چگونه قدرت یک آهنربای دایم یا برقی را به صورت تئوری تشخیص دهیم:

مگنت ها عموما در موتورها، یخچال ها، کارت های اعتباری و لوازم الکتریکی مانند گیتاربرقی، باندهای استودیوها، هارد درایورهای کامپیوتر و…. استفاده می شوند. آنها می توانند مگنت های دائمی ساخته شده از آلیاژهای خاکی و آهنی باشند و یا به صورت برق الکترومگنت شوند. جریان برق در سیم پیچ حول یک هسته آهنی این خاصیت الکترومگنت بودن را فراهم می کند.

در تعیین قدرت یک آهنربا، فاکتورهایی دخیل است و برای اندازه گیری این فاکتورها، روش هایی ساده وجود دارد. دراین مقاله به این فاکتورها و روش ها می پردازیم:

روش اول:

شناسائی فاکتورهایی که روی قدرت آهنربا تاثیر دارند.

1. در نظرداشتن خواص آهنربا: خواص مغناطیسی بااستفاده از این ویژگی ها شرح داده می شود:

الف) خاصیت بازدارندگی مغناطیسی(HC): این عدد نشان می دهد که آهنربا تحت تاثیر چه میدان مغناطیسی، خاصیت خود را از دست می دهد و دی مگنت می شود. هرچه این عدد بزرگتر باشد، مگنت سخت تر دی مگنت می شود.

ب) چگالی پسماند شارمغناطیسی(Br): این بیشترین چگالی شار است که می تواند آهنربا تولید کند.

ج) در رابطه با چگالی شار مغناطیسی، انرژی مغناطیسی کل مطرح می شود(B_max): هرچه این عدد بزرگتر باشد، آهنربا قدرتمند تر است.

ضریب دمای چگالی پسماند شار مغناطیسی(T_coet of Br) که میزان درصد کاهش قدرت مغناطیسی یک آهنربا را در برابر افزایش دما نشان می دهد. برای مثالT_coet of 0.1 . یعنی به ازای هر 100درجه سانتی گراد افزایش دمای مگنت (180درجه فارنهایت) 10%از قدرت مگنت کاسته می شود.

د) بیشترین دمای کارکرد آهنربا(T_max ): بیشترین دمای محیط است که تا این دما، آهنربا بدون از دست دادن میدان و قدرت خود، عمل می کند. البته مگنت مقداری از قدرت خود را از دست می دهد که غیرقابل کنترل است ولی قابل جبران است. به این معنی که اگر دما کمتر از (T_max)شود،آهنربا می تواند قدرت خود را بازیابی کند. اما اگر به آهنربا دمائی بیشتر از دمای(T_max)داده شود، آهنربا مقداری از قدرت خود را از دست می دهد که غیرقابل بازگشت است. این میزان تلفات به مقدار افزایش دما و زمان نگهداری آهنربا در آن دما بستگی دارد.

ه) دمای کوری(T_c): دمائی که مگنت به محض رسیدن به این دما کاملا دی مگنت می شود و خاصیت خود را کامل از دست می دهد.

1. B) به نوع متریال آهنربا نیز دقت داشته باشید. آهنرباهای دائم از موارد زیر ساخته شده اند:

الف) نئودییوم آهن بور: این نوع مگنت بیشترین چگالی شارژ دارد (1280گاوس). با خاصیت بازدارندگی مغناطیسی 12300اورستد و چگالی انرژی (40). اما برخلاف این قدرت،کمترین میزان دمای کارکرد و دمای کوری را دارد که به ترتیب 150درجه(درحالت بیشینه) و 310 (درحالت بیشینه) است.همچنین ضریب دمائی آن12/0- است.

ب) ساماریوم کبالت : در جایگاه بعدی قرار دارد و دارای خاصیت بازدارندگی 9200 اورستد است، اما دارای بیشترین چگالی شار گاوس10500 و ماکزیمم چگالی انرژی 26 است. بیشترین دمای کاری آن ها از آهنرباهای نئودییوم به مراتب بالاتر است. (300درجه سانتی گراد). .همچنین دمای کوری آن 750درجه سانتی گراد است. ضریب دمائی آن 04/0 – است.

ج) آلنیکو: یک الیاژ آلومینیوم نیکل کبالت دارد.بیشترین چگالی شار این خانواده نزدیک به نئودییوم است؛ یعنی12500گاوس .اما به مراتب خاصیت بازدارندگی کمتری دارد و حدود 640 اورستد است. در نتیجه چگالی انرژی آن به مقدار بیشینه 505 می‌رسد.  با این حال نسبت به سایرین بیشترین دمای کاری و کوری را دارد که به ترتیب540 و860 درجه سانتی گراد است.ضریب دمائی آن 02/0- است.

د) سرامیکی(فریت): کمترین چگالی شار و چگالی انرژی را دارد که به ترتیب3900و5/3 می باشد. اما خاصیت بازدارندگی آن از آلنیکو بهتر است (3200 اورستد). دمای کاری این خانواده با ساماریوم کبالت تقریبا برابر است. اما دمای کوری پایین تری دارد که به ترتیب250و460درجه سانتی گراد است. ضریب دمائی آنها 02/0- است و این یعنی نسبت به همه آهنرباها، در مقابل دما، زودتر خاصیت خود را از دست می دهند.

حال به بحث پیرامون مقدار قدرت الکترومگنت ها با مشاهده ی مواد و ظاهر آنها می پردازیم:

شناسائی فاکتورهائی که برروی قدرت مغناطیسی میدان مگنت تاثیر دارد:

1. 1. A) تعداد دورهای سیم پیچ حول هسته ی الکترومغناطیسی: هرچه تعداد دورهای سیم پیچ نسبت به طول هسته، بیشتر باشد، میدان مغناطیسی آن قوی تر است. الکترومگنت های صنعتی ،سیم پیچ قابل توجهی حول یک هسته ی خاص دارند. یک الکترومگنت ساده با سیم روکش دار حول یک میخ آهنی و ایجاد جریان توسط یک باتری در سیم،ایجاد می شود

B) میزان جریان در سیم: توسط یک مولتی متر می توانید این مسئله را بررسی کنید. هرچه جریان بیشتر باشد، الکترومگنت قوی تر است. در اصل مقدار امپر جریانی در هر متر پارامتری است که قدرت مغناطیسی میدان الکترومگنت را مشخص می کند. این عدد یک مقیاس کلی برای هر الکترومگنت است. یعنی مقدار جریان و سیم پیچ را همزمان مورد