Od teórie k praxi

Ak sa chystáte pracovať s magnetmi, oplatí sa vedieť, čo stojí za číslami, ktoré opisujú ich silu. Sila magnetu totiž nie je len jedno číslo – závisí od viacerých faktorov. Tento sprievodca vám prinesie praktické informácie, ktoré vám uľahčia pochopenie teórie aj jej využitie v praxi.

Uprednostňujete čítanie? Obsah videa nájdete v článku:

---

V katalógoch a špecifikáciách magnetov sa často stretávame s pojmami ako sila v kilogramoch, ale aj s fyzikálnymi jednotkami ako Tesla (T) či Gaus (Gs). Tesla a Gaus opisujú, aká silná je magnetická sila v určitom bode pri magnete. Keďže však v rôznych miestach okolo magnetu má pole inú hodnotu, nedajú sa tieto jednotky použiť na určenie celkovej sily magnetu jedným číslom. Preto majú Tesla a Gaus význam najmä pre vedcov a technikov pri výskume a presných výpočtoch, no pre bežného používateľa sú ťažko využiteľné. V našom e-shope preto uvádzame silu magnetu v kilogramoch. Tento údaj hovorí, aké ťažké závažie by magnet udržal proti gravitácii, kým by sa od podložky neodtrhol. Predstaviť si to môžete tak, že keď magnet chytíte rukou a ťaháte, odpor, ktorý cítite, je podobný zdvíhaniu závažia s rovnakou hmotnosťou.

---

Hodnota sily magnetu uvedená v katalógu vyjadruje maximálnu silu nameranú v ideálnych laboratórnych podmienkach. V praxi je však výsledok často nižší. Závisí to od viacerých faktorov – najmä od kvality a hrúbky podložky, od smeru, akým magnet odtrhávame, a od toho, ako dobre magnet prilieha k povrchu.

• Materiál a hrúbka podložky

  [01:38]
  

Aby magnet držal plnou silou, podložka by mala byť z mäkkej, nelegovanej ocele (bežnej konštrukčnej ocele bez prímesí), ktorá výborne vedie magnetický tok. Naopak, nerezová oceľ je pre magnet menej vhodná – v závislosti od jej typu môže byť takmer nemagnetická alebo držať len s citeľne slabšou silou.

Rovnako dôležitá je hrúbka podložky. Ideálne by mala byť aspoň polovica výšky samotného magnetu. Ak je podložka príliš tenká, magnetické pole ňou prechádza a výsledná sila magnetu je podstatne nižšia, než by ste čakali.

Inými slovami, magnet je taký silný, aká „silná“ je oceľ, na ktorej drží.

• Smer ťahu

  [01:46]
  

Magnet má najväčšiu silu, keď ho od podložky ťaháte kolmo nahor. Vtedy pôsobí tzv. sila odtrhu. Naopak, keď je magnet prichytený na stene a zaťaženie ho ťahá nadol, pôsobí sila šmyku – tá je oveľa menšia. Preto magnet, ktorý by na strope udržal niekoľko kilogramov, sa na stene ľahko zošmykne už pri menšej hmotnosti.

• Dotyk s podložkou

  [02:08]
  

Aby magnet držal čo najsilnejšie, musí byť v úplnom kontakte s podložkou. Aj tenká vrstva farby či hrdza vytvoria malú medzeru (vzdialenosť), ktorá jeho silu citeľne zníži.

Ale pozor, nejde len o veľkosť medzery. Miera poklesu sily závisí aj od typu magnetu. Pri klasických neodýmových magnetoch môže už 1 mm medzera spôsobiť pokles príťažlivej sily až o polovicu. Pri magnetoch v puzdre je tento pokles dokonca ešte výraznejší. Hoci sú pri plnom kontakte s podložkou silnejšie než samostatné neodýmové magnety rovnakých rozmerov, pri rovnakej vzdialenosti im sila klesá percentuálne rýchlejšie.

---

Aby sme si teóriu z predchádzajúcej časti potvrdili v praxi, pripravili sme sériu jednoduchých meraní. Do testu sme zaradili dva typy magnetov, ktoré sa správajú odlišne:

• Neodýmový magnet valec 10×5 mm – N42
• Magnet v puzdre s dierou pre skrutku 20×6 mm

Všetky merania sme vykonali na závesnej digitálnej váhe. Oceľová podložka, od ktorej sme magnet odtrhávali, bola 19 mm hrubá.

---

Výsledky meraní

• Sila odtrhu

  • Deklarovaná sila: 2,8 kg – Namerané: 2,88 kg (zodpovedá katalógovej hodnote).

• Vplyv vzdialenosti

  • 1 mm medzera → 1,6 kg (čo predstavuje 56 % pôvodnej sily)
  • 2 mm medzera → 0,69 kg (čo je len 24 % pôvodnej sily)
  • 3 mm medzera → 0,35 kg (teda len 12 % pôvodnej sily)

• Keď sa k sebe priblížia dva magnety

  Pri priamom kontakte držia dva magnety podobne silno ako magnet na oceľovej podložke. Rozdiel sa však ukáže pri medzere: zatiaľ čo magnet na oceľ rýchlo stráca silu, dva magnety si dokážu udržať väčšie percento pôvodnej príťažlivosti. Napríklad pri 1 mm medzere zostáva sila dvojice magnetov ešte približne na úrovni 70 %.

• Sila odtrhu a vplyv vzdialenosti

  • Deklarovaná sila: 10 kg – Namerané: 12,5 kg (mierne viac než katalógový údaj).
  • Pri 1 mm vzdialenosti klesla sila na približne 11 % pôvodnej hodnoty.

  Magnet v puzdre s dierou pre skrutku 20×6 mm je navrhnutý tak, aby svoju silu sústredil do prednej strany, ktorou prilieha k podložke. Vďaka tomu pôsobí pri priamom kontakte výrazne silnejšie než samostatný magnet podobnej veľkosti – v našom teste dosiahol nameranú silu 12,5 kg, čo dokonca mierne presiahlo katalógový údaj 12 kg.

  Nevýhoda sa prejaví, keď sa medzi magnet a podložku dostane medzera. Pri priamom dotyku je síce mimoriadne silný, no už pri 1 mm vzdialenosti klesla jeho sila na približne 11 % pôvodnej hodnoty. To znamená, že hoci sú tieto magnety ideálne na pevné uchytenie priamo k podkladu, aj malá medzera ich oslabí rýchlejšie než klasické neodýmové magnety.

---

Záver

Sila magnetu nie je len číslo z katalógu. Ovplyvňuje ju materiál podložky, smer ťahu, kvalita kontaktu a tiež to, či medzi magnetom a podložkou vznikne medzera.
Veríme, že vám tieto praktické informácie pomohli lepšie porozumieť magnetickej sile a uľahčia vám realizáciu vlastných projektov.