同じ性能、同じ体積の磁石は磁力も同じでしょうか？ネットではNdFeB磁石の磁力は自重の640倍と言われていますが、これは本当でしょうか？
この質問は実際には拡張可能で、つまり、磁石の吸引力に関係する要因は何かということになります。まず、磁石は強磁性材料に対してのみ吸引力を持つことを明確にする必要があります。室温で強磁性材料は、鉄、コバルト、ニッケル、およびそれらの合金の 3 種類だけです。非強磁性材料には吸引力はありません。
吸引力を計算するためのいくつかの公式はインターネット上で見つけることができます。
F=k*B²*S/2
F=0.577*S*B²
これらの式は正確でしょうか? 答えは不正確ですが、傾向は正しいです。磁石の吸引力の大きさは、磁場の強さと吸着面積に関係しています。磁場の強さが大きいほど、吸着面積が大きくなり、吸引力も大きくなります。
では次の質問は、同じ体積の磁石、平らな磁石、円筒形の磁石、細長い磁石の場合、吸引力は同じか、ということです。そうでない場合、どの磁石の吸引力が最大でしょうか。
まず、吸引力は同じではないことは確かです。どの吸引力が最大でしょうか？最大磁気エネルギー積の定義と結び付ける必要があります。磁石の作業点が最大磁気エネルギー積に近い場合、磁石は最大の仕事エネルギーを持ちます。磁石の吸着力も仕事の現れであるため、対応する吸引力も最大になります。ここで注意すべき点は、吸引対象物は磁極の大きさを完全に覆うのに十分な大きさである必要があるため、吸引対象物の材質、大きさ、形状などの要素は無視できるということです。
磁石の作用点が最大磁気エネルギー積点にあるかどうかをどのように判断するのでしょうか。磁石が被吸着物と直接吸着している状態の場合、その吸着力は空隙磁場の大きさと吸着面積によって決まります。円筒形の磁石を例にとると、H/D≈0.6、中心Pc≈1のとき、最大磁気エネルギー積の作用点に近いときに吸引力が最大になります。これは、磁石は通常、吸着剤として比較的平らな形状に設計されるという規則にも合致しています。N35 D10*6磁石を例にとると、FEAシミュレーションでは、吸着された鉄板の吸引力が約27Nであることが計算され、これは同体積の磁石の最大値、つまり自重の780倍にほぼ達しています。
正方形の磁石は円形の磁石に似ており、吸着対象物に直接吸着すると、中心Pc≈1、つまり最大磁気エネルギー積作用点に近くなり、吸引力は10*10*6.5や15*10*8など、同じ体積の磁石の最大値に達します。
もちろん、上記は磁石の単極の吸着状態のみです。多極着磁の場合、吸引力は全く異なります。多極着磁の吸引力は単極着磁の吸引力よりはるかに大きくなります（吸着対象物との距離が近いことを前提としています）。
同じ体積の磁石を多極着磁すると、なぜ吸引力が大きく変わるのでしょうか。その理由は、吸着面積Sは変わらないのに、吸着対象物を通過する磁束密度B値が大幅に増加するためです。下の磁力線図から、多極着磁磁石の鉄板を通過する磁力線の密度が大幅に増加していることがわかります。N35 D10*6磁石を例にとると、双極着磁になっています。鉄板を吸着するFEAシミュレーションの吸引力は、自重の約1100倍です。
磁石を多極磁石にすると、各極はより薄い磁石に相当し、そのPc値は変化します。全体のサイズのPc値に基づいて計算することはできなくなります。したがって、その最適なサイズはH / D≈0.6ではなく、より平らな磁石になります。具体的なサイズは、多極磁化方法と極数に関係しています。