Onko magneettien välinen vetovoima yhtä suuri kuin hylkimisvoima?
Magneettien välinen vetovoima on hieman voimakkaampi kuin hylkimisvoima.
Tämä johtuu magneetin alkeismagneettien suuntautumisesta.
Sekä magneettien vetovoima että hylkimisvoima heikkenevät huomattavasti etäisyyden kasvaessa.
Sisällysluettelo
Alkeismagneettien normaali suuntaus
Kun kaksi samanlaista magneettia koskettaa toisiaan, on erimerkkisten napojen välinen vetovoima 5–10 % suurempi kuin samanmerkkisten napojen välinen hylkimisvoima.
Tämä johtuu siitä, miten alkeismagneetit ovat suuntautuneet magneetissa.
Yksittäisessä magneetissa alkeismagneetit ovat suunnilleen yhdensuuntaisia keskenään.
Mitä säännöllisemmin alkeismagneetit ovat suuntautuneet, sitä suurempi on magneetin "voima".
Magneettien vetovoima
Alkeismagneettien parempi suuntautuminen vetovoiman aikana
Kun kaksi erimerkkistä magneettinapaa vetävät toisiaan puoleensa, toinen magneetti tukee elementtimagneettien rinnakkaista suuntautumista toisessa magneetissa.
Tämän seurauksena molemmat magneetit vahvistuvat hieman.
Magneettien hylkiminen
Alkeismagneettien huonompi suuntautuminen hylkimistilanteessa
Kun kaksi samanlaista magneettinapaa hylkivät toisiaan, toinen magneetti häiritsee toisen magneetin alkeismagneettien rinnakkaista suuntausta.
Tämän seurauksena molempien magneettien voima heikkenee hieman.
Kun magneetit kuitenkin viedään riittävän kauas toisistaan, ne palauttavat alkuperäisen järjestyksensä ja näin myös alkuperäisen voimansa.
Kun kahden magneetin välinen etäisyys kasvaa, toisen magneetin vaikutus elementtimagneetteihin heikkenee merkittävästi. Tällöin vetovoima ja hylkimisvoima ovat lähes yhtä suuret (katso taulukko alla).
Konkreettinen laskuesimerkki
Laskuesimerkki suurella kiekkomagneetillamme S-45-30-N vahvistaa: Magneetin vetovoima (sininen) on hieman suurempi kuin hylkimisvoima (vaaleanpunainen). Neljän senttimetrin etäisyydellä sekä vetovoima että hylkimisvoima ovat noin 5 kg.
| Etäisyys | Vetovoima | Hylkimisvoima |
| 0 cm | 78 kg | 72 kg |
| 1 cm | 30 kg | 28 kg |
| 2 cm | 15 kg | 14 kg |
| 4 cm | 5 kg | 5 kg |
x-akseli = etäisyys [mm]
y-akseli = voima [kg]
sininen käyrä = vetovoima
vaaleanpunainen käyrä = hylkimisvoima
vaaleanpunainen käyrä = hylkimisvoima
Huomautus: Tämän magneetin ilmoitettu pitovoima 78 kg perustuu käsin tehtyyn mittaukseen. Verkkokaupassamme ilmoitamme kuitenkin viralliseksi pitovoimaksi "vain" 69 kg. Tämä arvo on laskettu matemaattisen kaavan avulla. Ilmoitamme kaupassa aina näistä kahdesta arvosta pienemmän, jotta vältyttäisiin pettymyksiltä (katso UKK-sivu aiheesta pitovoiman mittaus).
Jos etsit lisätietoa magneettien välisestä vetovoimasta ja hylkimisestä, suosittelemme lukemaan tutkimusartikkelin Journal of Magnetism and Magnetic Materials -lehdessä.
Englanninkielisessä artikkelissa nimeltä "Equations for the approximate calculation of forces between cuboid magnets" RWTH Aachenin tutkijat ovat kehittäneet yksinkertaisen yhtälön magneettien välisten voimien likimääräiseen laskemiseen.
Vaikutus käytäntöön
Sekä vetovoima että hylkimisvoima heikkenevät etäisyyden kasvaessa erittäin nopeasti. Siksi vain hyvin monilla suurilla magneeteilla on mahdollista pitää raskaita esineitä, kuten sänkyjä, ilmassa hylkimisvoiman avulla.Vertailun vuoksi: Asiakasprojektissa Tuoli magneettijousituksella
käytettiin kahdeksaa kiekkomagneettiamme S-45-30-N pelkästään pienen tuolin magneettiseen leijutukseen.
Asiakasprojektista näkyy myös hyvin, että hylkivät magneetit tarvitsevat aina ohjauksen.
Muutoin ne kääntyvät ja tarttuvat toisiinsa kiinni.
Havainnollistavia esimerkkejä
Asiakasprojekteja, jotka käsittelevät erityisesti hylkimisilmiötä, löydätte avainsanalistasta kohdasta "työntää pois". Alla yksi esimerkki.Lisätietoa magneeteista
Jos haluatte perehtyä tarkemmin magneetteihin ja niiden ominaisuuksiin, löydätte esimerkiksi näiltä UKK-sivuilta hyödyllistä tietoa:
