Inducție magnetică Gauss

Inducție magnetică Gauss

Ce este Gauss?

Gauss este unitatea de măsură a inducției magnetice și exprimă valoarea densității fluxului magnetic. Mai simplu spus, valoarea Gauss a unui magnet reprezintă numărul liniilor câmpului magnetic pe cm2, emise de magnet. Cu cât valoarea Gauss este mai mare, cu atât vor fi mai multe linii de magnetism emise de magnet.

Unii comercianți afișează valoarea Gauss în dreptul magneților iar alții nu, însă este important de știut că atunci când valoarea Gauss este specificată, ea poate reprezenta două mărimi. Diferențele între cele două mărimi sunt întotdeauna foarte mari, de aceea este important să știți despre ce valoare Gauss este vorba. Pe site-ul nostru, magneo-smart.ro, acolo unde sunt specificate, aceste mărimi sunt numite astfel:

  1. Br – Remanența magnetică: densitatea fluxului magnetic în circuit închis
  2. B – Inducția magnetică: densitatea fluxului magnetic în circuit deschis

În esență, ambele mărimi arată numărul de linii de magnetism pe cm2, dar în condiții diferite. Br este o inducție magnetică remanentă, iar pentru claritate și evitarea confuziilor o vom numi mai departe Remanentă magnetică.

Br – Remanenta magnetică

Remanenta magnetică(Br) este o proprietate a oricărui magnet ce a fost magnetizat, reprezintă cantitatea de magnetism păstrată de magnet. Remanenta magnetică este calculată după ce a fost înlăturată forța magnetizatoare externă iar magnetul este încă în circuit închis total (mai multe despre procesul de producție în articolul "fabricarea magneților"). Prin circuit închis se înțelege un obiect feromagnetic ce conectează etanș polul Nord de polul Sud al magnetului. Magnetul este astfel scurtcircuitat, magnetismul curge de la Nord la Sud prin obiectul feromagnetic iar în aceste condiții nu avem câmp magnetic extern.

Câmp magnetic în circuit închis
Câmp magnetic în circuit închis

Remanența magnetică ne arată deci valoarea maximă teoretică a densității fluxului magnetic în circuit închis. Aceste valori ipotetice nu pot fi atinse la suprafață, cu atât mai puțin la distanță față de un magnet în aer liber.

B – Inducția magnetică

Prin inducție magnetică(B) înțelegem densitatea fluxului magnetic la suprafața unui magnet în circuit deschis (magnet în aer liber). Această mărime este dependentă de poziția în spațiu față de magnet, geometria magnetului și materialul din care este făcut magnetul. Valoarea cea mai mare o vom obține întotdeauna la suprafața magnetului, pe măsură ce ne depărtăm de acesta vom pierde considerabil din Gauss. Spre exemplu, discul 10x2 are la suprafață pe axa centrală o inducție magnetică de 2446 Gauss, pe când la distanță de doar 10 mm de suprafață magnetului inducția magnetică este de 188 Gauss.

Câmp magnetic în circuit deschis
Câmp magnetic în circuit deschis

Important de menționat este că densitatea fluxului magnetic (B) este mai mult o funcție de formă, de geometrie decât de dimensiune. Mai exact spus, valoarea Gauss este influențată de proporții și nu de volum. De exemplu discurile neodim 5x01 și 10x2 au valori Gauss ale inducției magnetice aproape egale (2440 ≈ 2446) în ciuda dimensiunilor diferite, iar asta deoarece rapoartele înălțime / diametru sunt egale. Magneții ce au distanța dintre poli mai mică vor avea în general o valoare Gauss mai mică în timp ce magneții cu distanța dintre poli mai mare vor avea valori mai mari ale inducției magnetice. De exemplu discul 10x5 are o inducție magnetică de 4650 Gauss.

În concluzie, un magnet mare și puternic nu are neapărat și o valoare Gauss mare. Surprinzător, un magnet mare și rău precum blocul 111x90x20 va avea o densitate a fluxului magnetic mai mică decât cea a unui cilindru minuscul 01x01.

Cum se determină densitatea fluxului magnetic?

Inducția magnetică B poate fi determinată:

  • Experimental cu ajutorul unui gaussmetru / teslametru
  • Teoretic cu ajutorul formulelor matematice sau cu ajutorul programelor ce implementează formule matematice.

Densitatea fluxului magnetic, numită și inducție magnetică, este o funcție ce depinde de forma magnetului, gradul magnetizării și poziția în spațiu față de magnet. Pentru formele geometrice mai puțin complexe, simetrice, inducția magnetică în lungul axei centrale poate fi calculată cu ajutorul unor formule cunoscute, ceva mai simple. Valorile afișate pe site-ul nostru vin din utilizarea acestor formule și arată inducția magnetică la suprafața magnetului, pe axa centrală. De exemplu, pentru discuri/cilindri am utilizat formula:

Diagrama inducției magnetice pentru cilindru
Diagrama inducției magnetice pentru cilindru
Formula inducției magnetice pentru cilindru
Formula inducției magnetice pentru cilindru

unde,

  • B – inducția magnetică
  • r – raza discului
  • t – înălțimea discului pe direcția magnetizării
  • x – distanța față de suprafața magnetului (ia valoarea 0 pentru a măsura B la suprafață)

Pentru formele geometrice complexe formulele devin mult mai complicate iar pentru determinarea inducției magnetice se utilizează programe specializate.

Știind acum că inducția magnetică este funcție și de poziția în spațiu, adică depinde foarte mult de punctul în care o măsurăm, deducem că formularea "magnet cu inducție magnetică B" nu are foarte mare relevanță dacă nu specificăm și distanța. Corect și complet este "magnet cu inducție magnetică B la suprafață" sau "magnet cu inducție magnetică B la distanța x".

Când este importantă valoarea Gauss?

Dacă nu doriți să utilizați magneții la magnetoterapie și nici într-o aplicație pretențioasă sau la un experiment mai complicat, atunci valoarea inducției magnetice nu are relevanță. Majoritatea celor ce caută un magnet neodim de regulă doresc să fixeze diverse lucruri, de aceea comercianții pun, în general, accent mai mult pe forță decât pe valoarea inducției magnetice. Totuși, dacă vă numărați printre cei pentru care performanța Gauss a unui magnet prezintă interes, recomandarea noastră este să considerați valorile prezentate pe site-urile comerciale orientative. Nu trebuie să uitați că valorile afișate sunt determinate pentru un punct discret în spațiu (de regulă pe suprafața magnetului, pe axa centrală în zona polilor), ceea ce de multe ori nu este suficient pentru a descrie complexitatea câmpului magnetic tridimensional ce învăluie magnetul. Atunci când magnetul este integrat într-o aplicație, obiectele feromagnetice sau magneții din apropiere pot schimba foarte mult dimensiunea și forma câmpului magnetic.

Toate comentariile

Răspunde