Hvor stærk er en stavmagnet egentlig? Og hvorfor bliver den ikke bare stærkere og stærkere, jo længere den bliver?
Når man arbejder med stavmagneter, er det nærliggende at tænke: "Hvis jeg forlænger magneten, så bliver den da også stærkere, ikke?" – men det er ikke helt så enkelt.
Det kan se underligt ud, at skivemagneter med axial magnetisme bliver ved med at stige i styrke med mere end 50%, jo højere de bliver, men at stavmagneter ikke på samme måde får en højere styrke, jo længere de bliver.
Det skyldes, at man kun forbedrer feltets dybde, men ikke dramatisk øger trækstyrken på magneter, når de bliver højere end deres diameter. Den vigtigste faktor for træk er nemlig arealet af endefladen.
(1) En skivemagnet defineres ved, at dens højde ikke overstiger dens diameter - f.eks. 5x5 mm. eller 10x10 mm.
(2) En stavmagnet defineres ved, at dens længde (eller højde, om man vil) overstiger diameteren - f.eks. 5x7 eller 10x12 og opefter.
Det betyder f.eks., at du ikke får meget mere ud af en stavmagnet i størrelsen 5x10 mm., sammenlignet med f.eks. en 5x5 mm. magnet, men at en 5x2 mm. magnet sammenlignet med en 5x4 mm. magnet giver dig en styrkeforøgelse på mere end 50%, mens 5x10 mm. magneten kun forøges med lidt over 20%:
- 5x5 mm. skivemagnet (N45 NdFeB) har en styrke på ca. 900 gram
- 5x10 mm. stavmagnet (N45 NdFeB) har en styrke på ca. 1.100 gram
Dvs. en forøgning på det dobbelte i størrelsen på højden men kun en forøgning på ca. 22% i styrken.
Det betyder dog ikke, at man aldrig kan få mere styrke ud af en magnet, for det er muligt at forøge N-værdien (dvs. kvaliteten eller densiteten). Vi laver de fleste af vores magneter i N45 og N48. Og hvis vi sammenligner de to værdier med hinanden, er N50 en anelse kraftigere: du får typisk 5-7 % mere styrke end en magnet med N48 værdi af samme størrelse.
Vi ved, at det kan være lidt teknisk at forstå det med magneter, hvis man ikke arbejder med magneter og magnetisme i det daglige, så vi prøver lige at forklare det lidt nærmere uden at blive alt for tekniske.
Hvad bestemmer styrken af en stavmagnet?
Styrken (altså trækstyrken af en magnet mod en jernplade) afhænger primært af:
- Arealet af endefladen – jo større diameter, desto mere kontakt og magnetisk kraft.
- Magnetkvaliteten (f.eks. N35 vs. N50) – højere tal giver stærkere magnetfelter.
- Længden – men kun op til et vist punkt.
Og så har det meget at sige, om den magnetiske flade, du sætter magneten fast på, er af rent metal i en høj kvalitet, eller om det er en tynd jernplade eller f.eks. en glastavle, hvor der er afstand i form af glasset mellem magneten og den magnetiske jernplade på bagsiden. Men vi tager udgangspunkt i en god og ren metalflade, når vi laver vores beregninger, så det altid er ens angivet.
Længden sætter grænser for effekten
Når man forlænger magneten, bliver feltet lidt dybere, og det samlede energiindhold i magneten vokser – men trækstyrken stiger langsomt. Det skyldes, at magnetfeltet primært "går i kreds" inde i magneten og ud gennem endefladen – så når endefladen ikke bliver større, så har feltet svært ved at blive frigivet mere effektivt.
Større længde = lidt mere rækkevidde og stabilitet, men kun svag forøgelse i trækkraft.
Hvornår er en længere stavmagnet en fordel?
- Når du vil øge rækkevidden af magnetfeltet – f.eks. i sensorer eller skuffer.
- Når du vil undgå, at magneten vipper (en længere magnet er mere retningsstabil).
- Når pladsen i bredden er begrænset, men der er højde at gøre godt med.
Sig endelig til, hvis vi skal hjælpe dig med dit magnetprojekt. Vi har arbejdet med neodymmagneter siden 2011.
