Lässt sich magnetische Energie berechnen? Der Zusammenhang zwischen Oberflächenmagnetismus und magnetischen Eigenschaften
Das Konzept und die Messung des Oberflächenmagnetismus
Das Oberflächenmagnetfeld, auch Oberflächenmagnetfeld genannt, bezeichnet die magnetische Induktionsstärke an einem bestimmten Punkt der Oberfläche eines Magneten, gemessen in Gauss Gs oder Tesla T (1T = 10.000 Gs). Das Magnetfeld ist der am einfachsten zu messende Parameter im täglichen Leben. Bei Magneten mit fester Größe wird die Leistung oft anhand des Magnetfelds beurteilt und verglichen. Bei manchen Magneten mit besonders großen oder kleinen Abmessungen und besonderen Formen, die sich nicht für Routinemessungen eignen, ist die Messung des Magnetfelds mit einem Messgerät sehr wichtig. Bei der Magnetfeldmessung sind die folgenden zwei Punkte für jeden wichtig: ■ Die Magnetfeldmessung gibt den Wert an, der erhalten wird, wenn ein Gauss-Messgerät einen bestimmten Punkt auf der Oberfläche eines Magneten berührt. Der Wert spiegelt den Magneten selbst auf dem Messgerät wider und stellt nicht die Gesamtleistung des Magneten dar. Das Oberflächenmagnetfeld eines Magneten variiert an verschiedenen Stellen. Bei Magneten mit regelmäßiger Form und nicht-multipolarer Magnetisierung wird in der Regel das zentrale Oberflächenmagnetfeld gemessen. Das Magnetfeld einer Uhr wird leicht von der äußeren Umgebung beeinflusst. Die Verwendung von Gauß-Messgeräten verschiedener Hersteller für denselben Magneten kann zu unterschiedlichen Messungen des zentralen Magnetfelds führen. Der gemessene Oberflächenmagnetismus desselben Magneten kann in unterschiedlichen Umgebungen variieren. Auch das zentrale Magnetfeld der Nord- und Südpole desselben Magneten ist unterschiedlich. Aus den beiden oben genannten Punkten lässt sich erkennen, dass die Messung des Magnetfelds nicht objektiv ist und die Leistung des Magneten nicht vollständig widerspiegeln kann. Es wird nicht empfohlen, sie als Bewertungsindikator für Produkttransaktionen zu verwenden.
Welche Beziehung besteht zwischen Oberflächenmagnetismus und magnetischen Leistungsparametern (wie Remanenz Br, Koerzitivfeldstärke Hc und maximalem magnetischen Energieprodukt (BH) max)? Kennen Sie eine mathematische Berechnungsformel? Diese beiden Fragen werden von Lesern häufig gestellt. Die Antwort auf die erste Frage lautet „Ja“, allerdings haben in der Vergangenheit manche Personen lediglich empirische Statistiken erstellt. Beispielsweise beträgt bei einem gesinterten Neodym-Eisen-Bor-Zylinder mit einem Längen-Durchmesser-Verhältnis von 1 die remanente magnetische Feldstärke Br das 2- bis 3-fache seiner Oberflächenfeldstärke. Diese Aussage kann jedoch keine strikte quantitative Beziehung herstellen. Die Beziehung zwischen Oberflächenmagnetismus und remanentem Magnetismus. Remanenter Magnetismus bezieht sich auf die magnetische Induktionsstärke, die in einem ferromagnetischen Material erhalten bleibt, wenn es durch ein externes Magnetfeld bis zur Sättigung magnetisiert und allmählich auf Null reduziert wird. Der vollständige Name lautet remanente magnetische Induktionsstärke (Br). Die Remanenz wird durch die Eigenschaften des Magneten selbst bestimmt und unter bestimmten Bedingungen bleibt die Remanenz desselben Magneten konstant und hat einen einzelnen Wert. Die Remanenz bestimmt in gewissem Maße den Oberflächenmagnetismus eines Magneten, ist aber bei Magneten mit gleicher Remanenz nicht unbedingt gleich. Der Oberflächenmagnetismus wird auch von Form, Größe und Magnetisierungsmethode des Magneten beeinflusst. Bei zwei Magneten mit identischer Form, Leistung und Größe hat derjenige mit dem höheren Restmagnetismus einen stärkeren Oberflächenmagnetismus. Bei zwei Magneten mit unterschiedlichen Formen, Eigenschaften oder Größen kann die Stärke des Restmagnetismus nicht einfach anhand der Höhe des Magnetfelds bestimmt werden.
Der Oberflächenmagnetismus von Magneten ist stets geringer als der Remanenzmagnetismus. Der Remanenzmagnetismus wird im geschlossenen Kreislauf geprüft, während der Oberflächenmagnetismus mit einem Gaußmeter im offenen Kreislauf gemessen wird. Da der Magnet selbst ein Entmagnetisierungsfeld aufweist, ist der maximale Oberflächenmagnetismus eines einzelnen Magneten deutlich geringer als sein Remanenzmagnetismus. Die maximale Remanenz gesinterter Neodym-Eisen-Bor-Magnete liegt derzeit bei etwa 14.000 Gs. Daher kann man mit Sicherheit sagen, dass die maximale Oberflächenmagnetisierung eines einzelnen Neodym-Eisen-Bor-Magneten 14.000 Gs nicht überschreiten kann. (Beachten Sie, dass es sich um einen einzelnen Magneten handelt. Bei einigen magnetischen Komponenten und Magnetanordnungen können spezielle Magnetkreisdesigns verwendet werden, um den Oberflächenmagnetismus des Magneten zu verbessern.)
Aufgrund des extrem hohen magnetischen Anisotropiefelds gesinterter Neodym-Eisen-Bor-Magnete sind die Magnetisierungsvektoren in der leichten Magnetisierungsrichtung angeordnet. Daher können wir ihn als gleichmäßig magnetisierten Körper betrachten und das Stromschalenmodell verwenden, um das vom Magneten im Raum erzeugte Magnetfeld zu berechnen. Derzeit basieren viele Online-Berechnungsmodelle für die Berechnung von Berechnungsformeln auf diesem Prinzip. Dabei werden jedoch zwei Annahmen zugrunde gelegt: Zum einen, dass der Magnet ein völlig gleichmäßig magnetisierter Körper ist, und zum anderen, dass die Entmagnetisierungskurve vollkommen gerade ist. Die Realität entspricht jedoch nicht ganz der Wahrheit, sodass die Berechnungsergebnisse in gewissem Maße von den tatsächlichen Messergebnissen abweichen können. Neben der Remanenz wird der Oberflächenmagnetismus eines Magneten stark von seiner Form und Größe beeinflusst, und die Berechnungsformel für den Oberflächenmagnetismus ist für Magnete unterschiedlicher Form unterschiedlich.