Przelicznik jednostek magnetycznych: tesla, gauss, oersted

Wpisz jedną wartość i wybierz jej jednostkę. Wszystkie pozostałe przeliczają się od razu, bez klikania.

Po co komu dwa układy jednostek

Magnetyzm jest jedyną dziedziną techniki, w której dwa układy jednostek żyją obok siebie od stu lat i żaden nie zamierza ustąpić. W karcie katalogowej europejskiego producenta remanencja stoi w teslach, w karcie tego samego materiału od dostawcy z Azji – w gaussach. To ta sama liczba pomnożona przez dziesięć tysięcy, ale zanim człowiek to sobie uświadomi, zdąży pomyśleć, że trafił na materiał dziesięć tysięcy razy silniejszy.

Układ SI daje teslę, ampera na metr i dżula na metr sześcienny. Układ CGS – gaussa, oersteda i megagaussoersteda. SI jest obowiązujący w normach, CGS został w praktyce warsztatowej i w katalogach, bo liczby wychodzą w nim wygodniejsze. Indukcja przy powierzchni magnesu neodymowego to około 0,4 T albo 4000 Gs. Cztery tysiące łatwiej się mówi niż cztery dziesiąte.

Gauss w praktyce: co pokazuje gaussomierz

Kupiony w sieci gaussomierz prawie zawsze pokazuje militeslę albo gaussy, często z przełącznikiem między jednym a drugim. Pomiar przy samej powierzchni magnesu neodymowego klasy N38 o średnicy 20 mm i wysokości 10 mm da mniej więcej 300–400 mT, czyli 3000–4000 Gs. Ta sama płytka zmierzona w odległości pięciu milimetrów pokaże już kilkakrotnie mniej – i to jest normalne, bo indukcja spada z odległością znacznie szybciej niż liniowo.

Nie należy mylić tego pomiaru z remanencją materiału. Remanencja B_r to wielkość materiałowa: dla N38 wynosi około 1,22–1,26 T, czyli 12 200–12 600 Gs. Gaussomierz przy powierzchni pokaże zawsze mniej, bo mierzy pole w konkretnym punkcie przestrzeni, a nie właściwość stopu.

MGOe, czyli po czym poznać klasę magnesu

Oznaczenie N38 nie jest przypadkowym numerem katalogowym. Liczba po literze to maksymalna gęstość energii wyrażona w megagaussoerstedach: N38 ma około 38 MGOe, N52 – około 52 MGOe. Po przeliczeniu na układ SI wychodzi z tego odpowiednio około 302 i 414 kJ/m³. Producenci europejscy podają często obie liczby obok siebie, chińscy – tylko MGOe, bo tam ta jednostka jest standardem.

Gęstość energii mówi, ile pracy magnes jest w stanie wykonać na jednostce objętości. Przy doborze magnesu do wirnika prądnicy to ważniejsza liczba niż sama remanencja: materiał o wyższym BH_max pozwala uzyskać to samo pole przy mniejszej bryle, a mniejsza bryła to mniejsza masa wirująca i mniejszy problem z wyważeniem.

Amper na metr i oersted, czyli o odporności na rozmagnesowanie

Natężenie pola H pojawia się w kartach katalogowych przy parametrach H_cB i H_cJ – koercji. To liczba, która mówi, jak silne pole przeciwne trzeba przyłożyć, żeby magnes stracił właściwości. Dla materiałów neodymowych H_cJ podaje się zwykle w kiloamperach na metr (typowo 955–2388 kA/m) albo w kilooerstedach (12–30 kOe). Różnica między tymi liczbami to właśnie mnożnik 12,566, czyli 4π podzielone przez dziesięć.

Wysoka koercja ma znaczenie tam, gdzie magnes pracuje w polu obcym: w wirniku prądnicy, obok uzwojenia przewodzącego prąd. Materiał o niskiej koercji potrafi się w takich warunkach częściowo rozmagnesować, i to nie od razu, tylko po tygodniach pracy. Objawia się to spadkiem napięcia przy tych samych obrotach.

Kilogram to nie jednostka pola

W sklepach z magnesami udźwig podaje się w kilogramach i to jest najbardziej myląca liczba w całej branży. Kilogram mierzy masę, a nie siłę – siła to niutony. Zapis „udźwig 40 kg” oznacza, że magnes utrzyma ciężar odpowiadający czterdziestu kilogramom, czyli około 392 N, i to wyłącznie w warunkach idealnych: płaska stalowa płyta o grubości co najmniej równej wysokości magnesu, czysta powierzchnia, zerowa szczelina, siła przyłożona prostopadle.

Każde odstępstwo od tych warunków obniża wynik, często o połowę albo więcej. Warstwa lakieru o grubości 0,2 mm potrafi zabrać jedną trzecią udźwigu. Siła przyłożona równolegle do powierzchni, czyli ścinająca, to już tylko ułamek wartości katalogowej. Dlatego przy doborze magnesu do zastosowania konstrukcyjnego liczba z katalogu jest punktem wyjścia, a nie wynikiem obliczenia.

Więcej o samym doborze wielkości i klasy znajdziesz w kalkulatorze siły i masy magnesów, a symbole pierwiastków wchodzących w skład stopu – w układzie okresowym.