相同性能和体积的磁体，吸力是一样的吗？

科技科技 2024-12-08 11:30 北京

很多小伙伴可能都会有这样一个疑问，相同性能和体积的磁体，它们的吸力一样吗？网上有说钕铁硼磁铁的吸力是自身重量的640倍，这可信吗？

这个问题其实可以发散开，那就是磁铁的吸力与哪些因素有关。首先需要明确的是磁铁只对铁磁性物质具有吸附力，常温下铁磁性材料只有三种，那就是铁、钴、镍及其合金，对非铁磁性材料是没有吸附力的。

网上能查到一些计算吸力的公式：

F=k*B²*S/2

F=0.577*S*B²

这些公式准确吗？答案是不准确的，但是趋势是没问题的，磁体吸力的大小与磁场强度和吸附面积相关，磁场强度越大，吸附面积越大，吸力越大。

那接下来的问题是，同等体积的磁铁，分别为扁平状、圆柱状、细长状，吸力是一样大的吗？如果不是，哪种吸力最大？

首先可以肯定的是吸力不一样大。哪种吸力最大我们要联系最大磁能积的定义，当磁铁的工作点位于最大磁能积附近时，磁铁具有最大的做功能量。磁铁的吸附力也是做功的一种体现，所以对应的吸力也是最大的。这里需要注意的是被吸物需要足够的大，需要完全覆盖磁极大小，这样可以不考虑被吸物的材质、尺寸、形状等因素影响。

怎么判断磁铁的工作点是不是处于最大磁能积点呢。当磁铁处于与被吸材料直接吸附状态时，其吸附力决定于气隙磁场和吸附面积的大小，以圆柱形磁铁为例，H/D≈0.6时，其中心Pc≈1，处于最大磁能积的工作点附近时，吸力最大。这也符合磁铁做为吸附件通常设计成相对扁平的形状规律。以N35 D10*6的磁铁为例，通过FEA仿真可算出吸附铁板的吸力约27N，几乎达到同等体积磁体的最大值，是其自重的780倍。

方形磁铁与圆形磁体类似，当与被吸材料直接吸附时，中心Pc≈1，即处于最大磁能积工作点附近，吸力会达到同等体积磁体的最大值，如10*10*6.5或15*10*8。

点击了解更多：工作点、负载线与磁导Pc

当然以上只是磁铁单极的吸附状态，如果是多极充磁，吸力会完全不一样，多极充磁的吸力会远大于单极充磁（与吸附物小间距的前提下）。

为什么同体积的磁铁做成多极充磁后，吸力会变化这么大，原因在于吸附面积S不变，而通过被吸物的磁通密度B值增加了很多，通过下面的磁力线图可看出，多极充磁的磁体，磁力线通过铁片的密集度明显增加。还是以N35 D10*6的磁铁为例，做成双极充磁，FEA仿真吸附铁板的吸力约为自重的1100倍。

由于磁铁做成多极充磁之后，每极相当于一个更细长的磁铁，其Pc值已变化，不能再按整体尺寸的Pc值计算，所以其最佳尺寸也不再是H/D≈0.6，而是更扁平状的磁铁，具体尺寸与多极充磁方式和极数有关。

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