Magnetisk mætning
Jeg har købt en stærk magnet - hvorfor virker den ikke? Vi har ofte folk, som spørger, hvorfor deres magnet ikke virker eller ikke sidder bedre fast. Det skyldes fænomenet "magnetisk mætning". Hvis overfladen er tynd eller ikke dækker hele magnetens flade, mættes magneten for hurtigt, og så virker den ikke optimalt. En magnet skal jo have noget at holde fast i. Og hvis det ikke lige gav mening med mætning ift. sukker-analogien, så kan man også beskrive det som, at magneter er delt op i mange små domæner (magnetiske områder ). Når magneten skal gribe fat i noget, griber den måske med 1.000 domæner. Men hvis modparten kun har 100 domæner at gribe fat i, holder den ikke særligt godt fast, for så har de sidste 900 af magnetens domæner ikke noget fornuftigt at tage sig til... Du vil nok også hellere have to hænder til at gribe dig end 1, hvis du er ved at falde.
Så det er rigtig fint at købe stærke magneter, men du har også brug for en magnetisk modpart, der sørger for, at din magnet ikke mættes for hurtigt.
Magnetisk mætning er et lidt abstrakt begreb, og selv om det kan forklares hurtigt med hverdagssprog, vil vi alligevel gå lidt mere i dybden, så du kan blive klogere på, hvad det betyder med magnetisk mætning, og hvorfor det er vigtigt i forhold til valg af magneter at vide noget om den magnetiske mætning.
For at gøre det rigtig nemt, kan du se en video om det her:
Videoen er lavet af Peter Valberg, hvor han viser en af vores største krogmagneter.
Først skal vi lige have to ting på plads:
- Styrke
- Bæreevne
Ad 1: styrke
Magneter opgives med specifikationer for styrke (ofte oplyst i kg.), der omsat til dagligdags sprog handler om, hvor meget der skal til for at trække magneten af en plade af rent stål. Retningen for dette er et direkte træk i samme retning som magneten (lidt som at hive i en køleskabsdør, hvor man mærker modstand).
Ad. 2: bæreevne
Man kan også tale om bæreevne, og det er banalt nok magnetens evne til at bære noget - dvs. det indirekte træk på magneten. Hvis du sætter magneten i loftet og hænger noget på den, der bare hænger lige ned (lodret) og ikke bevæger sig, så kan du opnå fuld styrke. Men hvis du sætter magneten på væggen og hænger noget på den (så magnetfeltet er vandret men emnet er lodret), skal tyngdekraften regnes med som parameter, og så opnår du meget mindre bæreevne end styrke. Det samme gør sig gældende, hvis noget hænger i bevægelse; så opnås der heller ikke samme bæreevne som styrke.
En god tommelfingerregel er, at bæreevnen er 15% af magnetens styrke. Men det afhænger altså af flere faktorer - så kontakt os gerne, hvis vi skal beregne dit styrkebehov inden køb.
Magnetisk mætning ift. styrke og bæreevne
Den hurtige konklusion er, at det afhænger af modparten, du sætter mod magneten (magnetisk flade eller f.eks. ting, du vil fiske op), om magneten opnår de fulde betingelser for denne styrke og derved trækker den styrke, der er opgivet.
Men det siger kun noget om resultatet og forklarer ikke begrebet, så vi går lige et spadestik dybere i magnetteori...
Peter viser i videoen en magnet med 200 kg. i styrke og hvordan han nemt fjerner magneten fra whiteboardtavlen uden at anstrenge sig særligt meget. Det skyldes den magnetiske mætning.
Der er stor forskel på forskellige magnetiske overflader: jo tykkere stål, desto højere mætning.
Magnetmætning på whiteboard
En whiteboard tavle består typisk af en meget tynd metalplade bag en skrivbar overflade, der skaber afstand mellem magnet og metal. Så udover at metallet er tyndt, er der også en ikke-magnetisk bariere mellem magnet og stål, der også har indflydelse på mætningen af magneten. Og når man sætter en stærk magnet på whiteboard tavlen, bliver området omkring magneten hurtigt "magnetisk mættet", sådan så magneten ikke kan udnytte sin fulde styrke. Og det samme går så igen ift. bæreevnen, for når området er mættet hurtigt, sidder magneten ikke specielt godt fast, og derved kan den ikke bære særligt meget. Og der er en faktor mere på whiteboardflader, for de er også meget glatte, og det skaber endnu en udfordring for bæreevnen.
Konklusion: whiteboard tavlen bliver for hurtigt (eller for nemt) mættet, og derved opnår magneten ikke fuld styrke og bæreevne.
Magnetmætning på tyk metalplade
Peter viser i videoen en metalplade, der er ca. 30 mm. tyk. Når man sætter en magnet fast på metal, der er mere end 5 mm. tykt, har magneten sværere ved at mætte metallet magnetisk, og derved opnår du hurtigt den fulde styrke for magneten.
Konklusion: den tykke metalplade mættes ikke af magneten, og derved opnår magneten fuld styrke og bæreevne.
Så med andre ord: hvis en magnet nemt bliver mættet, udnyttes dens potientiale ikke.
Hvis magneter var sukker...
En rigtig god sammenligning - for at forklare magnetisk mætning med en hverdagsting - er at tage et glas vand og en pose sukker. Du kan sagtens opløse lidt sukker i vandet. Men efterhånden som du putter mere og mere sukker i vandet, bliver det sværere og sværere at opløse alt sukkeret, fordi vandet er blevet mættet. I forhold til magneter betyder det, at jo mindre mætning de udsættes for, desto stærkere er de.
Test af magnetmætning
4:50 minutter inde i videoen sætter Peter den 200 kg. stærke magnetkrog på den tykke metalplade. Men han har lagt et lag plexiglas imellem for at skabe afstand, for ellers vil han skulle trække magneten af med et træk på 200 kg. Og det bliver svært at gøre alene mand uden værktøj. Det skyldes, som vi også er inde på ovenfår med whiteboard tavlen, at afstand også påvirker styrke og bæreevne. Men her bliver du nødt til at se videoen, for der går for meget tabt ved at skrive det ned. Det skal opleves for at få den fulde forståelse af projektet og fænomenet "afstand".