Qualità

La qualità di un magnete corrisponde al cosiddetto prodotto energetico. Il prodotto energetico è il prodotto della densità di flusso magnetico B e dell'intensità del campo magnetico H ed è una misura fisica dell'energia magnetica immagazzinata per unità di volume. I magneti hanno un effetto di forza proporzionale al loro prodotto energetico quando vengono confrontati magneti della stessa dimensione. Se due magneti hanno le stesse dimensioni e la stessa forma, un magnete con un prodotto energetico doppio avrà anche un effetto di forza doppio rispetto a un altro magnete.

Unità di misura GaussOersted per il prodotto energetico

Il prodotto energetico può essere misurato in GaussOersted. 1 GaussOersted è il prodotto dell'unità Gauss per la densità di flusso magnetico (si potrebbe anche usare l'unità Tesla) e dell'unità Oersted per l'intensità del campo magnetico. A causa dell'insolito fattore di conversione 1 Oersted = 79,577 A/m, il prodotto di energia nelle unità standard di densità di energia J/m³ ha un valore numerico fondamentalmente diverso rispetto alle unità GaussOersted. Vale quanto segue: 1 000 GaußOersted = 7,9577 J/m³.

In genere, i magneti permanenti) di buona qualità hanno diverse centinaia di kJ/m³ di energia magnetica immagazzinata. Si tratta di diverse decine di mega GaussOersted (MGOe).

Indicazione della qualità tramite valori numerici e lettere

La qualità di un magnete è ora specificata come numero. Il valore numerico corrisponde al prodotto energetico nell'unità MGOe.

Oltre al valore numerico del prodotto energetico, la qualità specificata di un magnete include spesso una lettera che indica la temperatura massima di funzionamento. La temperatura massima di funzionamento dei magneti permanenti è limitata, poiché un magnete permanente si crea per rimanenza dopo la magnetizzazione di un materiale ferromagnetico. La rimanenza scompare completamente al più tardi quando viene superata la temperatura di Curie specifica del materiale.

Tuttavia, una smagnetizzazione parziale può verificarsi anche a temperature inferiori. Pertanto, la temperatura massima di esercizio non deve essere superata. Per convenzione, i magneti con la lettera N possono essere utilizzati fino a 80 °C, M fino a 100 °C, H fino a 120 °C, SH fino a 150 °C, UH fino a 180 °C e EH fino a 200 °C.

Esempi di denominazioni di qualità

La denominazione di qualità N45 caratterizza un magnete con un prodotto energetico di 45 MGOe (358 kJ/m³), che può essere utilizzato fino a 80 °C. Con uno spessore di pochi cm e un'area del polo nord o del polo sud di circa 20 cm², un magnete di questo tipo avrebbe una forza adesiva di oltre 1 000 N sul ferro dolce. Si potrebbe quindi sollevare un blocco di ferro di 100 kg con un magnete di questo tipo. Tuttavia, la lettera N indica che le forze magnetiche possono andare perse al di sopra degli 80 °C. Il magnete non si attaccherebbe più. Il magnete non si attaccherebbe nemmeno quando si raffredda. Dovrebbe essere nuovamente magnetizzato.
Un magnete di grado M50 invece di N45 potrebbe essere utilizzato fino a 100 °C e avrebbe circa il 10% di energia magnetica in più a parità di dimensioni.

Poiché le forze magnetiche dipendono dall'energia magnetica, i magneti di qualità superiore hanno effetti di forza maggiori rispetto a quelli di qualità inferiore. A differenza del magnete N45, il magnete M50 non solo è più resistente al calore, ma avrebbe anche una forza di tenuta superiore di circa il 10% a parità di dimensioni (ha 50/45 = 1,11 volte il prodotto energetico e quindi anche 1,11 volte l'effetto di forza magnetica).

Tuttavia, la forza di adesione indicata dipende fortemente dalla forma del magnete, dalla natura delle superfici e dalla purezza del ferro attratto. Si tratta di valori calcolati e idealizzati. Se la superficie del blocco di ferro è ruvida o il materiale è rivestito, o se il magnete non ha una superficie polare piatta, la forza di adesione si riduce di conseguenza.