Magneetkrachten
Laro stelde deze vraag op 03 november 2013 om 21:58.Kan iemand mij vertellen hoe ik de grootste afstotingskracht kan berekenen die tussen twee magneten optreed met gelijke poolzijden terwijl ik ze naar elkaar toe beweeg?
Is dat soms gelijk aan de maximale houdkracht?
Voorbeeld magneten, twee staafmagneten magnetisering N38, houdkracht 6,4 Kg. 12 mm.x 60 mm.
Reacties
Het probleem bij berekeningen met natuurlijke magneten is dat een noordpool nooit zonder zuidpool komt. Elke pool heeft zijn eigen aantrekkings- of afstotingskracht op een andere magneetpool.
Dus de noordpool van een staafmagneet stoot de noordpool van een andere staafmagneet af. Maar tegelijk trekt zijn iets verder gelegen zuidpool de noordpool van de andere staaf aan. En ditto zal de noordpool ook de zuidpool van die andere magneet aantrekken.
Dat samenspel van 2 noordpolen en 2 zuidpolen in elkaars buurt die elkaar afstoten en aantrekken, geeft een complex geheel waardoor de kracht waarmee een magneet de andere magneet aantrekt of afstoot, veel ingewikkelder is dan wanneer we met losse noord- en zuidpolen zouden kunnen werken.
Magneetfabrikanten doen trouwens wel vaak alsof er monopolen zijn: zij gebruiken formules alsof je "magnetische lading" op een magnetische pool kunt aanbrengen: poolsterkte (in Wb) - de formules, hoewel niet op de fysische werkelijkheid gebaseerd, voldoen redelijk en zijn al in de 16e eeuw door Gilbert gebruikt die nog niet beter wist).
Als je net doet alsof je alleen een noordpool tegen een andere losse noordpool probeert te duwen, dan kun je aannemen dat de kracht F evenredig is met beide poolsterkten en omgekeerd evenredig met de afstand:
F = k .p1p2/r2 (newton)
waarbij p de poolsterkte is (Wb) en r de afstand (m). De factor k is een constante (= μ/(4π) - zie bijv. http://en.wikipedia.org/wiki/Force_between_magnets )
Maar de formule wordt verstoord door de aanwezigheid van de zuidpolen die de noordpolen aantrekken (en elkaar weer afstoten).
Dus een simpele formule voor de afstotingskracht is niet zomaar te geven...
als je die formule van hierboven vergelijkt met wat je in die wikipedialink leest:
https://en.wikipedia.org/wiki/Force_between_magnets#Force_between_two_magnetic_poles
dan blijkt die k een samenraapsel van twee constanten, nl 4π respectievelijk µ , waarbij die µ dan de magnetische permeabiliteit van het medium voorstelt (in tesla meter per ampere, henry per meter of newton per ampere kwadraat). Dat is een stofeigenschap en moet op te zoeken zijn.
groet, Jan
ongeveer halverwege zoomen ze wat in op de magneet achter de draaiende band
of deze, wellicht ook bij jou thuis, in keukenkastjes of kleerkasten:
https://www.magnetenkopen.nl/magneten-voor-meubels/
groet, Jan
Twee afstotende polen, dus blijkbaar 2 magneten waarvan wellicht de N polen naar elkaar zijn gericht.
Als op 1,50 m nog een merkbare kracht is, dan zal die kracht de beide magneten verder uiteen drijven met toenemende snelheid, net zolang tot er geen kracht meer is (theoretisch: nooit). Dan houden de magneten hun tot dan toe bereikte snelheid.
Als de kracht wordt tegengewerkt door wrijving van de magneet op de grond of omdat de magneet zit vastgeplakt of gespijkerd, dan wordt die resterende kracht gecompenseerd door een tegenkracht van die wrijving/lijm/spijker.
Wat die kracht zou moeten zijn hangt dus af van
- de sterkte van beide afstotende magneetpolen
- de sterkte van de iets verder liggende aantrekkende tegenpolen (geen N pool zonder Z pool)
- de tegenkrachten als wrijving op de magneet. Geen tegenkracht: magneten worden tot het oneindige weggeduwd (wel steeds minder versneld: a = F/m )
De kracht van de magneet is 16,7 N
Gewicht is 1,8240 gram
De kracht en gewicht van beide magneten is hetzelfde
Ik neem aan dat op de bovenste magneet Fz werkt, in dat geval zou dat dan Fz= g*m=9,81*0,0018240=0,01789344 N zijn
Maar hij wordt naar boven gestoten door de afstotingskracht tussen de twee magneten. Hoe bereken ik dan de afstand?
Dat is maar op 1 plek zo en voor 1 andere magneet die zich op die plek bevindt. De magnetische veldsterkte verandert naar mate de afstand tot diens polen wijzigt.
Er is ook geen simpele formule om de veldsterkte op afstand X (en onder hoek Y) vanaf een pool (met poolsterkte Z) te bepalen.
Uit je opstelling blijkt dat het gewicht naar beneden van de bovenste magneet wordt gecompenseerd door een magnetische kracht omhoog veroorzaakt door het veld van de onderste magneet.
Wat de afstand is waarbij die krachten in evenwicht zijn, hangt af van de (pool)sterkte van beide magneten en de verdeling van die polen over het materiaal ("uitgesmeerd" over een oppervlak of geconcentreerd in een punt).

Bijlagen:
Niels
.//.. in de buurt kan komen voor de afstand? hou het op max enkele centimeters.
Magneetvelden worden op afstand héél snel zwakker.
Er zullen vast wel simulatieprogramma's zijn die met deze gegevens een redelijke schatting kunnen maken. Op een papiertje rekenend is er geen beginnen aan.
Groet, Jan
De waarde 10,8 kOe bHc zegt dat een veldsterkte van 10,8 kOe (oude eenheid oersted, tegenwoordig Tesla, 1 T = 104 Oe) nodig is om de magnetische inductie B op te heffen (vectorieel resultante nul te geven). Aan het oppervlak is de veldsterkte dan 10,8 kOe.
De waarde 14 kOe voor iHc is nodig om de magnetische polarisatie op te heffen, d.w.z. het interne magneetveld van dat neodynium magneetje zo te ontregelen dat de magneet geen magneet meer is.
Groet Niels