Holding, styring og frigjøring med magneter

Hva «oppgitt trekkraft» egentlig betyr

Tallet i en magnetannonse er vanligvis trekkraften målt vinkelrett mot en tykk, flat, slipt stålplate uten luftspalte. Prosjektet ditt ser nesten aldri slik ut. Et 1 mm lag med printet plast mellom magnet og stål, en tynn plate med malt stål i stedet for en tykk plate, eller en last som glir sidelengs i stedet for å trekkes rett av, reduserer alle holdekraften, ofte dramatisk.

Sidelengs belastning betyr mest i hverdagsprosjekter. En magnetisk verktøyliste på en vegg bærer verktøy med skjærkraft, og motstanden mot glidning avhenger i stor grad av friksjonen mellom flatene. Produsenter foreslår ofte at holdekraften mot skjær er en brøkdel av oppgitt trekkraft, ofte oppgitt til rundt en femdel til en fjerdedel på bart stål. Gummibelagte potmagneter finnes nettopp for å øke friksjonen.

Kvaliteter, varme og hvorfor magneten din ble svakere

Neodymjern-bormagneter ble presentert i 1984 og utviklet parallelt hos General Motors og Sumitomo Special Metals, der Masato Sagawa ledet arbeidet. Kvalitetsnumrene, som N35, N42 og N52, viser til maksimalt energiprodukt i megagauss-oersted. Høyere kvaliteter er sterkere ved samme størrelse, men de er ikke den eneste faktoren: en litt større N35-magnet kan gjøre det bedre enn en mindre N52.

Varme er den stille feilen. Standard N-magneter er vanligvis angitt til omtrent 80 °C. Limer du en inn i en del som står nær en oppvarmet printseng, et radiatorelement eller en loddestasjon, kan den miste styrke permanent. Kvaliteter med suffiks (M, H, SH og høyere) tåler høyere temperaturer. Hvis konstruksjonen står nær varme, sjekk datablad, ikke tittelen i annonsen.

Innretting: magneter som posisjonsangivelse

Et par magneter med motsatte poler som vender mot hverandre gjør to jobber samtidig: de holder og sentrerer. Lokk faller på plass, moduler klikker fast på en grunnplate, og utskiftbare verktøyhoder finner posisjonen sin uten pinner. For bedre repeterbarhet kan du kombinere magneter med et kinematisk oppsett, for eksempel tre kuler i tre V-spor, en idé knyttet til James Clerk Maxwell. La kulene posisjonere og magneten bare gi forspenning. Kulene styrer, magneten holder.

Halbach-arrayer: én sterk side

Ordne magnetene slik at magnetiseringen roterer trinn for trinn langs en rad, og feltet blir sterkere på den ene siden mens det i stor grad opphever seg på den andre. John Mallinson beskrev den ensidige effekten i 1973; Klaus Halbach utviklet arrays for partikkelakseleratorer ved Lawrence Berkeley Laboratory. For hobbyprosjekter kan et lite array bak en plate holde fast på forsiden mens det er svakt bak, noe som er nyttig nær elektronikk. Montering er det vanskelige: magnetene motarbeider deg, så bruk en utskrevet jigg og klem fast hver magnet etter hvert som du går videre.

Belegg, korrosjon og sikkerhet

NdFeB korroderer lett, så de fleste magneter har et belegg av nikkel-kobber-nikkel. Får du det sprukket med en presspasning eller en tang, kan rust begynne, særlig på kjøkken og bad. Lim magnetene inn i litt for store lommer i stedet for å tvinge dem inn.

Små, sterke magneter er en alvorlig svelgefare: to magneter som tiltrekker hverandre over tarmveggene kan gi alvorlige skader. Hold løse magneter unna barn og kjæledyr, kapsle dem helt inn i ferdige prosjekter, og hold sterke magneter unna pacemakere og andre implanterte medisinske enheter. Store magneter kan klemme huden hardt nok til å skade.

Illustrative dimensjoner, ikke verifiserte prosjektmålinger

Vår prototype for kabelholder brukte en 10 × 3 mm skive bak et 0.6 mm utskrevet skall. Det fungerte for en telefonkabel, men det ville ikke holdt en laderklump til en bærbar PC.

Feilmoduser å vente seg

«La geometrien bære lasten og magneten stå for intensjonen.»Puff Tinker Puzzle-notater fra verkstedet