Aký je vedecký vzťah medzi veľkosťou neodymského magnetického kruhu a jeho magnetickou pevnosťou?

1. Základná definícia magnetickej sily
Sila povrchového magnetického poľa (jednotka: Gauss alebo Tesla): Označuje veľkosť magnetického poľa na povrchu magnetu, ktoré priamo ovplyvňuje adsorpčnú silu alebo silu na vonkajší objekt.
Magnetický tok (jednotka: Weber): V súvislosti s objemom magnetu. Čím väčší je objem, tým vyšší je celkový magnetický tok.
Produkt magnetickej energie (BHMAX): Parameter, ktorý meria kapacitu skladovania energie magnetu, ktorá je určená remanenciou (BR) a donucovacou silou (HC) samotného materiálu.

Neodymiový kruhový magnet

2. Vplyv parametrov veľkosti na magnetickú silu
Vonkajší priemer (OD) a vnútorný priemer (ID):
Zvýšenie vonkajšieho priemeru: Zvýšte prierezovú plochu magnetu (kruhová plocha prierezu = π × (OD²-id²)/4), celkový magnetický tok sa podľa toho zvyšuje, ale povrchové magnetické pole môže byť mierne znížená v dôsledku difúzie distribúcie magnetického poľa.
Zvýšenie vnútorného priemeru: Pri rovnakom vonkajšom priemere zvýšenie vnútorného priemeru zníži objem magnetu, čo vedie k zníženiu celkového magnetického toku, ale magnetické pole v centrálnej ploche môže byť koncentrovanejšie (napríklad ak je axiálne magnetizovaný).
Hrúbka (výška):
Zvýšenie hrúbky sa priamo zvýši objem magnetu, čím sa zvýši celkový magnetický tok. Sila povrchového magnetického poľa sa však nezvyšuje lineárne, pretože útlm magnetického poľa je nepriamo úmerné štvorcovi vzdialenosti a nadmerná hrúbka môže spôsobiť, že distribúcia magnetického poľa sa rozptyľuje.

3. Smer magnetizácie a distribúcia magnetického poľa
Axiálna magnetizácia (magnetické pole pozdĺž smeru hrúbky kruhu):
Magnetické pole je koncentrované na oboch koncoch krúžku (horné a dolné povrchy) a magnetické pole v oblasti stredného otvoru je slabé. Zvýšenie hrúbky rozšíri dráhu magnetického poľa a môže mierne znížiť pevnosť magnetického poľa povrchu.
Radiálna magnetizácia (magnetické pole pozdĺž obvodu kruhu):
Magnetické pole sa sústreďuje na povrchy vnútorného a vonkajšieho priemeru krúžku. V tejto dobe bude rozdiel medzi veľkosťou medzi vnútorným priemerom a vonkajším priemerom ovplyvniť uniformitu magnetického poľa a menší vnútorný priemer môže viesť k silnejšej koncentrácii vnútorného magnetického poľa.

4. Demagnetizačný poľný efekt (demagnetizujúce pole)
Reverné magnetické pole generované tvarom samotného magnetu oslabuje účinnú silu magnetického poľa.
Demagnetizačný faktor kruhového magnetu súvisí s jeho pomerom strán (hrúbka/priemer). Tenšie magnetické krúžky majú silnejšie demagnetizačné polia, ktoré môžu spôsobiť, že skutočná magnetická sila je nižšia ako teoretická hodnota; Hrubšie magnetické krúžky majú slabší demagnetizačný účinok a magnetická sila je bližšie k teoretickému výkonu materiálu.

5. Matematický model a empirické právo
Vzorec magnetického toku: celkový magnetický tok φ ≈ Br × A (A je oblasť prierezu), čo naznačuje, že vonkajší priemer a vnútorný priemer nepriamo určujú magnetický tok ovplyvnením prierezovej plochy.
Odhad morálneho poľa Magnetického poľa: Pre axiálne magnetizované magnety krúžkov sa povrchová sila magnetického poľa (b) blíži k remanencii (BR), keď sa zvyšuje hrúbka, ale ovplyvnená demagnetizačným poľom, skutočná hodnota je zvyčajne 50% ~ 80% BR.
Limit veľkosti: Ak je veľkosť magnetu príliš malá (napríklad mikro krúžky), hraničný účinok materiálu zŕn a presnosť spracovania môžu spôsobiť významné zníženie magnetických vlastností.

6. Kompromisy v praktických aplikáciách
Motory a generátory: Vyžaduje sa vysoký magnetický tok a zvyčajne sa vyberajú magnetické krúžky s väčšími vonkajšími priemermi a hrúbkami, ale musia sa zvážiť priestorové obmedzenia a straty vírivého prúdu.
Senzory a magnetické spojenie: spoliehanie sa na vysokú povrchovú silu magnetického poľa, menšie vnútorné priemery a tenšie magnetické krúžky môžu byť vybrané na koncentráciu magnetického poľa.
Magnetická adsorpcia: celkový magnetický tok (adsorpčná sila) a gradient magnetického poľa (akčná vzdialenosť) je potrebné vyvážiť. Napríklad zvýšenie hrúbky môže predĺžiť adsorpčnú vzdialenosť, ale je potrebné ju optimalizovať pomocou magnetického vodivého materiálu.

7. Prípad experimentálneho overovania
Vonkajší priemer je fixovaný, zmeny vnútorného priemeru: vnútorný priemer sa zvyšuje z 5 mm na 15 mm (vonkajší priemer 30 mm), celkový magnetický tok klesá o približne 40%, ale sila magnetického poľa v centrálnej oblasti sa zvyšuje o 20% (axiálna magnetizácia).
Hrúbka sa zdvojnásobila: hrúbka sa zvyšuje z 5 mm na 10 mm (vonkajší priemer 20 mm, vnútorný priemer 10 mm), sila povrchového magnetického poľa sa zvyšuje zo 4500 gauss na 6000, ale keď sa naďalej zvyšuje na 15 mm, iba sa zvyšuje na 6300 gauss a zvýšenie rýchlosti sa spomalí.0