı olarak belirlediğini gösterir.
Yüzey manyetik alan mukavemeti tahmini: Eksenel olarak mıknatıslanmış halka mıknatısları için, yüzey manyetik alan mukavemeti (b), kalınlık arttıkça, ancak demagnetizasyon alanından etkilenen gerilim (BR) 'ye yaklaşır, gerçek değer genellikle% 50 ~% 80'dir.
Boyut sınırı: Mıknatıs boyutu çok küçük olduğunda (mikro halkalar gibi), malzemenin tane sınır etkisi ve işleme doğruluğu manyetik özelliklerde önemli bir azalmaya neden olabilir.

6. Pratik Uygulamalarda Değişen Değişimler
Motorlar ve jeneratörler: Yüksek manyetik akı gereklidir ve daha büyük dış çaplara ve kalınlıklara sahip manyetik halkalar genellikle seçilir, ancak boşluk sınırlamaları ve girdap akım kayıpları dikkate alınmalıdır.
Sensörler ve Manyetik Kuplaj: Yüksek yüzey manyetik alan mukavemetine, daha küçük iç çaplara ve daha ince manyetik halkalara güvenmek, manyetik alanı konsantre etmek için seçilebilir.
Manyetik adsorpsiyon: Toplam manyetik akı (adsorpsiyon kuvveti) ve manyetik alan gradyanı (hareket mesafesi) dengelenmelidir. Örneğin, kalınlığın arttırılması adsorpsiyon mesafesini genişletebilir, ancak manyetik iletken malzeme ile optimize edilmesi gerekir.

7. Deneysel doğrulama vakası
Dış çap sabittir, iç çap değişir: iç çap 5 mm'den 15mm'ye (dış çap 30mm), toplam manyetik akı yaklaşık% 40 azalır, ancak merkezi alandaki manyetik alan mukavemeti% 20 artar (eksenel mıknatıslanma).
Kalınlık iki katına çıktı: Kalınlık 5mm'den 10mm'ye (dış çap 20mm, iç çap 10mm), yüzey manyetik alan gücü 4500 Gauss'dan 6000 Gauss'a yükselir, ancak 15mm'ye yükselmeye devam ettiğinde, sadece 6300 Gauss'a yükselir.