Считает силу отрыва неодимового магнита в килограммах и ньютонах с поправками, которых нет в каталогах: на толщину стали, воздушный зазор, сдвиг вбок и температуру.
Заполните поля — расчёт появится сразу
Формула:F = k · B² · S / (2 · μ₀), где B = Br · (1 − N) · k_зазор, μ₀ = 4π·10⁻⁷ Гн/м
Практический пример: Диск D20×10 мм, N42, толстая сталь, без зазора → около 13 кг отрыва и 3–4 кг на сдвиг. Тот же магнит на листе 1 мм — уже около 3,5 кг.
Как это считается
Сила отрыва магнита — это усилие, с которым магнит удерживается на толстой стальной плите при идеальном контакте, приложенное строго перпендикулярно поверхности. Именно это число пишут в каталогах, и именно оно почти никогда не совпадает с тем, что вы получите в реальной конструкции. Каталожная цифра — лабораторный максимум: шлифованная сталь толщиной 10–20 мм, ноль зазора, комнатная температура и отрыв точно вверх.
В основе расчёта лежит формула максвелловского натяжения: F = B² · S / (2 · μ₀), где B — индукция в зазоре между магнитом и сталью в теслах, S — площадь полюса в квадратных метрах, μ₀ = 4π·10⁻⁷ Гн/м — магнитная постоянная. Рабочую индукцию B определяют из остаточной индукции материала Br и геометрии магнита: чем «толще» магнит по отношению к диаметру, тем меньше коэффициент размагничивания N и тем ближе рабочая точка к Br. Плоская таблетка D20×2 работает далеко от Br и держит в разы хуже цилиндра D20×20, хотя площадь полюса у них одинаковая.
Дальше начинаются поправки. Воздушный зазор — самый жёсткий фактор: слой краски 0,1 мм срезает несколько процентов, порошковое покрытие 0,1–0,2 мм заметно больше, силиконовый чехол телефона 1,5 мм роняет силу примерно вдвое, а стекло 4 мм — впятеро. Тонкая сталь — второй фактор: лист должен пропустить через себя весь поток магнита, и если сечения не хватает, металл насыщается примерно на 1,6 Тл, а сила падает пропорционально нехватке толщины. Для диска нужная толщина оценивается как B · D / (4 · B_нас): для D20 при B ≈ 1,1 Тл это около 3,5 мм, поэтому на листе 1 мм тот же магнит удержит примерно втрое меньше.
Третья поправка — направление нагрузки. Вдоль поверхности магнит держится только за счёт трения: усилие на сдвиг составляет примерно 20–30 % от силы отрыва для чистой сухой стали и падает до 10–15 % по краске, оцинковке или маслу. Вешать полку «на сдвиг», подобрав магнит по каталожной силе отрыва, — типичная и опасная ошибка. Четвёртая поправка — температура: у неодима обратимый температурный коэффициент остаточной индукции около −0,11 % на градус, а сила пропорциональна квадрату индукции, то есть теряется примерно 0,22 % на каждый градус нагрева. При 80 °C магнит без индекса термостойкости отдаёт около 87 % силы, а выше своей предельной температуры теряет магнетизм необратимо.
Калькулятор считает всё это прямо в браузере: выберите форму, введите размеры в миллиметрах, укажите класс N35–N52, зазор, толщину листа и температуру — и получите силу отрыва в кг и ньютонах, силу на сдвиг, остаточную индукцию Br и рабочую индукцию на полюсе. Результат — инженерная оценка с точностью порядка ±20–30 %: у реальных магнитов есть разброс по Br, а сталь бывает разных марок и чистоты.
Поправка на толщину стального листа
Толщина листа
Магнит D10
Магнит D20
Магнит D30
Магнит D45
0,5 мм — жесть, корпус техники
28 %
15 %
10 %
7 %
0,8 мм — кузов автомобиля
45 %
24 %
16 %
11 %
1 мм — профтруба, тонкий лист
56 %
29 %
20 %
14 %
1,5 мм
84 %
44 %
30 %
20 %
2 мм
100 %
58 %
39 %
27 %
3 мм
100 %
88 %
59 %
40 %
5 мм
100 %
100 %
98 %
67 %
8 мм и толще
100 %
100 %
100 %
100 %
Доля от каталожной силы отрыва для магнитов высотой около половины диаметра. Точное значение для вашего размера считает калькулятор выше.
Частые вопросы
Почему мой магнит держит меньше, чем написано в каталоге?
Каталожная сила измеряется на шлифованной стали толщиной 10–20 мм при нулевом зазоре и отрыве строго вверх. В реальности мешают краска или покрытие, тонкий металл, шероховатость и наклон. Типовое расхождение — в 1,5–3 раза, а через чехол или стекло — в 5–10 раз.
Какой класс лучше — N35, N42 или N52?
Сила пропорциональна квадрату Br. У N35 Br ≈ 1,19 Тл, у N52 ≈ 1,44 Тл, то есть переход с N35 на N52 даёт прирост около (1,44/1,19)² ≈ 1,46, то есть примерно 45 %, а не «в разы». При этом N52 дороже и хуже переносит нагрев: его почти не выпускают с индексами H и выше.
Сила отрыва и сила на сдвиг — в чём разница?
Отрыв — тянем магнит перпендикулярно от поверхности, это максимум. Сдвиг — тянем вдоль поверхности, и держит только трение: примерно 20–30 % от отрыва по чистой стали и 10–15 % по краске или оцинковке. Для полок, держателей и подвесов считайте именно сдвиг.
На какой толщине стали магнит работает в полную силу?
Ориентир — толщина не меньше четверти диаметра магнита. D20 требует примерно 3,5–5 мм, D45 — уже 8–10 мм. На листе 1 мм крупный магнит теряет 60–80 % силы, потому что металл насыщается и не пропускает весь поток.
Магниты какой формы держат сильнее?
При равной площади полюса выигрывает тот, у кого больше высота вдоль оси намагничивания: цилиндр держит лучше плоской шайбы. Кольцо теряет пропорционально площади отверстия, а шайба с зенковкой — ещё 15–25 % сверху, потому что конус срезает материал у самого полюса.
До какой температуры можно греть неодимовый магнит?
Обычный магнит без индекса — до 80 °C, M — до 100 °C, H — до 120 °C, SH — до 150 °C, UH — до 180 °C, EH — до 200 °C. Выше предела потеря необратима, а при 310–340 °C наступает точка Кюри и магнит размагничивается полностью.
Данные куда-то отправляются?
Нет. Весь расчёт выполняется в вашем браузере на JavaScript, без сервера и без внешних сервисов.