Kwaliteit

De kwaliteit van een magneet komt overeen met het zogenaamde energieproduct. Het energieproduct is het product van de magnetische fluxdichtheid B en de magnetische veldsterkte H en is een fysische maat voor de magnetische energie die per volume-eenheid is opgeslagen. Magneten hebben een krachteffect dat evenredig is met hun energieproduct wanneer magneten van dezelfde grootte met elkaar worden vergeleken. Als twee magneten dezelfde grootte en vorm hebben, zal een magneet met tweemaal het energieproduct ook tweemaal het krachteffect hebben in vergelijking met een andere magneet.

Gauss-Oersted meeteenheid voor het energieproduct

Het energieproduct kan gemeten worden in Gauss-Oersted. 1 Gauss-Oersted is het product van de eenheid Gauss voor de magnetische fluxdichtheid (men zou ook de eenheid Tesla kunnen gebruiken) en de eenheid Oersted voor de magnetische veldsterkte. Vanwege de ongebruikelijke conversiefactor 1 Oersted = 79,577 A/m heeft het energieproduct in de standaardeenheden van energiedichtheid J/m³ een fundamenteel andere numerieke waarde dan in de eenheden Gauss-Oersted. Het volgende geldt: 1 000 Gauss-Oersted = 7,9577 J/m³.

Gewoonlijk hebben goedepermanente magneten enkele honderden kJ/m³ opgeslagen magnetische energie. Dit is enkele tientallen Mega-Gauss-Oersted (MGOe).

De kwaliteit specificeren met numerieke waarden en letters

De kwaliteit van een magneet wordt nu gespecificeerd als een getal. De numerieke waarde komt overeen met het energieproduct in de eenheid MGOe.

Naast de numerieke waarde voor het energieproduct wordt de opgegeven kwaliteit van een magneet vaak aangevuld met een letter om de maximale bedrijfstemperatuur aan te geven. De maximale bedrijfstemperatuur van permanente magneten is beperkt, omdat een permanente magneet ontstaat door remanentie na magnetisatie van een ferromagnetisch materiaal. De remanentie verdwijnt uiterlijk volledig wanneer de materiaalspecifieke Curietemperatuur wordt overschreden.

Er kan echter ook gedeeltelijke demagnetisatie optreden bij lagere temperaturen. Daarom mag de maximale bedrijfstemperatuur niet worden overschreden. De conventie is dat magneten met de letter N gebruikt kunnen worden tot 80 °C, M tot 100 °C, H tot 120 °C, SH tot 150 °C, UH tot 180 °C en EH tot 200 °C.

Voorbeelden van kwaliteitsaanduidingen

De kwaliteitsaanduiding N45 kenmerkt een magneet met een energieproduct van 45 MGOe (358 kJ/m³), die tot 80 °C kan worden gebruikt. Een dergelijke magneet met een dikte van enkele cm en een pooloppervlak van denoordpool of zuidpool van ongeveer 20 cm² zou een kleefkracht op zacht ijzer hebben van meer dan 1 000 N. Met zo'n magneet zou u dus een blok ijzer van 100 kg kunnen optillen. De letter N geeft echter aan dat de magnetische krachten verloren kunnen gaan boven 80 °C. De magneet zou ook als hij werd afgekoeld niet meer blijven vastzitten. Hij zou opnieuw gemagnetiseerd moeten worden.
Een magneet van graad M50 in plaats van N45 zou tot 100 °C gebruikt kunnen worden en zou ongeveer 10% meer magnetische energie hebben voor dezelfde grootte.

Aangezien de magnetische krachten afhankelijk zijn van de magnetische energie, hebben magneten met een hogere kwaliteit ook sterkere krachteffecten dan magneten met een lagere kwaliteit. In tegenstelling tot de N45-magneet is de M50-magneet daarom niet alleen beter bestand tegen hitte, maar zou hij ook ongeveer 10% meer kleefkracht hebben voor dezelfde grootte (hij heeft 50/45 = 1,11 keer het energieproduct en dus ook 1,11 keer het magnetische krachteffect).

De aangewezen kleefkracht hangt echter sterk af van de vorm van de magneet, de aard van de oppervlakken en de zuiverheid van het aangetrokken ijzer. Dit zijn geïdealiseerde, berekende waarden. Als het oppervlak van het ijzerblok ruw is of het materiaal gecoat is, of als de magneet geen vlak pooloppervlak heeft, wordt de houdkracht dienovereenkomstig verminderd.