Как это считается
Магнит на тонком листе держит хуже не из-за «плохого металла», а из-за физики насыщения. Весь магнитный поток, выходящий из полюса магнита, должен пройти сквозь сталь и вернуться обратно. В толстой плите он расходится вширь и вглубь, и сечения хватает с избытком. В тонком листе поток вынужден растекаться радиально в плоскости, а сечение этого пути равно длине окружности магнита, умноженной на толщину листа. Как только требуемая индукция в стали превышает индукцию насыщения (для обычных конструкционных сталей это 1,5–1,7 Тл), лист перестаёт пропускать поток, часть силовых линий уходит в воздух мимо контакта, и сила падает.
Отсюда простая инженерная оценка нужной толщины. Поток через полюс диска: Φ = B · πD²/4. Сечение растекания в листе: S = πD · t. Значит индукция в стали B_ст = B · D / (4t), и условие «лист не насыщается» даёт t ≥ B · D / (4 · B_нас). При рабочей индукции 1,1 Тл и B_нас = 1,6 Тл получается практичное правило: толщина листа должна быть не меньше примерно одной пятой–одной четверти диаметра магнита. Диску D20 нужно около 3,5 мм, D30 — около 5 мм, D45 — около 8 мм. Если толщины не хватает, сила падает примерно пропорционально отношению фактической толщины к нужной.
Что это значит в цифрах для типовых поверхностей. Кузовная сталь автомобиля — 0,7–0,9 мм: крупный магнит на ней теряет 70–85 % каталожной силы, и держатель телефона на крыше или магнитная антенна работают заметно хуже, чем на толстой плите. Бытовая техника, корпуса, жесть — 0,5–0,7 мм: потери ещё больше. Профильная труба 40×20 обычно имеет стенку 1,5–2 мм, стальная дверь — 1–1,5 мм по полотну, холодильник — 0,5–0,6 мм плюс слой эмали. Стальной сейф, станина станка, швеллер, толстый лист от 6 мм — вот там магнит работает в полную силу.
Практические выводы. Первое: на тонком металле не гонитесь за большим диаметром — крупный магнит «не влезает» в лист по потоку, и толку от него мало. Гораздо эффективнее поставить несколько магнитов среднего диаметра, разнесённых на два-три диаметра, чем один большой: суммарная площадь растекания у них больше. Второе: высота магнита на тонком листе почти не помогает после определённого предела — вы упираетесь не в магнит, а в сталь. Третье: если можно подложить с обратной стороны стальную пластину 3–5 мм, сила восстанавливается почти полностью — этот приём часто спасает крепления на профтрубе и на тонких дверцах. Четвёртое: не забывайте про краску и грунт — на кузове это ещё 0,1–0,2 мм зазора сверху, и калькулятор их учитывает.